Untersuchungen zur Biomodifikation von Holz

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Vergleich verschiedener Analysenverfahren zur Bestimmung der lignolytischen Aktivität von Pilzen. Zu diesem Zweck wurden Fichtenspäne mit ausgewählten Stämmen inokuliert, zehn Tage bebrütet und anschließend verschiedenen spektroskopischen und nasschemischen Analysenverfahren unterzogen. Die Aktivität lignolytischer Enzyme wurde bestimmt. Ethanolische Extrakte der Späne wurden im UV-Bereich photometrisch gescant. Holzmehle wurden im nahen (NIR) und mittleren Infrarot (MIR) gemessen, sowie der Extraktgehalt und der Ligningehalt bestimmt. Nach 10 Tagen Bewuchs...<br />...können Braunfäule und Weißfäule durch Messung des Ligningehalts mittels NIR unterschieden werden, ...können Braunfäule und Weißfäule durch Messung des UV-Spektrums der ethanolischen Extrakte unterschieden werden, ...korreliert der Klason Ligningehalt mit den durch NIR und MIR erhaltenen Ligningehalten, ...korreliert der Klason Ligningehalt mit der Mangan Peroxidase-Aktivität, ...korreliert der Klason Ligningehalt mit den Ethanol-Extrakten.<br />Die Menge ethanolischer Extrakte korreliert mit NIR, MIR, Klason Lignin und Mangan Peroxidase-Aktivität und kann somit als Bewertungsgrundlage für die Stärke des ligninabbauenden Systems von Weißfäulepilzen herangezogen werden. Die höchsten Abbauraten erzielten Basidiomyceten mit bekannt selektivem lignolytischem System.<br />Weiters wurde ein synthetisches Nährmedium zum Einsatz bei Fermentationen im Labormaßstab zusammengestellt, welches bei dem Weissfäulepilz Ceriporiopsis subvermispora und dem Moderfäulepilz Chaetomium globosum zu ähnlich hohen Biomasseproduktionen führte wie das üblicherweise verwendete Maisquellwasser. Für den Braunfäulepilz Gloeophyllum trabeum stellt dieses allerdings keine Alternative dar, da die Biomasseproduktion weit unter jener mit Maisquellwasser lag.<br />

The work at hand focuses on the comparison of different analytical methods for the determination of the activity of lignolytic fungi. Therefore spruce shavings were inoculated with selected fungi, incubated for ten days and analysed by the means of different spectroscopic and wet-chemical methods.<br />The activity of lignolytic enzymes was determined. Absorbance of ethanol extracts of the shavings was measured in the UV area. Lignin degradation was evaluated using near (NIR) and mid infra red spectroscopy (MIR) and compared to Klason lignin. Also the content of extractable substances has been determined with different solvents.<br />After 10 days of incubation...<br />...brown rot could be distinguished from white-rot through lignin determination with NIR, ...brown rot could be distinguished from white-rot through the UV-spectra of their ethanol extracts, ...Klason Lignin correlates with lignin content obtained through NIR, ...Klason Lignin correlates with manganese peroxidase activity ...Klason Lignin correlates with ethanol extract.<br />Ethanol extracts correlate with NIR, MIR, Klason lignin and manganese peroxidise activity and can thus be used as a quick estimation method for the potency of the lignin degrading system of white rot fungi.<br />Basidiomycetes with a known selective lignolytic system showed the highest degradation rates.<br />Furthermore a synthetic growth medium to be used in laboratory scale fermentations was tested. Results of biomass productions of Ceriporiopsis subvermispora and Chaetomium globosum were comparable to those with the usually used corn steep liquor (CSL). For Gloeophyllum trabeum the synthetic medium is no alternative as results lagged far behind those reached with CSL.<br />