अमूर्त:[पृष्ठभूमि] माइक्रोबियल गिरावट क्षार लिग्निन उच्च क्षरण दक्षता और पर्यावरण संरक्षण की अपनी विशेषताओं के कारण इसने अधिक ध्यान आकर्षित किया है। [उद्देश्य] अत्यधिक कुशल लिग्निन क्षरण कवक की जांच करना और उनकी क्षरण स्थितियों का अनुकूलन करना। [तरीके] उच्च दक्षता वाले लिग्निन क्षरण उपभेदों की जांच गियाकोल-पीडीए और एनिलिन ब्लू प्लेट विधियों द्वारा की गई थी, और संस्कृति स्थितियों को एकल-कारक स्क्रीनिंग और प्रतिक्रिया सतह प्रयोग द्वारा अनुकूलित किया गया था। [परिणाम] एक कुशल लिग्निन क्षरण तनाव बीवाईएल -7 की जांच की गई और शुरुआत में रूपात्मक और बहु-अनुक्रम विश्लेषण द्वारा ट्रैमेट्स वर्सीकोलर के रूप में पहचाना गया। एकल कारक परीक्षण ने साबित कर दिया कि प्रारंभिक पीएच, तापमान और इनोकुलम मात्रा लिग्निन क्षरण के लिए महत्वपूर्ण प्रभावशाली कारक थे, और प्रतिक्रिया सतह परीक्षण ने निर्धारित किया कि गिरावट लिग्निन के लिए इष्टतम स्थितियां प्रारंभिक पीएच 6.7, तापमान 25 डिग्री और इनोकुलम मात्रा 8 प्रतिशत थीं। . इन स्थितियों के तहत, क्षारीय लिग्निन क्षरण दर 36.5 प्रतिशत थी, जो पहले की तुलना में 54.0 प्रतिशत अधिक थी; चावल के भूसे लिग्निन, हेमिकेलुलोज और सेल्युलोज की गिरावट दर क्रमशः 32.8 प्रतिशत, 21.5 प्रतिशत और 13.2 प्रतिशत थी। उनमें से, लिग्निन क्षरण दर पहले की तुलना में 36.1 प्रतिशत बढ़ गई थी। लैकेस गतिविधि 6वें दिन में 12{21}}.0 यू/एल पर चरम पर पहुंच गई, जो पहले की तुलना में 25.0 प्रतिशत अधिक थी; लिग्निन पेरोक्सीडेज गतिविधि 6वें दिन में 1 343.8 यू/एल के शिखर पर पहुंच गई, जो पहले की तुलना में 36.0 प्रतिशत अधिक थी; 5वें दिन मैंगनीज पेरोक्सीडेज गतिविधि 463.8 यू/एल पर पहुंच गई, जो पहले की तुलना में 31.7 प्रतिशत अधिक थी। [निष्कर्ष] प्रायोगिक परिणामों ने लिग्निन क्षरण के लिए एक उपयोगी फगस संसाधन प्रदान किया, लेकिन लिग्निन पर बाद के शोध के लिए प्रासंगिक डेटा भी जमा किया।
तुलनात्मक रूप से लिग्निन के औद्योगिक अनुप्रयोग के लिए यादृच्छिक संरचनाओं और प्रतिरोधी लिंकेज को प्रमुख बाधा माना जाता है। हालाँकि लिग्निन क्षरण से संबंधित कुछ एंजाइम पाए गए हैं, लिग्निन मूल्यांकन की प्रक्रिया में चुनौतियाँ अभी भी मौजूद हैं [2,3]। सबसे पहले, एंजाइमों के लिए लिग्निन के साथ बातचीत करना मुश्किल होता है जिसमें विषम और अनाकार संरचनाएं होती हैं। दूसरा, लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास से लिग्निन निकालना कठिन है। इस चुनौती को हल करने के लिए दो मुख्य रणनीतियाँ तैयार की गई हैं। लिग्निन के निष्कर्षण के लिए पहली रणनीति लिग्निन को अघुलनशील रखना और सेल्युलोज और हेमिकेलुलोज को तरल चरण में प्रवेश कराना है। एक और बिल्कुल विपरीत रणनीति लिग्निन को हाइड्रोलाइज या घुलनशील बनाना है लेकिन सेल्युलोज और हेमिकेलुलोज को अघुलनशील रखना है (चित्रा 1 ए) [4]। तीसरी चुनौती लिग्निन प्रसंस्करण से उच्च पैदावार और शुद्धता वाले रासायनिक उत्पाद प्राप्त