组学技术在木质素降解酶系挖掘中的应用进展

李艳，陈复生，杨趁仙

(河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州， 450001)

当前，人们对化石燃料的过度需求和开发引起了许多问题，从能源短缺、环境污染再到不可持续性发展，因此，亟需寻找绿色、清洁、可再生能源作为替代[1]。生物质资源是指利用环境中大气、土壤、水等进行光合作用而产生的可再生有机物质，包括农作物、树木等植物及其废弃物、畜禽粪便等有机废弃物，例如草木、秸秆。生物质中含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等有机物[2]，是生产清洁能源的主要原料[3]。因此，生物质资源将成为石油工业的重要替代品。我国作为农业大国，粮食作物产量大，而农业废弃物(如秸秆)年产量高达7亿t[4]。但目前，大部分秸秆废弃物被就地焚烧，这不仅对环境造成了严重的污染，同时也是生物质资源的极大浪费[5]。

在生物质资源的利用过程中发现，木质素作为天然的物理屏障，将纤维素紧紧包裹，不利于纤维素的开发和利用，极大的降低纤维素生产能源的效率。近年来，学者们开始关注植物生物质中木质素的降解。目前，木质纤维素生物质的降解方法主要包括物理处理(机械粉碎，热解等)、物理化学处理(二氧化碳爆炸，蒸汽爆炸等)、化学处理(臭氧分解，碱水解等)以及生物法处理(微生物、酶的降解)。但物理和化学法降解木质纤维素通常需要昂贵的设备，消耗更多的能量甚至会产生有毒有害的废弃物。与此相比微生物介导的生物催化过程因其反应条件温和、设备简单，在降解木质素方面具有较高的优势，为木质素的利用提供了更具体有效的替代方法[6]。……