Lesnoy Vestnik / Forestry BulletinLesnoy Vestnik / Forestry BulletinЛесной вестник / Forestry Bulletin2542-1468Eco-Vector70666310.18698/2542-1468-2024-4-118-129Wood processing and chemical processing of woodДеревообработка и химическая переработка древесиныResearch ArticleMycolysis of wood, its products and their uses. VI. "White rot" of wood as a fibrous semi-finished product and chemical raw materialsМиколиз древесины, его продукты и их использование. VI. «Белая гниль» древесины как волокнистый полуфабрикат и химическое сырьеKononovGeorgiy N.КононовГеоргий Николаевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor; Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, the Scientific Secretary of Section "Chemistry and Engineering Chemistry of Wood" RHO of D.I. Mendeleev

канд. техн. наук, доцент; академик РАЕН, ученый секретарь секции «Химии и химической технологии древесины» РХО им. Д.И. Менделеева

kononov@mgul.ac.ruLipatkinVladimir A.ЛипаткинВладимир Александрович
Russian Federation

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

канд. биол. наук, доцент

lipatkin@mgul.ac.ruPetukhovVladimir A.ПетуховВладимир Алексеевич
Russian Federation

Student

студент

Popovivviv24@gmail.comFedorovaMariya V.ФедороваМария Вячеславовна
Russian Federation

Student

студент

fdrv.mary@mail.ruBMSTU (Mytishchi Branch)ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал)150820242841181292304202623042026Copyright ©; 2024, Kononov G.N., Lipatkin V.A., Petukhov V.A., Fedorova M.V.Copyright ©; 2024, Кононов Г.Н., Липаткин В.А., Петухов В.А., Федорова М.В.2024Kononov G.N., Lipatkin V.A., Petukhov V.A., Fedorova M.V.Кононов Г.Н., Липаткин В.А., Петухов В.А., Федорова М.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/2542-1468/article/view/706663

The article is devoted to the consideration of possible ways of using wood with "white rot" as a natural product enriched with a carbohydrate component. The results of the study of the process of preliminary delignification and deresining of wood using lignin-destroying fungi or their enzyme systems with the aim of its further use for the production of technical pulps and their refining are presented. Researches on the use of mycologically destroyed wood as a fibrous semi-finished product and ornamental material are given. The possibility of obtaining products from wood with "white rot" by its homogeneous acetylation, carboxymethylation and acid hydrolysis has been studied. This article is the sixth in a series "Wood mycolysis, its products and their use", previous publications in the journal "Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin": 2020, vol. 24, no. 2, no. 6; 2021, vol. 25, no. 1, no. 5; 2022, vol. 26, no. 4.

Рассмотрены возможные пути использования древесины с «белой гнилью» как природного продукта, обогащенного углеводной составляющей. Приведены результаты исследования процесса предварительной делигнификации и обессмоливания древесины с использованием лигниноразрушающих грибов или их ферментных систем в целях ее дальнейшего использования для получения технических целлюлоз и их облагораживания. Изучены области использования микологически разрушенной древесины в качестве волокнистого полуфабриката и поделочного материала и возможность получения из древесины с «белой гнилью» продуктов путем ее гомогенного ацетилирования, карбоксиметилирования и кислотного гидролиза. Данная статья является шестой в цикле «Миколиз древесины, его продукты и их использование», предыдущие опубликованы в журнале «Лесной вестник / Forestry Bulletin»: 2020, т. 24, № 2, № 6; 2021, т. 25, № 1, № 5; 2022, т. 26, № 4.

