4.2.Лигнин и пау-разрушающие микроорганизмы

Как было отмечено выше, естественным резервуаром микроорганизмов-деструкторов ПАУ являются почва и лесная подстилка. Фитопатогенные грибы, поражающие древесину, также перспективны в плане отбора ПАУ-разрушающих штаммов.

Грибы, разрушающие древесину, подразделяются на четыре группы:

1.Грибы бурой гнили - принадлежат к подотделу базидиомицетов, разрушают, главным образом, полисахариды древесины.

2.Грибы белой гнили - принадлежат к подотделу базидиомицетов, разрушают, главным образом, лигнин, однако способны разрушать полисахариды.

3.Грибы мягкой гнили - сумчатые и несовершенные грибы, разрушают полисахариды и лигнин.

4.Грибы синевы - сумчатые и несовершенные грибы, живут, главным образом, за счет остаточных белков паренхимных клетках. Ограничено разрушают полисахариды.

5.Бактерии - способны разрушать полисахариды и лигнин, однако, их морфологические свойства (колониальный рост) не позволяет им выступать в качестве высоко эффективных деструкторов при твердофазной ферментации.

Таким образом, наиболее перспективными для отбора ПАУ-разрушающих штаммов являются грибы белой и мягкой гнили (базидио- и аскомицеты). Рассмотрим влияние их ферментных систем на природные ароматические вещества.

4.2.1.Воздействие грибов белой гнили

Грибы белой гнили вырабатывают различные ферменты, способствующие усвоению лигнина. Некоторые из грибов дают, преимущественно, лакказу, другие пероксидазу и тирозиназу. Процесс выработки ферментов различен в зависимости от того используется фермент внутри или вне гиф.

У всех видов диких грибов обнаружена комбинированная деструкция всех компонентов древесины. Обнаружен фермент, который нуждается в целлобиозе (продукте разложения целлюлозы) для деструкции лигнина при совместном действии с локказой. Этот фермент был назван целлобиозохиноноксиредуктазой. В дальнейшем было показано, что для разложения лигнина грибом Phanerohaete chrisosporium.(синоним Sporotrichum pulverolentum) наличие целлобиозохиноноксиредуктазы не является необходимым. Наличие же лакказы абсолютно необходимо. Мутант гриба, не вырабатывающий этой фенолоксидазы, не способен разрушать лигнин.

Изменение в лигнине под воздействием грибов белой гнили заключается в увеличение содержания карбонильных и карбоксильных групп. Отношение О/С увеличивается, а Н/С понижается. Увеличение содержания кислорода происходит в результате окисления -углеродных атомов и окислительной деструкции связей между - и -углеродными атомами пропановой цепи. В опытах с меченным (¹⁴С) лигнином показано, что при действии грибов белой гнили (Coriolus versicolor, Phanerohaete chrysosporium) конечный продукт метаболизма СО₂ образуется главным образом из метоксильных групп и в небольшой степени из углерода пропановых цепей и ароматических колец. Далее осуществляется окислительное расщепление -О-4,-5, -1 и - связей. При этом получаются мономерные звенья лигнина, которые далее разрушаются посредством раскрытия ароматического кольца. Однако, ароматические кольца могут расщепляться и в полимере лигнина.