Thứ ba, 05/03/2024 | 17:54

Thứ ba, 05/03/2024 | 17:54

Bài báo khoa học

Cập nhật 09:49 ngày 17/02/2020

Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý gỗ keo bởi chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 nhằm phân hủy nhựa cây trong nguyên liệu sản xuất bột giấy

TÓM TẮT
Hiện nay, nhựa cây đang gây ra nhiều khó khăn cho các nhà máy sản xuất giấy, làm giảm hiệu quả hoạt động của máy móc và chất lượng sản phẩm, gây ô nhiễm môi trường. Trên thế giới, việc ứng dụng công nghệ sinh học (sử dụng enzyme và vi sinh vật) nhằm loại bỏ nhựa cây trong nguyên liệu gỗ sản xuất giấy một cách an toàn và hiệu quả đang thu hút sự quan tâm không chỉ của giới nghiên cứu mà còn của các nhà sản xuất. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu điều kiện tiền xử lý dăm mảnh gỗ keo bởi chủng nấm mục trắng Perenniporia sp. TĐ95. Trong điều kiện nuôi cấy in vitro, chủng Perenniporia sp. TĐ95 có tốc độ sinh trưởng khá nhanh và khả năng sinh enzyme ngoại bào (ligninase, amylase, protease) cao. Đã tìm được điều kiện tiền xử lý nguyên liệu thích hợp nhất là: độ ẩm ban đầu của gỗ 80%; tỷ lệ cấy giống nấm là 2%; thờii gian ủ 30 ngày; nhiệt độ ủ 30oC. Trong thử nghiệm, nấm Perenniporia sp. TĐ95 phát triển tốt trên dăm mảnh gỗ keo, làm giảm được 47,7 % lượng nhựa tổng số, 65,70 % sterol tự do và 55,87% sterol este. Kết quả cho thấy chủng Perenniporia sp. TĐ95 có tiềm năng ứng dụng hiệu quả trong tiền xử lý nguyên liệu gỗ nhằm loại bỏ bớt nhựa cây và giảm cặn nhựa trong sản xuất bột giấy sinh học.
Từ khoá: Bột giấy, dăm mảnh gỗ, loại nhựa, nấm mục trắng, nhựa cây.
MỞ ĐẦU
“Nhựa cây” là từ dùng để chỉ một số hợp chất tự nhiên có trong gỗ, không tan trong nước nhưng tan được trong một số dung môi hữu cơ có độ phân cực thấp. Thành phần chính của nhựa cây bao gồm các triglyceride, các chất sáp, steryl este, sterol, acid béo và acid nhựa (Covarrubias et al., 2012). Dù chỉ chiếm một lượng rất nhỏ (2-5%) trong gỗ nhưng nhựa cây có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất giấy và bột giấy. Bột giấy bị bẩn do có nhựa cây sẽ làm giảm chất lượng giấy, giấy bị đốm và có các lỗ thủng. Các chất nhựa có xu hướng kết bám trên bề mặt thiết bị gây ra hỏng hóc và phải dừng sản xuất. Thiệt hại về kinh tế của nhựa cây gây ra đối với quá trình sản xuất bột giấychiếm khoảng 1 – 2% giá thành. Ngoài ra, chúng còn có tác động bất lợi đến môi trường, như tăng độc tố của nước thải, ảnh hưởng đến hệ thủy sinh,… (Farrell et al., 1997). Sử dụng nấm để loại bỏ nhựa cây trước khi sản xuất giấy được xem là công nghệ đầy triển vọng. Loài nấm dát gỗ Osphiostoma piliferum đã được phát triển thành sản phẩm thương mại CartapipTM và được sử dụng nhiều để loại nhựa trong sản xuất giấy đối với gỗ mềm. Tuy nhiên, loài nấm này không thể tấn công vào thành tế bào gỗ nên không thể ăn sâu vào trong tâm gỗ mềm - nơi tập trung nhiều nhựa hơn cả. Chính  nhược điểm này đã hạn chế khả năng ứng dụng loại bỏ nhựa của nấm O. piliferum trên gỗ mềm (Coloma et al., 2015). Một số loài nấm mục trắng như Phlebiopsis gigantea, Ceriporiopsis subvermispora và Phanerochaete chrysosporium... đã được chứng minh là có thể loại nhựa trên cả gỗ cứng và gỗ mềm (Gutiérrez et al., 2010). Ngoài khả năng phân hủy lignin, nấm mục trắng có thể loại được các thành phần chính trong nhựa cây như các sterol và acid nhựa hiệu quả hơn nấm dát gỗ. Nấm mục trắng có thể phân hủy các chất chiết béo ở cả phần dát gỗ và tâm gỗ của gỗ thông. Các triglyceride, acid béo, sterol và sáp bị phân hủy gần như hoàn toàn. Như vậy, sử dụng nấm trong tiền xử lý nguyên liệu giúp tiết kiệm được chi phí, tăng chất lượng bột giấy và giảm độc tính của nước thải trong sản xuất bột giấy cơ học (Singh et al., 2014). Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu đặc điểm sinh học của chủng nấm mục trắng Perenniporia sp. TĐ95, đánh giá khả năng phân hủy nhựa cây của chủng nấm này trong dăm mảnh gỗ keo nguyên liệu và lựa chọn điều kiện thích hợp để tiền xử lý dăm mảnh cho sản xuất bột giấy.
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nguyên liệu
Chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 được phân lập từ thân cây mục ở Vườn quốc gia Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Dăm mảnh gỗ keo được lấy tại nhà máy nguyên liệu thuộc Tổng Công ty Giấy Việt Nam.
Môi trường nuôi cấy: Môi trường cao malt (ME) (g/L): cao malt 20; glucose 10; agar, 20; pH 6,0. Môi trường khoai tây (g/L): glucose 20; nước chiết khoai tây 1 lít; pH 6,0. Môi trường Hansen (g/L): Glucose 20, trypton 10, MgSO4.7H2O 2, K2HPO4 2, agar 20, pH 6.