biodelignificationderesiningbleachingmarble patternacetylationhydrolysisбиоделигнификацияобессмоливаниеотбелкамраморный рисунокацетилированиегидролизKononov G.N., Verevkin A.N., Serdyukova Yu.V., Zaitsev V.D. Mikoliz drevesiny, ego produkty i ikh ispol’zovanie. I. Ekologicheskie aspekty mikologicheskogo razrusheniya drevesiny [Wood mycolysis, its products and their use. I. Ecological aspects of mycological wood destruction]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 2, pp. 81–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-2-81-87Кононов Г.Н., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Зайцев В.Д. Миколиз древесины, его продукты и их использование. I. Экологические аспекты микологического разрушения древесины // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 2. С. 81–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-2-81-87Semenkova I.G. Fitopatologiya. Derevorazrushayushchie griby gnili i patologicheskie okraski drevesiny [Plant pathology. Wood-destroying fungi, rot and pathological stains of wood]. Moscow: MGUL, 2008, 72 p.Семенкова И.Г. Фитопатология. Дереворазрушающие грибы, гнили и патологические окраски древесины. М.: МГУЛ, 2008. 72 c.Dudkin M.S, Gromov V.S., Vederenikov N.A., Katkevich R.G., Chernov N.K. Gemitsellyulozy [Hemicelluloses]. Riga: Zinatne, 1991, 488 p.Дудкин М.С., Громов В.С., Ведереников Н.А., Каткевич Р.Г., Чернов Н.К. Гемицеллюлозы. Рига: Зинатне, 1991. 488 с.Rodionova N.A., Tiuonova N.A., Feniksova R.V. Tsellyuloliticheskie fermenty Geotrichum Candium [Cellulolytic Enzymes of Geotrichum Candidum]. Dokl. AN SSSR. Ser. Biokhimiya [Report of the USSR Academy of Sciences. Biochemistry series], 1974, v. 214, no. 5. pp. 1206–1209.Родионова Н.А., Тиуонова Н.А., Фениксова Р.В. Целлюлолитические ферменты Geotrichum Candium // Докл. АН СССР. Серия: Биохимия, 1974. Т. 214. № 5. С. 1206–1209.Sinitsin A.P., Gusakov A.V., Chernoglazov V.M. Biokonversiya lignotsellyuloznykh materialov [Biocoversation of Lignocellulosic Materials]. Moscow: MGU, 1995, 219 p.Синицин А.П., Гусаков А.В., Черноглазов В.М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 219 с.Leonowicz A. Biodegradation of lignin by white rot. Fungal Genet. Biol. 1999, v. 27, pp. 175–185.Leonowicz A., Matuszewska A., Luterek J. Biodegradation of lignin by white rot fungi // Fungal Genet. Biol., 1999, v. 27, pp. 175–185.Kononov G.N. Himiya drevesiny i ee osnovnyh komponentov. Laboratorniy praktikum [Chemistry of Wood and Its Main Components. Laboratory Workshop]. Moscow: MGUL, 2005, 138 p.Кононов Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов. М.: МГУЛ, 2005. С. 138.Ozolinya N.R., Sergeeva V.N., Abramovich I.L. Analiticheskie i khimicheskie izmeneniya drevesiny breezy, porazhennoy gribami beloy gnili [Analytical and Chemical Changes in Birch Wood Affected by Fungi of White Rot]. News the Academy of Sciences of the Latvian SSR, 1987, no. 12, pp. 45–52.Озолиня Н.Р., Сергеева В.Н., Абрамович И.Л. Аналитические и химические изменения древесины березы, пораженной грибами белой гнили // Изв. АН ЛатССР, 1987. № 12. С. 45–52.Kononov G.N. Himiya drevesiny i ee osnovnyh komponentov [Chemistry of Wood and Its Main Components]. Moscow: MGUL, 1999, 247 p.Кононов Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов. М.:МГУЛ, 1999. 247 с.Piontek K., Smith A.T., Blodig W. Lignin peroxidase structure and function. Biochem. Soc. Trans., 2001, v. 29, pp. 111–116.Piontek K., Smith A.T., Blodig W. Lignin peroxidase structure and function // Biochem. Soc. Trans., 2001, v. 29, pp. 111–116.Aleksandrova O.N. Sovershenstvovanie biologicheskoy otbelki sul’fitnoy tsellyulozy [Improvement of Biological Bleaching of Sulfite Cellulose] Khimiya drevesiny [Wood chemistry], 1993, no. 4, pp. 14–17.Александрова О.