成果名称：微生物降解褐煤产生黄腐酸的机理及工艺
申请单位：中国农业大学
成果编号：鉴字[教NF2006]第001号
鉴定日期：2006年1月19号
学科： 微生物学
第一完成单位：中国农业大学
第一完成人：袁红莉
通讯地址及邮编：北京市海淀区圆明园西路2号 100094
电话、传真：（010）62733464，（010）62734008
成果内容简介
我国拥有丰富的褐煤资源，占已发现煤炭资源的17%强，约1431亿吨。但褐煤燃烧值较低，难于利用，既造成资源的浪费，也容易引起环境污染。然而褐煤中含有的腐植酸尤其是黄腐酸在农牧业、工业、医药业具有重要用途。该研究成果针对我国拥有的丰富褐煤资源及生物降解转化的高效、环保和可持续发展的特点，利用微生物发酵法降解褐煤释放其中的腐植酸，并将大分子腐植酸降解成活性高的小分子黄腐酸，有效地利用褐煤资源。
首次系统研究了褐煤自然风化过程中微生物群落的演替和化学性质变化，发现了在褐煤风化过程中不同类型微生物之间存在演替现象，放线菌是降解的先锋菌，随后是细菌，而真菌则在降解的后期起主要作用；揭示了褐煤在自然风化过程中碳含量明显降低，氮和氧含量增大，腐植酸和黄腐酸含量增加。从煤矿、洗煤厂及风化煤等不同环境中选育得到多株可降解褐煤产生黄腐酸的菌株，获得了具有自主知识产权的青霉菌P6（Penicillium sp. P6，保存号CGMCC0866）和一株芽孢杆菌（Bacillus sp. 保存号CGMCC0867）。系统研究了降解产物的化学特性及生物活性，结果表明微生物降解获得的黄腐酸/腐植酸与化学提取的腐植酸相比碳含量降低、氮和氧含量明显增大，分子量明显变小，活性基团增加，絮凝极限明显增大，具有更高的产量和更明显的生物活性（如刺激种子发芽和幼苗生长、促进根瘤菌结瘤、抑制土传病害、刺激土壤微生物生长繁殖以及抑制土壤脲酶活性等）。研究发现青霉菌P6降解褐煤是多种因素的综合作用，包含分泌胞外酶（木素过氧化物酶、锰过氧化物酶及脂酶），产生碱性物质和表面活性剂从而达到对褐煤的深度降解。首次在国际上纯化得到青霉木素过氧化物酶，对其酶学特性进行了详细研究，克隆了其基因，为木素类生物质的转化利用奠定了基础。确定了3株菌（Penicillium sp. P6、 Bacillus sp.和Streptomyces sp.）混合发酵降解内蒙褐煤生产黄腐酸的工艺流程，使降解产物中黄腐酸产量达到25%-30%，相关技术已获得发明专利一项（ZL02158189.4）。