करना है। डीपोलीमराइज़ेशन प्रक्रिया के दौरान, डीपोलीमराइज़ेशन स्थितियों के तहत डीपोलीमराइज़्ड लिग्निन अंशों में आमतौर पर उच्च प्रतिक्रियाशीलता होती है, जो रिपॉलीमराइज़ेशन और संक्षेपण सहित कई अनियंत्रित साइड प्रतिक्रियाओं का कारण बन सकती है। ये पार्श्व प्रतिक्रियाएं नए यौगिक उत्पन्न करती हैं जो लिग्निन के लक्षित उत्पादों में सीधे रूपांतरण में बाधा उत्पन्न कर सकती हैं [5,6]। अधिक लिग्निन-विघटनकारी एंजाइमों और मार्गों की खोज के साथ, लिग्निन अपघटन से प्राप्त मूल्य वर्धित रसायनों पर अधिक ध्यान दिया जाएगा।
परिचय
लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास पृथ्वी पर एकमात्र नवीकरणीय संसाधन है, जो प्रति वर्ष कार्बनिक रूप से बंधे कार्बन के रूप में 6 0 बिलियन टन का पुनरुत्पादन करता है, जिसमें एक स्थायी ऊर्जा भविष्य बनाने की क्षमता है। अपने "अरब टन विज़न" में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) ने बताया कि लगभग 1.3 बिलियन शुष्क टन प्लांट बायोमास जैव ईंधन का उत्पादन करने के लिए उपलब्ध हो सकता है और देश की तरल परिवहन की खपत का 3 {{14 }} प्रतिशत से अधिक विस्थापित हो सकता है। ईंधन (पर्लैक एट अल., 2005)। बायोमास से लिग्निन हटाने से सेल्युलोज और हेमिकेलुलोज हाइड्रोलिसिस की दक्षता बढ़ाने में मदद मिलती है, और इसलिए, सेल्युलोसिक इथेनॉल और अन्य जैव ईंधन (सिकीरा एट अल।, 2012) के उत्पादन में बायोमास के कार्बोहाइड्रेट हिस्से के उपयोग की सुविधा मिलती है। अकेले लुगदी और कागज उद्योग द्वारा सालाना लगभग 50-60 मिलियन टन लिग्निन का उत्पादन किया जाता है। जैव ईंधन उत्पादन के लिए जीवाश्म फीडस्टॉक को लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास से बदलने के उद्देश्य से हाल के बायोरिफाइनरी विकास के परिणामस्वरूप उपलब्ध लिग्निन की मात्रा में और वृद्धि होने की उम्मीद है। डीओई की एक हालिया रिपोर्ट का अनुमान है कि 750 मिलियन टन बायोमास फीडस्टॉक को जैव ईंधन में संसाधित करने से 0.225 बिलियन टन लिग्निन (बायोरिफाइनरी लिग्निन) का उत्पादन किया जा सकता है (बोज़ेल एट अल।, 2007)। हालाँकि, लिग्निन का व्यावसायिक उपयोग इसकी उपलब्धता के केवल 2 प्रतिशत तक ही सीमित है, बाकी (गोसेलिंक एट अल., 2004) आमतौर पर लुगदी और कागज मिलों के लिए भाप और प्रक्रिया गर्मी प्रदान करने के लिए जलाया जाता है। यह बताया गया है कि कम लागत वाले ईंधन के रूप में उपयोग किए जाने वाले लिग्निन का मूल्य केवल $0.18/किग्रा है जबकि रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में इसका मूल्य लगभग छह गुना अधिक है (मैकफर्लेन एट अल।, 2009)। चूंकि मौजूदा लिग्निन उत्पाद वर्तमान में मुख्य रूप से कम मूल्य वाले लिग्नोसल्फोनेट्स (लगभग 1 मिलियन टन) और क्राफ्ट लिग्निन (100, {{20%) टन) पर आधारित हैं, लिग्निन बाजार बहुत कम विकास दर (संयुक्त राष्ट्र) के साथ $ 300 मिलियन प्रति वर्ष पर स्थिर हैं। , 2012).
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