褐煤族组分的类聚及其生物解聚的过程分析和机理研究

Lignite is abundant and not efficiently utilized resource.The bioconversion breaks a new path of efficiently and cleanly utilizing lignite ,but low efficiency and ambiguous mechanisms hinder development of this technology.In this project, started with reducing the compositive complexity ,lignite is sequentially extracted to afford different group components with specific groups and structure; enzymatic species and activity, the biomass of fungi and biodegradation yields as parameters, each group component of lignite is depolymerized as substrate by white-rot fungi to analyze the enzymatic mechanism , to examine key factors of biodepolymerization, and to ascertain the relation between depolymerization and structure, aiming to improve efficiency; in the end, the compositions and structures of the resulting products and each fraction befor and after biodepolymerization are relatively comprehensively understand with multiple advanced analytical instruments and subsequently the mechanisms for biodepolymerization of lignite are revealed, which provide important scientific basis and crucial technical support for lucubrating bioconversion of coal.

褐煤资源丰富，但未得到有效利用。褐煤的生物转化开辟了一条实现煤炭高效、清洁利用的新途径，但效率低及反应机理不明成为阻碍其发展的关键问题。本项目从降低褐煤大分子混合物的复杂性入手，采用分级萃取技术将褐煤分离成以某类基团和结构为主的各级族组分；再以煤的各级族组分为底物，利用白腐真菌进行解聚，以作用体系中菌种所产生的酶的种类和活性、菌体生物量、煤组分的降解率等为参数，分析菌种对各组分的作用机制，并考察影响各煤组分生物解聚的关键因素，确定解聚与结构组成的关系，提高降解效率；最后，利用多种先进的分析手段较全面地了解解聚前后的各煤组分基团组成和结构的变化以及解聚产物的价键类型和结构组成，进而从分子水平上揭示白腐真菌对褐煤各组分的解聚机理，为深入研究煤炭的生物转化提供科学依据和技术支撑。

本项目针对褐煤生物转化效率低及反应机理不明的问题，从降低其结构复杂性入手，利用分级萃取技术将褐煤分离成以某类基团和结构为主的各级族组分，再对每级族组分进行生物解聚研究。主要的工作包括：（1）筛选出了一株具有高效降解木质素能力的菌株，并对其产酶特性及解聚能力进行了研究；（2）选取合适的五种萃取剂对褐煤进行了分级萃取，得到了各级族组分，并对每级萃取物进行了结构分析；（3）在相同条件下对各级萃取物进行生物解聚，确定最佳解聚组分，并对最佳解聚组分的生物解聚条件进行了优化；（4）利用多种先进手段对最佳解聚组分解聚前后进行分析，推断解聚机理。.本项目选取低煤化程度的煤为研究对象，通过分级萃取降低煤的复杂结构，重点研究白腐真菌对各级族组分的生物解聚，最后利用多种先进的分析手段较全面地了解解聚前后的煤组分基团组成和结构的变化及解聚产物的价键类型和结构组成，进而从分子水平上解释白腐真菌对褐煤组分的解聚机理，为深入研究煤炭的生物转化提供科学依据和技术支撑，对实现煤炭高效、清洁利用具有重要的理论意义。