Tất cả các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu này đều được mua từ hãng Sigma-Aldrich, Merck, Titan (Ấn Độ) và Trung Quốc đạt chuẩn phân tích. 
Phương pháp 
Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 
Hình thái của quả thể nấm được mô tả theo phương pháp của Trịnh Tam Kiệt (2011). Chủng TĐ95 được nuôi cấy trên môi trường cao malt ở 28oC, sau 5 ngày, mô tả hình thái của khuẩn lạc. Hình thái hệ sợi được quan sát dưới kính hiển vi quang học Olympus IX71 ở độ phóng đại 400 lần. Tốc độ sinh trưởng của hệ sợi được xác định theo phương pháp của Schwantes và Saltler (1971). 
Phương pháp tiền xử lý dăm mảnh keo và xác định hoạt tính enzym phân huỷ nhựa cây
Dăm mảnh keo (300 g) được chặt với kích thước 1-2 cm2, cho vào túi nylon, bổ sung nước đến độ ẩm 60% và khử trùng 121oC trong 15 phút. Giống nấm Perenniporia sp. TĐ95 được thu trên môi trường dịch thể cao malt 2% sau 5 ngày và được bổ sung vào dăm mảnh, ủ mẫu ở 30oC. Mẫu đối chứng được xử lý tương ứng bằng nước khử trùng (Farrell et al., 1997). Enzyme được thu hồi bằng cách chiết dăm gỗ sau nuôi cấy với đệm tương ứng, lắc ở 150 vòng/phút trong 30 phút. Lọc, thu lấy dịch nổi là dịch enzyme thô. Hoạt tính của laccase và sterol esterase lần lượt được xác định theo phương pháp của Brazkova và cộng sự (2016) và  Fernández và cộng sự (2014).
Xác định hàm lượng các chất trích ly trong aceton 
Dăm mảnh keo sau ủ 15 ngày, được rửa bằng nước cất khử trùng, sấy ở 60oC trong 2 giờ, chẻ mảnh và nghiền thu bột gỗ có kích cỡ 0,3-0,4 mm. Hàm lượng các chất trích ly được xác định theo phương pháp chiết Soxhlex bằng aceton trong 6 giờ (Dorado et al., 2000). 
Phân tích GC-MS
Chất trích ly được hòa tan lại bằng dung dịch chloroform. Các thành phần trong chất trích ly được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) trên máy sắc ký khí (GC-7890B) ghép nối với detector khối phổ (MS-5977A) của hãng Agilent Technologies (USA) tại Cục Bảo vệ thực vật. Quá trình phân tách sắc ký được thực hiện trên cột mao quản BD-5MS của hãng Agilent (5% diphenyl, 95% dimethylsiloxane, dài 30 m, đường kính trong 0,25 mm và độ dày màng pha tĩnh 0,25 m). Mẫu được bơm ở chế độ không chia dòng với thể tích 2 l. Nhiệt độ cổng bơm mẫu 200oC. Nhiệt độ buồng cột 80oC (giữ 1 phút) đến 160oC  với tốc độ 40oC /phút (giữ 0 phút), tăng lên 250oC  với tốc độ 2,5oC /phút,  (giữ 0 phút) sau đó tăng lên 280oC với tốc độ 40oC/phút, (giữ 10 phút) và cuối cùng tăng lên 300oC với tốc độ 40oC/phút,  (giữ 2 phút). Nhiệt độ phần kết nối (interface) 250oC và nhiệt độ phần MS 280oC. Khí helium được sử dụng làm pha động (Inigo et al., 2000).
Phân tích thống kê
Tất cả các thí nghiệm được thực hiện ba lần. Số liệu được đưa ra trong bài báo này là giá trị trung bình theo phương pháp phân tích phương sai (ANOVA), tiếp theo là so sánh giữa các nhóm thông qua tính khác biệt nhỏ nhất có ý nghĩa (Least significant difference – LSD) ở mức ý nghĩa p < 0,05, sử dụng phần mềm thống kê phân tích dữ liệu Excel.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Một số đặc điểm sinh học của chủng Perenniporia sp. TĐ95
Quả thể nấm của chủng Perenniporia sp. TĐ95 có màu đỏ nâu, mỏng, dạng quạt, kích thước 35 x 45 mm, mép trơn, lượn sóng, mặt trên trơn, lớp bào tầng mịn, lỗ bào tầng nhỏ, thịt nấm khá cứng. Cuống nấm ngắn, nằm ngang, bám chắc vào thân gỗ (Hình 1a). Chủng Perenniporia sp. TĐ95 phát triển tốt trên các môi trường như MEA, Hansen và khoai tây với tốc độ sinh trưởng đạt khoảng 202,38 µm/giờ. Khuẩn lạc có màu trắng tuyết, mép ngoài màu trắng trong, hệ sợi ngắn mảnh, kết vào nhau không chặt làm khuẩn lạc bông xốp, tỏa tròn đều, đường kính khuẩn lạc đạt 56 mm (Hình 1b). Mặt dưới của khuẩn lạc có màu vàng nhạt. Dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 400 lần, trên sợi nguyên thủy có hình thành vách ngăn và các khóa (clamp connection) (Hình 1c). Theo Hood (2006), khóa là cấu trúc được hình thành trong suốt quá trình phân chia tế bào của khuẩn ty bậc hai, cho phép một trong hai nhân con di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác. Khóa là đặc điểm đặc trưng giúp nhận biết nấm đảm Basidiomycetes. Ngoài hoạt tính phân giải lignin, chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 còn có thể phân huỷ một số cơ chất khác như casein và tinh bột. Khả năng sinh enzyme ngoại bào cao sẽ giúp cho nấm dễ dàng thích nghi và sinh trưởng trên nhiều loại cơ chất khác nhau. Nhiệt độ và pH nuôi cấy thích hợp cho chủng sinh trưởng là 20-30oC và pH 4 - 7.

