综述：木质素的酶解聚与电催化加氢脱氧生产还原芳香族化合物：综述与展望

这篇综述创新性地构建了微生物介导的芬顿（Fenton）系统（H2O2+Fe(Ⅱ)），通过同步接种细菌（Bacillus subtilis）和真菌（Aspergillus fumigatus）并添加0.5% FeSO4（BHF-Fe处理），驱动Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化还原循环，维持活性氧（ROS，含·OH、O2?等）持续生成，使木质素降解率较对照组提升22.58%，同时缓解传统芬顿反应对pH和H2O2外源输入的依赖。

　　

Abstract

研究揭示了堆肥过程中微生物介导的芬顿系统（H₂O₂+Fe(Ⅱ)）协同强化木质素转化的机制。通过同步接种木质素降解菌（Bacillus subtilis）和产H₂O₂真菌（Aspergillus fumigatus）并添加0.5% FeSO₄（BHF-Fe处理），该系统驱动Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化还原循环，维持活性氧（ROS，含超氧阴离子O₂^?、H₂O₂和·OH）持续生成，使木质素降解率较对照组提升22.58%。漆酶（Lac）、木质素过氧化物酶（LiP）和锰过氧化物酶（MnP）的基因表达上调是关键降解途径。

Introduction

全球每年产生大量秸秆废弃物，其木质素-木聚糖复合体通过非平面构象的非共价键结合，阻碍堆肥效率。传统芬顿技术虽能通过·OH断裂木质素芳环，但存在pH敏感（需酸性环境）和铁污泥问题。本研究利用微生物自产H₂O₂替代外源添加，构建了适应堆肥碱性环境的芬顿样系统。

Construction of microbial-mediated Fenton system

实验采用嗜热期堆肥筛选的Bacillus subtilis和Aspergillus fumigatus。真菌通过改良马丁培养基（含玫瑰红和链霉素）激活，其分泌的H₂O₂与Fe(Ⅱ)构成芬顿反应核心。BHF-Fe处理中，LiP和MnP对4-HBA底物的活性分别达对照的6.48和14.89倍。

Evaluation on construction methods

微生物同步接种（BHF）与FeSO₄联用显著促进ROS生成，且木质素降解率与ROS水平呈强相关性。木质素过氧化物酶（LiP）依赖H₂O₂活化，其与漆酶活性协同提升，印证了化学-生物耦合降解机制。

Conclusions

BHF-Fe系统通过微生物自产H₂O₂和铁循环实现芬顿反应持续运行，突破了传统技术对酸性环境和外源试剂的限制。未来需拓展至其他秸秆类型，并优化微生物-矿物协同策略。