杜仲胶为反式-1,4-聚异戊二烯,是天然橡胶的同分异构体,除了特有的橡塑二重性,还具有极好的绝缘性。作为一种特殊功能型高分子材料,杜仲胶热膨胀系数极低,抗拉强度好,断裂伸长性好,有效撕裂力强,又耐酸耐碱,因而得到广泛应用。杜仲胶提取障碍主要来自植物细胞厚实的木质素、纤维素和半纤维素包被,传统有机溶剂回流法提取效率不高,酸碱预处理又带来环境污染,酶解预处理的成本也居高不下,现有微生物发酵预处理又存在周期长的问题,寻找能够提高提取率又缩短预处理周期的提胶方法具有现实意义。研究发现白腐真菌桦褐孔菌能够产生高活力的木质素降解酶和纤维素酶,能有效降解植物木质纤维素,基于此,本文研究桦褐孔菌固体发酵降解杜仲叶木质纤维素对杜仲胶提取效率以及纤维素、半纤维素降解产单糖的影响。另外,还初步研究了桦褐孔菌木质纤维素降解酶粗酶液对杜仲叶绿原酸和黄酮提取效率和提取物抗氧化活性的影响。研究结果如下:(1)桦褐孔菌对杜仲叶木质纤维素的动态降解研究发现,木质纤维素的降解率随着发酵时间而提高,发酵2天,杜仲叶木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到7.11%,3.47%和6.44%。发酵8天后,木质素损失20.2%,纤维素损失27.4%,半纤维素损失38.7%。(2)在整个发酵过程中,发酵体系产生了高活力的木质素降解酶,在发酵后期产生了一定活力的纤维素酶。特别是在发酵第2天,即产生了高活力的锰过氧化物酶Mn P和木质素过氧化物酶Li P,分别为973 IU/g和1341 IU/g,造成了木质素在发酵早期的高效和选择性降解。(3)杜仲叶木质纤维素结构的破坏使杜仲胶产率提高,发酵第2天杜仲胶的得率为4.86%,比对照组(3.69%)提高了31.4%。FT-IR结果显示提取杜仲胶的结构与之前的报道一致。(4)发酵预处理提高了杜仲叶糖化率。杜仲叶提胶残渣经过纤维素酶酶解处理后,产生97.8 mg/g还原糖,比对照组(55.1 mg/g)提高77.5%。(5)桦褐孔菌木质纤维素酶对杜仲叶酶解优化实验表明,增加酶浓度有助于提取杜仲叶绿原酸和黄酮,在最佳浓度(0.4 IU/m L)下,绿原酸和黄酮类化合物的产率分别从9.4 mg/g和7.0 mg/g提高到22.0 mg/g和17.2 mg/g,分别提高134%和146%。然而,处理时间对提取的影响并不大。桦褐孔菌木质纤维素酶处理有效提高杜仲叶绿原酸和黄酮提取率,并增强提取物的抗氧化活性。动态发酵、提胶和糖化研究发现木质纤维素的降解提高了杜仲胶的提取效率和木质纤维素残渣的糖化效率,但是这些效率并不与杜仲叶木质纤维素降解率成正比,而是在发酵第2天达到最大,分析可能与木质素的选择性降解有关。本研究利用桦褐孔菌固体发酵预处理杜仲叶,在不使用酸、碱等环境不友好型预处理剂的情况下,有效降解杜仲叶木质纤维素。在不破坏杜仲胶结构的前提下,克服了以往固体发酵预处理周期长的缺点,实现对杜仲胶的高效提取。另外,经固体发酵预处理后的杜仲叶提胶残渣,能够在纤维素酶作用下转化为还原糖,且还原糖产量显著提高,可考虑作为制备生物乙醇的原材料。研究也发现桦褐孔菌木质纤维素降解酶对杜仲叶绿原酸和黄酮的提取具有积极作用,同时也提高了提取物的抗氧化活性。