Hình 1. Nấm Perenniporia sp.  TĐ95: Trong tự nhiên (a); Khuẩn lạc trên môi trường MEA (b) và hệ sợi với các khóa (c)
Hình 2. Hoạt tính enzyme ngoại bào của chủng nấm Perenniporia sp.  TĐ95
(a, b: ligninase; c: amylase; d: protease)
Lựa chọn điều kiện tiền xử lý gỗ keo thích hợp của chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 
Tỷ lệ giống ban đầu là yếu tố quan trọng, có ảnh hưởng đến mật độ nấm tham gia tiền xử lý dăm mảnh. Nếu lượng giống tiếp vào ban đầu ít quá thì cần phải kéo dài thời gian nuôi cấy cho nấm sinh trưởng, đảm bảo đủ mật độ nấm. Nếu ban đầu bổ sung quá nhiều giống nấm, chưa thể khẳng định là sẽ giảm được thời gian nuôi cấy hay tăng hiệu quả quá trình tiền xử lý, mà sẽ làm tăng chi phí, nhất là khi nâng cao quy mô thử nghiệm. Do đó, cần lựa chọn tỷ lệ tiếp giống ban đầu thích hợp nhất cho quá trình tiền xử lý dăm mảnh. Sử dụng các điều kiện nuôi cấy nấm thích hợp, nấm được bổ sung vào dăm mảnh theo các tỷ lệ 0,2 - 5%, w/w. Nấm sinh trưởng và lan khá nhanh, sau 5-10 ngày sự phát triển của nấm trên dăm mảnh là tương tự nhau ở các tỷ lệ tiếp giống. Hoạt tính laccase và esterase đạt cao nhất (1466,96 nkat/g gỗ và 29,65 U/g gỗ) khi tiếp 2% giống sau 15 ngày. Sự sai khác về hoạt tính laccase và sterol esterase của chủng Perenniporia sp. TĐ95 ở các tỷ lệ tiếp giống là có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) (Hình 3a: Fthực nghiệm = 92,41; Flý thuyết = 2,51; Hình 3b: Fthực nghiệm = 115,99; Flý thuyết = 2,51). Như vậy, khi tiền xử lý dăm mảnh keo bằng chủng Perenniporia sp. TĐ95, cần bổ sung giống ban đầu với tỷ lệ 2%. 
Hình 3. Hoạt tính laccase (a) và sterol esterase (b) của chủng Perenniporia sp. TĐ95 trên dăm mảnh ở các tỷ lệ tiếp giống
Độ ẩm là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng và sinh tổng hợp laccase và sterol esterase trên nguyên liệu gỗ, vì nó ảnh hưởng đến độ thoáng khí cần thiết và cung cấp nước cho hoạt động sống của vi sinh vật. Độ ẩm quá cao có thể làm giảm sự lưu thông khí trong khối dăm mảnh, do các khe hổng giữa các dăm mảnh bị lấp đầy nước, làm giảm diện tích tiếp xúc của dăm mảnh với không khí, sẽ ngăn cản sự phát triển của nấm mặc dù nhu cầu oxy của những loài nấm này là không quá cao. Nếu độ ẩm của dăm mảnh quá thấp cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật. Sau khi điều chỉnh độ ẩm của dăm mảnh gỗ keo từ 20 -100% (v/w), nấm được cấy và nuôi trong 15 ngày ở 30oC. Kết quả cho thấy, chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 phát triển tốt khi độ ẩm trong khoảng từ 60-80% (v/w), hoạt tính laccase và esterase cao nhất ở độ ẩm ban đầu là 80% (v/w), sai khác có ý nghĩa thống kê so với hoạt tính enzyme ở các độ ẩm còn lại (p < 0,05). Ở độ ẩm cao hơn hoặc thấp hơn 80%, nấm phát triển kém hơn.  
Mục tiêu của việc tiền xử lý dăm mảnh keo là làm giảm lượng nhựa trong nguyên liệu sản xuất bột giấy. Tuy nhiên, suy giảm lượng cellulose là một trong những hạn chế lớn nhất của việc sử dụng nấm.
Bảng 1. Hoạt tính enzym phân hủy nhựa cây của chủng Perenniporia sp. TĐ 95 khi bổ sung ẩm vào nguyên liệu dăm mảnh
(SD: Standard deviation)

