Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья

Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья

Реферат

Изобретение относится к способам утилизации и рационального использования лигнинсодержащего сырья и может быть использовано при делигнификации растительного сырья.

Известен способ биоконверсии лигнина древесины, заключающийся в том, что в древесные опилки березы и сосны вносят инокулят лигнинразрушающего гриба Р. tigrinus. Опилки тщательно перемешивают, помещают в камеру и производят ферментацию при 25-30°С в присутствии воздуха и нормальном атмосферном давлении в течение 9-14 суток (Мясоедов Н.М. Влияние условий культивирования на лигнолитическую активность грибов Ph.chrysogenium и P.tigrinus. Дисс. Канд.биол.наук. Пущино: ИБФМ РАН, 1997).

Недостатком данного способа является низкая скорость разрушения лигнина, что приводит к большой продолжительности процесса ферментации и, как следствие, высокому содержанию лигнина в конечном материале.

Технический результат заключается в ускорении процесса биоконверсии, повышении питательной ценности растительного сырья, а также утилизации лигнина лигноцеллюлозных отходов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе биоконверсии лигнина отходов растительного сырья, включающем измельчение растительного сырья, биологическое воздействие инокулятом гриба Р. tigrinus BKM F-3616 D в течение 9-14 суток при температуре (+24)-(+26)°С, перед биологическим воздействием проводят обработку растительного сырья ультразвуком частотой 22,0-24,0 кГц в течение 10-15 мин.

Способ осуществляют следующим образом. Сухие растительные остатки - древесные опилки, щепу или солому измельчают до размера частиц 0,5-1,0 см, обрабатывают ультразвуком частотой 22,0-24,0 кГц в течение 10-15 мин, стерилизуют при 160°С и вносят инокулят лигнолитического гриба Р. tigrinus BKM F-3616 D из расчета на 1 кг субстрата 4000 мл инокулята, и производят ферментацию при 24-26°С в присутствии воздуха и при нормальном атмосферном давлении в течение 9,0-14,0 суток.

В контрольных, необработанных ультразвуком березовых и сосновых опилках, под воздействием гриба убыль лигнина составил 41-43% и 31-33% соответственно. Это на 15-20% ниже, чем в опилках, подвергнутых предварительной обработке ультразвуком.

Убыль лигнина определялась следующим образом. В качестве контроля использовали необработанный и обработанный ультразвуком субстрат, в которых определяли содержание лигнина по Задразилу (Zadrazil F., Brunnert H. The influence of ammonium nitrate supplementation on degradation and in vitro digestibility of straw colonized by higher fungi. // European J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1980. Vol. 9. P.37- 44). Полученную величину принимали за 100%. Далее тем же методом определяли содержание лигнина в субстратах в процессе культивирования гриба и определяли убыль лигнина по разнице между его содержанием до и после роста грибной культуры.

Параметры способа обработки растительного сырья и ступень деградации лигнина приведены в таблице

Таблица
Обработка	Продолжительность обработки ультразвуком, мин	Продолжительность ферментации, сут	Убыль лигнина, %
Береза	Сосна
Ультразвук 22-24 кГц + P.tigrinus BKM F-3616 D	Без обработки	9-14	37,8-40,8	29,2-31,7
5	9-14	42,4-43,2	33,6-34,9
10	9-14	48,2-51,1	36,0-41,0
15	9-14	49,0-51,8	36,3-41,8,
По известному способу, P.tigrinus 144	Без обработки	9-14	22,5-24,0	-

Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья, включающий измельчение, биологическое воздействие инокулятом лигнолитического гриба Р. tigrinus BKM F-3616 D в течение 9,0-14,0 суток при температуре 24-26°С, отличающийся тем, что перед биологическим воздействием проводят обработку растительного сырья ультразвуком с частотой 22-24 кГц в течение 10-15 мин.