Н. Совершенствование биологической отбелки сульфитной целлюлозы // Химия древесины, 1993. №4. С. 14–17.Aleksandrova G.P., Medvedeva S.A., Babkin V.A., Solov’ev V.A. Malysheva O.N. Issledovanie nekotorykh faktorov, vliyayushchikh na fermentativnuyu aktivnost’ griba Phanerachaete Saguinea [Study of some factors influencing the enzymatic activity of the fungus Phanerachaete Saguinea]. Khimiya drevesiny [Wood chemistry], 1993, no. 4, pp. 55–60.Александрова Г.П., Медведева С.А., Бабкин В.А., Соловьев В.А. Малышева О.Н. Исследование некоторых факторов, влияющих на ферментативную активность гриба Phanerachaete Saguinea // Химия древесины, 1993. № 4. С. 55–60.Golova L.K. Novoe tsellyuloznoe volokno liotsell [New Cellulose Fiber Lyocell], 2002, v. XLVI, no. 1, pp. 49–57.Голова Л.К. Новое целлюлозное волокно лиоцелл // Российский химический журнал, 2002. T. XLVI. № 1. С. 49–57.Akhmenova Z.D. Lignoliticheskie, ksilanoliticheskie, tsellyuloliticheskie fermenty nekotorykh bazidal’nykh gribov ikh vzaimosvyaz’ v razlozhenii lignotsellyulozy [Lignolytic, xylanolytic, cellulolytic enzymes of some basidal fungi and their relationship in the decomposition of lignocellulose], Tashkent: Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Institute of Microbiology, 1999, 42 p.Ахменова З.Д. Лигнолитические, ксиланолитические, целлюлолитические ферменты некоторых базидальных грибов их взаимосвязь в разложении лигноцеллюлозы. Ташкент: Изд-во АН Республики Узбекистан, Институт микробиологии, 1999. 42 с.Ekabsone Ya., Kreytsberg Z.N., Sergeeva V.N., Kirshbaum I.Z. Issledovanie enzimaticheski razrushennoy drevesiny [Study of Enzymatically Destroyed Wood]. Khimiya drevesiny [Wood chemistry], 1978, no. 2, pp. 61–64.Екабсоне Я., Крейцберг З.Н., Сергеева В.Н., Киршбаум И.З. Исследование энзиматически разрушенной древесины // Химия древесины, 1978. № 2. С. 61–64.Harvey P.J., Floris R., Lundell T. Catalytic mechanisms and regulation of lignin peroxidase. Biochem. Soc. Trans., 1992, v. 20, pp. 345–349.Harvey P.J., Floris R., Lundell T. Catalytic mechanisms and regulation of lignin peroxidase // Biochem. Soc. Trans., 1992, v. 20, pp. 345–349.Solov’ev V.A. Kinetika mikogennogo razlozheniya osnovnykh komponentov drevesiny [Kinetics of Fungal Decay of Wood Components]. Trudy 4-y mezhdunarodnoy konferentsii «Fundamental’nye issledovaniya v oblasti kompleksnogo ispol’zovaniya drevesiny» [Proceedings of the 4th international conference «Fundamental research in the field of integrated use of wood»]. Riga: Zinatne, 1982, pp. 53–55.Соловьев В.А. Кинетика микогенного разложения основных компонентов древесины // Труды 4-й Междунар. конф. «Фундаментальные исследования в области комплексного использования древесины». Рига: Зинатне, 1982. С. 53–55.Ozolinya N.R. Anatomicheskie i khimicheskie izmeneniya drevesiny berezy, porazhennoy gribami beloy gnili [Anatomical and Chemical Changes in Birch Wood Affected by White Rot Fungi]. News the Academy of Sciences of the Latvian SSR, 1987, no. 12, pp. 45–52.Озолиня Н.Р. Анатомические и химические изменения древесины березы, пораженной грибами белой гнили // Изв. АН ЛатССР, 1987. № 12. С. 45–52.Solov’ev V.A., Malysheva O.N., Maleva I.L., Saplin V.I. Izmenenie khimicheskogo sostava drevesiny pod deystviem lignin razrushayushchikh gribov [Changes in the Chemical Composition of Wood Under the Action of Lignin-Destroying Fungi]. Khimiya drevesiny [Wood chemistry], 1985, no. 6, pp. 94–100.Соловьев В.А., Малышева О.Н., Малева И.Л., Саплин В.И. Изменение химического состава древесины под действием лигнин разрушающих грибов // Химия древесины, 1985. № 6. С. 94–100.Rabinovich M.L., Bolobova A.V., Kondrashchenko V.I. Teoreticheskie osnovy biotekhnologii drevesnykh kompozitov. Kn. 1. Drevesina i razrushayushchie ee griby [Theoretical Foundations of Wood Composites Biotechnology. Book 1. Wood and Its Destructive Fungi]. Moscow: Nauka, 2001, 264 p.Рабинович М.Л., Болобова А.В., Кондращенко В.И. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов. Кн. 1. Древесина и разрушающие ее грибы. М.: Наука, 2001. 