Vì vậy, cần phải lựa chọn thời gian tiền xử lý thích hợp sao cho hạn chế tối đa thất thoát cellulose mà vẫn đảm bảo hiệu quả loại bỏ nhựa cây. Hoạt tính laccase và esterase của chủng Perenniporia sp. TĐ95 đạt cao nhất trong khoảng thời gian 30 - 45 ngày. Sự khác biệt về hoạt tính enzyme ở 2 thời điểm này là không có nghĩa thống kê (p > 0,05). Trong khi đó, hoạt tính cellulase cao nhất sau 45 ngày. Hoạt tính cellulase tại thời điểm này sai khác có ý nghĩa thống kê so với hoạt tính tại các thời điểm khác (p < 0,05). Do đó, để đảm bảo hiệu quả loại nhựa và tránh làm giảm lượng cellulose trong gỗ thì thời gian tiền xử lý dăm mảnh keo thích hợp của chủng Perenniporia sp. TĐ95 là dưới 30 ngày.
Sau 30 ngày, hàm lượng nhựa trong mẫu đối chứng (không xử lý với nấm) và mẫu thí nghiệm (có xử lý với nấm) lần lượt đạt 3,48 và 1,82%, như vậy, chủng nấm này đã loại được 47,7% nhựa có trong gỗ keo so với mẫu đối chứng, hiệu suất là rất đáng kể. Theo nghiên cứu của Dorado và cộng sự (2000), một số loài nấm như Bjerkandera sp., Ischnoderma benzoinum, Peniophora pini, Stereum sanguinolentum, S. hirsutum, Trametes versicolor có hiệu suất loại nhựa trong gỗ thông (Pinus sylvestris) từ 33 – 56% cũng sau 30 ngày.
Hình 4.  Hoạt tính enzyme của chủng Perenniporia sp. TĐ95 trên dăm mảnh keo theo thời gian


