郜普源,孟晓慧,李托,朱瀚,黄启为,刘东阳,沈其荣

(南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室,江苏 南京210095)

农作物秸秆是由纤维素、半纤维素以及木质素通过生物化学过程而形成的具有高度稳定性的天然多聚物,其中纤维素和半纤维素含量最丰富,其分解过程比较复杂[1]。纤维素的分解主要通过纤维素内切酶(EG)、纤维素外切酶(CBHⅠ和CBH Ⅱ)以及β-葡萄糖苷酶相互作用而实现[2]。其中EG主要负责纤维素β-1,4-糖苷键的水解,CBHⅠ和CBH Ⅱ分别负责纤维素的还原端和非还原端分解,而β-葡萄糖苷酶能将纤维二糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖[3]。木聚糖是半纤维素的主要成分,其主链是由木糖残基通过β-1,4-糖苷键聚合而成的链状骨架,并被不同的残基(阿拉伯糖残基、乙酰残基、葡萄糖醛酸残基、阿魏酸残基和p-香豆酸残基)修饰后形成大量的侧链分支[4-5]。木聚糖结构比较复杂,需要多种酶系进行协同降解。内切木聚糖酶(XYN)主要负责木聚糖主链上的β-1,4-糖苷键的水解生成木二糖,并在木糖苷酶(β-XYL)作用下形成木糖[6];木聚糖侧链的水解主要通过乙酰木聚糖酯酶(AXE)、阿魏酸酯酶(FE)、α-阿拉伯呋喃糖酶(α-AF)、α-葡萄糖醛酸酶(α-GLU)等完成[7]。青霉、曲霉、木霉等丝状真菌能够分泌纤维素酶与半纤维素酶[8],有效降解秸秆需要这些酶的共同参与,而其分泌调控机制在不同培养条件下也存在显著的差异性。

贵州木霉NJAU4742是1株高效的生物有机肥功能菌,但其生物有机肥的制备不能直接进行二次固体发酵(不耐高温),只能以直接添加高密度木霉孢子的调配方式来实现。……