生物酶制劑在生物漂白技術方面的應用
2023-08-14 15:40
生物漂白是利用微生物菌或酶制劑與紙漿中的某些成分作用，然后進行脫木素或使其有利于脫木素，從而改善紙漿可漂性，提高紙漿白度的過程。生物漂白可節省化學漂劑，改善紙漿性能，減少漂白污染。
目前，用于紙漿漂白的酶制劑主要有兩大類:半纖維素酶和木素降解酶。半纖維素酶是指聚木糖酶和聚甘露糖酶;木素降解酶主要包括漆酶、過氧化物酶和錳過氧化物酶。20世紀80年代，制漿造紙工作者對聚木糖酶輔助漂白進行了廣泛而深入的研究，并取得大量的研究成果:無論是闊葉木漿、針葉木漿、竹漿、草漿，還是硫酸鹽漿、其他化學漿和化學機械漿，無論是與傳統的有氯漂白，還是與先進的無氯漂白相結合，聚木糖酶的助漂作用都能促進漿中殘余木素的降解，進一步提高木素的脫除程度、漂后紙漿的白度和穩定性，同時減少后續漂白段漂劑的用量，從而減輕紙漿漂白對環境的污染。
對于聚木糖酶漂白機理探索和研究，國內外制漿造紙工作者進行了大量的探索和實驗，目前尚未得到明確的理論。但普遍認為的助漂理論有以下幾點:第一，聚木糖酶破壞了聚木糖的連接鍵，使LCC鍵斷裂，漂白化學試劑到達紙漿纖維的可及度提高，利于木素的脫除;第二，蒸煮后期蒸煮堿液濃度降低引起聚木糖的二次沉淀，這些聚木糖阻礙了漂白化學試劑對紙漿中殘余木素的作用，而聚木糖酶能使這些聚木糖水解或部分水解，使漂白化學試劑更易脫去殘余木素，紙漿的漂白得以實現;第三，聚木糖酶還會降解紙漿中的一少部分半纖維素，使纖維細胞壁變得疏松，木素更容易脫除;第四，聚木糖酶能去除蒸煮中產生的己烯糖醛酸聚木糖衍生物[8]，進一步改善紙漿的漂白性能。
用于生物漂白的聚木糖酶，要求有很強的耐堿耐高溫性，可利用蛋白質工程和基因工程方法和手段獲取耐堿耐熱性能優良的聚木糖酶，這是目前制漿造紙酶制劑研究的熱點，相信將來重組酶會更有效地應用于漂白工藝中去。漆酶能氧化非酚型的木素模型化合物〔9]，因而吸引了眾多專家學者研究其對紙漿的助漂白作用。漆酶介體系統(laccase—mediator—system，LMS)在一定條件下對紙漿進行適當時間的處理，能使紙漿卡伯值大幅下降。錳過氧化物酶漂白需要在添加劑存在的情況下才能實現助漂性能，雖然其助漂效果良好，但因為酶添加劑的價格昂貴，較難實現商業化。表1是多種酶在紙漿漂白中的應用情況。
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