264 с.Blanchette R.A. Manganese accumulation in wood decayed by white rot fungi. Phytopathology, 1984, v. 74, pp. 153–160.Blanchette R.A. Manganese accumulation in wood decayed by white rot fungi // Phytopathology, 1984, v. 74, pp. 153–160.Bolobova A.V., Askadskiy A.A., Kondrashchenko V.I., Rabinovich M.L. Teoreticheskie osnovy biotekhnologii drevesnykh kompozitov. Kniga 2. Fermenty, modeli, protsessy [Theoretical Foundations of Wood Composites Biotechnology. Book 2. Enzymes, Models, Processes]. Moscow: Nauka, 2002, 344 p.Болобова А.В., Аскадский А.А., Кондращенко В.И., Рабинович М.Л. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов. Книга 2. Ферменты, модели, процессы. М.: Наука, 2002. С. 344.D’Souza T.M., Merritt C.S., Reddy C.A. Lignin-modifying enzymes from the white-rot basidiomycete Ganoderma lucidum. Abstracts of the 96th General Meeting of the American Society for Microbiology. American Society for Microbiology, Washington, D.C., 1996, p. 432.D’Souza T.M., Merritt C.S., Reddy C.A. Lignin-modifying enzymes from the white-rot basidiomycete Ganoderma lucidum // Abstracts of the 96th General Meeting of the American Society for Microbiology. American Society for Microbiology, Washington, D.C., 1996, p. 432.Klyagina Yu.P., Smirnov I.V. Struchkova A.N., Trofimov A.N. Biodestruktsiya lignina iz drevesno-struzhechnykh plit mikroskopicheskimi gribami [Biodestruction of Lignin from Wood-Chipboards by Microscopic Fungi]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant materials] 2005, no. 4, pp. 41–44.Клягина Ю.П., Смирнов И.В. Стручкова А.Н., Трофимов А.Н. Биодеструкция лигнина из древесно-стружечных плит микроскопическими грибами // Химия растительного сырья, 2005. № 4. С. 41–44.Tyutikov S.S., Petri V.N. Ispol’zovanie gnilostnykh protsessov dlya oblagorazhivaniya drevesnogo syr’ya pri proizvodstve drevesnykh plastikov [Using Decay Processes for Processing Wood Raw Materials in the Production of Wood Plastics]. Prevrashchenie drevesiny pri enzimaticheskom i mikrobiologicheskom vozdeystviyakh [Transformation of wood under enzymatic and microbiological influences]. Riga: Zinatne, 1985, pp. 209–213.Тютиков С.С., Петри В.Н. Использование гнилостных процессов для облагораживания древесного сырья при производстве древесных пластиков // Превращение древесины при энзиматическом и микробиологическом воздействиях. Рига: Зинатне, 1985. С. 209–213.Ozolinya N.R., Sergeeva V.N., Khokholko S.V., Abramovich Ts.L. Izmenenie lignina drevesiny berezy pri porazhenii ee gribom Coriolus Hirsutus [Changes in lignin in birch wood when it is infected with the fungus Coriolus Hirsutus]. Khimiya drevesiny [Wood Chemistry], 1988, no. 4, pp. 74–79.Озолиня Н.Р., Сергеева В.Н., Хохолко С.В., Абрамович Ц.Л. Изменение лигнина древесины березы при поражении ее грибом Coriolus Hirsutus // Химия древесины, 1988. № 4. С. 74–79.Kazartsev I.A., Roshchin V.I., Solov’ev V.A. Razlozhenie uglevodov drevesiny Populus Tremula i Picea Abies pod deystviem ligninrazrushayushchikh gribov [Decomposition of wood carbohydrates Populus Tremula and Picea Abies under the influence of lignin-degrading fungi]. Mikologiya i fitopatologiya [Mycology and Phytopathology], 2014, t. 48, no. 2, pp. 112–117.Казарцев И.А., Рощин В.И., Соловьев В.А. Разложение углеводов древесины Populus Tremula и Picea Abies под действием лигнинразрушающих грибов // Микология и фитопатология, 2014. Т. 48. № 2. С. 112–117.Aguiar А., Gavioli D., Ferraz A. Extracellular activities and wood component losses during Pinus taeda biodegradation by the broun-rot fungus Gloeophyllum tradeum. International Biodeterioration and Biodegradation, 2013, v. 82, no. 8, pp. 187–191.Aguiar А., Gavioli D., Ferraz A. Extracellular activities and wood component losses during Pinus taeda biodegradation by the broun-rot fungus Gloeophyllum tradeum // International Biodeterioration and Biodegradation, 2013, v. 82, no. 