Hình 5. Tiền xử lý dăm mảnh keo bằng chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 theo thời gian 
(a – 5 ngày; b – 15 ngày; c – 30 ngày; d – 45 ngày; e – 60 ngày; g – 75 ngày)
Kết quả, phân tích thành phần các chất trong dịch chiết nhựa tổng số của Perenniporia sp. TĐ95 bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS), cho thấy chủng nấm TĐ95 có khả năng phân hủy cả sterol tự do và sterol este, lần lượt đạt 65,70 và 55,87%, so với đối chứng. Hiệu suất phân hủy các acid béo và rượu béo cũng đạt trên 38%. Hiệu quả phân hủy này có được là nhờ sự hoạt động của hai enzyme: sterol esterase (thủy phân sterol este) và laccase (phân hủy sterol và các hợp chất béo). Đây là một trong những ưu điểm chính khi sử dụng nấm mục trắng trong xử lý loại nhựa so với nấm dát gỗ Osphiostoma sp. trong các chế phẩm thương mại CartapipTM không thể phân hủy sterol tự do. Kết quả tương tự cũng nhận được trong nghiên cứu của Inigo và cộng sự (2000) cả 4 chủng nấm mục trắng Poria subvermispora, Bjerkandera adusta, Pleurotus pulmonarius và Phlebia radiata có thể phân hủy 63 – 98% sterol tự do và sterol este.
Hình 6. Phân tích GC/MS dịch trích ly trong aceton 
 (a: mẫu đối chứng; b: mẫu được xử lý bằng chủng Perenniporia sp. TĐ95)
KẾT LUẬN
Chủng nấm Perenniporia sp. TĐ95 có khả năng sinh tổng hợp enzyme phân hủy nhựa cây laccase và sterol esterase. Trong bài báo này, đã nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của chủng TĐ95 đồng thời lựa chọn được điều kiện thích hợp để tiền xử lý dăm mảnh keo như: độ ẩm của dăm mảnh gỗ 80% v/w; tỷ lệ tiếp giống 2% w/w và thời gian ủ là 30 ngày. Trong điều kiện nêu trên, chủng TĐ95 đã loại được 47,7 % nhựa tổng số, phân hủy khoảng 60% các hợp chất sterol và hợp chất béo. Kết quả nghiên cứu ban đầu ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy đây là chủng nấm có tiềm năng ứng dụng cao trong phân hủy nhựa cây của nguyên liệu sản xuất bột giấy, cần được thử nghiệm ở quy mô lớn hơn, tiến tới gần hơn với điều kiện sản xuất thực tế của nhà máy giấy.
Lời cảm ơn
Nghiên cứu này được hỗ trợ kinh phí từ đề tài ĐT.05.18/CNSHCB thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 của Bộ Công thương và trang thiết bị của phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ gen, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Brazkova M, Mercati A, Hristova I, Lante A, Krastanov A (2016)  Isolation, Purification and Characterization of Laccase from the White-rot Fungus Trametes versicolor. Scientific works of university of food technology, Bulgaria 63(1): 155-162.
Coloma J, Reyes L, Navarrete J, Alarcón J, Delgado L, Vera R, Ubilla P, Vásquez K, Becerra J (2015) Effect of Albino Ophiostoma strains on Eucalyptus nitens extractives. Maderas. Ciencia y tecnología 17(1): 161 – 170.
Covarrubias RM, Memphis TN, Liputra B, Barat J (2012)  Methods to control lipophilic extractives in Acacia wood pulp and fiber, United States Patent US8308900B2. 
Dorado J, Claassen FW, Teris A. van Beek TA, Lenon G, Wijnberg JBPA, Alvarez RS (2000) Elimination and detoxification of softwood extractives by white-rot fungi. J Biotechnol 80: 231-240.
Farrell RL, Hata K and Wall MB (1997) Solving Pitch Problems in Pulp and Paper Processes by the Use of Enzymes or Fungi. Adv Biochem Eng Biotech 57: 197-212.
Fernández JG, Vaquero ME, Prieto A, Barriuso J, Martínez MJ, Hermoso JA (2014) Crystal structures of Ophiostoma piceae sterol esterase: Structural insights into activation mechanism and product release. J Struct Biol 187: 215–222.
Gutiérrez A., del Río J. C., Martínez A. T. (2010). Fungi and Their Enzymes for Pitch Control in the Pulp and Paper Industry (chapter 17), Industrial Applications, 2nd Edition, M. Hofrichter (Ed.), Berlin.
Hood IA (2006) The mycology of the Basidiomycetes. Proceedings of a workshop held in Yogyakarta, Indonesia, Canberra, ACIAR Proceedings 124:34-45.
Inigo MMJ, Gutiérrez A, Río JC, Martínez MJ, Martínez AT (2000) Time course of fungal removal of lipophilic extractives from Eucalyptus globulus Labill. wood. J Biotechnol 84:119–126.
Trịnh Tam Kiệt (2011) Nấm lớn ở Việt Nam, Tập 1 (tái bản lần thứ 2). Nxb. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. 
Schwantes HO, Salttler PW (1971) Methoden zur Messung der Wachstumsgeschwindigkeit von Pilzmycelien. Oberhess Naturwiss Zeitschr 38: 5-18. 
Singh AP, Singh T (2014) Biotechnological applications of wood-rotting fungi: A review. Biomass Bioenerg 62: 198-206.
STUDY ON THE PRETREATMENT OF ACACIA WOOD WITH FUNGUS PERENNIPORIA SP. TĐ95 FOR PITCH CONTROL IN PULP AND PAPER PRODUCTION 

