Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья
Изобретение относится к способам утилизации и рационального использования лигнинсодержащего сырья и может быть использовано при делигнификации растительного сырья. Способ осуществляется путем измельчения растительного сырья, затем обработки его ультразвуком частотой 22.0-24.0 кГц в течение 10-15 минут с последующим биологическим воздействием на растительное сырье инокулятом гриба Panus tigrinus BKM F-3616 D в течение 9-14 суток при температуре (+24)-(+26)°С. Способ позволяет ускорить процесс биоконверсии, повысить питательную ценность растительного сырья, утилизировать лигнин лигноцеллюлозных отходов. 1 табл.
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.