8, pp. 187–191.Nakazawa T., Izuno A., Horii M. Effects of pex1 disruption on wood lignin biodegradation, fruiting development and the utilization of carbon sources in the white-rot Agaricomycete Pleurotus ostreatus and non-wood decaying Coprinopsis cinerea. Fingal Genetics and Biology, 2017, v. 82, no. 12, pp. 7 – 15.Nakazawa T., Izuno A., Horii M. Effects of pex1 disruption on wood lignin biodegradation, fruiting development and the utilization of carbon sources in the white-rot Agaricomycete Pleurotus ostreatus and non-wood decaying Coprinopsis cinerea // Fingal Genetics and Biology, 2017, v. 82, no. 12, pp. 7–15.WenXu J., DongDing Y., LiLi S., Mao R. Amount and biodegradation of dissolved organic matters leached from tree branches and roots in subtropical plantations of China. Forest Ecology and Management, 2021, v. 484, no. 3, pp. 11–28.Wen Xu J., Dong Ding Y., Li Li S., Mao R. Amount and biodegradation of dissolved organic matters leached from tree branches and roots in subtropical plantations of China // Forest Ecology and Management, 2021, v. 484, no. 3, pp. 11–28.Bilay V.I. Trasformatsiya tsellyulozy gribami [Transformation of cellulose by fungi]. Kyiv: Naukova Dumka, 1982, 295 p.Билай В.И. Трансформация целлюлозы грибами. Киев: Наукова думка, 1982. 295 с.Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Alexandrov A.A., Gainutdinov R.V., Petukhov D.I., Voronov V.V., Chernova E.V., Fedorov P.P. High lignin content cellulose nanofibrils obtained from thermomechanical pulp. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2022, t. 13, no. 6. С. 698–708.Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Alexandrov A.A., Gainutdinov R.V., Petukhov D.I., Voronov V.V., Chernova E.V., Fedorov P.P. High lignin content cellulose nanofibrils obtained from thermomechanical pulp // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2022, t. 13, no. 6, pp. 698–708.Bouslimi B., Koubaa A., Bergeron Y. Effects of biodegradation by brown-rot decay on selected wood properties in eastern white cedar (Thuja occidentalis L.). International Biodeterioration & Biodegradation, 2014, v. 87, pp. 87–98.Bouslimi B., Koubaa A., Bergeron Y. Effects of biodegradation by brown-rot decay on selected wood properties in eastern white cedar (Thuja occidentalis L.) // International Biodeterioration & Biodegradation, 2014, v. 87, pp. 87–98.Ovejero-Pérez A., Rigual V., Domínguez J.C., Alonso M.V., Oliet M., Rodriguez F. Acidic depolymerization vs ionic liquid solubilization in lignin extraction from eucalyptus wood using the protic ionic liquid 1-methylimidazolium chloride. International J. of Biological Macromolecules, 2020, v. 157, pp. 461–469.Ovejero-Pérez A., Rigual V., Domínguez J.C., Alonso M.V., Oliet M., Rodriguez F. Acidic depolymerization vs ionic liquid solubilization in lignin extraction from eucalyptus wood using the protic ionic liquid 1-methylimidazolium chloride // International J. of Biological Macromolecules, 2020, v. 157, pp. 461–469.Eller F.J., Kirker G.T., Mankowski M.E., Hay W.T., Palmquist D.E. Effect of burgundy solid extracted from Eastern Red Cedar heartwood on subterranean termites and Wood-decay fungi. Industrial Crops and Products, 2020, v. 144, pp. 112–123.Eller F.J., Kirker G.T., Mankowski M.E., Hay W.T., Palmquist D.E. Effect of burgundy solid extracted from Eastern Red Cedar heartwood on subterranean termites and Wood-decay fungi // Industrial Crops and Products, 2020, v. 144, pp. 112–123.Du H., Cheng Ju, Wang M., Tian M., Yang X., Wang Q. Red dye extracted sappan wood waste derived activated carbons characterization and dye adsorption properties. Diamond and Related Materials, 2020, v. 102, pp. 107–146.Du H., Cheng Ju, Wang M., Tian M., Yang X., Wang Q. Red dye extracted sappan wood waste derived activated carbons characterization and dye adsorption properties // Diamond and Related Materials, 2020, v. 102, pp. 107–146.