Nguyen Thi Hong Lien1, Tran Thi Huong1, Nguyen Vu Mai Linh1, Dang Thi Nhung1, Nguyen Van Hieu1, Cao Van Son2 and Phan Thi Hong Thao1*
(1) Institute of Biotechnology, Vietnam Academy of Science and Technology
(2) Research Institute of Pulp and Paper Industry

SUMMARY

Wood extractives cause serious problems during pulp and paper manufacture, resulting in pitch deposition, low quality of the final products and effluent toxicity. New biotechnological solutions such as fungal pretreatment of wood chips by microorganisms to reduce wood extractives in material helps to overcome pitch problems. In the present research, some biological characteristics of Perenniporia sp. TĐ95 and the suitable conditions for pretreatment of wood by this fungus were investigated. Typical morphological characteristics of fungus include thin, fan-shaped, red brown fruiting body with wrinkled margin and smooth hymenium. Under in vitro conditions, fungus TĐ95  grows well on extract malt agar, Hansen and PDA media as radiate, off-white colonies with average mycelial growth rate of 202.38 µm/h. Its extracellular enzymes consist of ligninase, protease and amylase as the most active enzymes. This fungus showed excellent growth well on Acacia wood chips and high laccase and sterol esterase activity under following conditions: humidity: 80% (v/w); inoculum ratio: 2% (w/w) and incubation time: 30 days. The fungus was able to degrade up to 47.7 % of total wood extractives, 65.70 and 55.87% of free sterols and sterol ester, respectively and 38% of fatty acids and alcohols. The fungus Perenniporia sp. TĐ95 showed high application potential for pitch control in the pulp and paper industry.

Keywords: Pulping, wood chips, Pitch control, white rot fungi, wood extractives.
* Author for correspondence: Tel: +84-024-37916882; Email: [email protected]

Nguyễn Thị Hồng Liên1, Trần Thị Hương1, Nguyễn Vũ Mai Linh1, Đặng Thị Nhung1, Nguyễn Văn Hiếu1, Cao Văn Sơn2, Phan Thị Hồng Thảo1*
(1) Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
(2) Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô.
* Địa chỉ liên hệ tác giả: Tel: +84-024-37916882; Email: [email protected]

Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 0
  • 0
  • 9
  • 7
  • 5
  • 0
  • 5
lên đầu trang