漆酶在制浆造纸中的应用研究进展
漆酶在造纸工业中应用的研究进展
：
●
漆 酶 （ ａｃ ｓ．Ｃ １１ ＿ ２ 又 称 酚 酶 Ｌ ｃ ａｅ ．０３ ） Ｅ ．
需 求迅 速增 加 。 与所 有 工业 的 工 艺发 展相 同 ， 造 纸 的工艺 过程 也 在 不 断地 创新 发 展 。在 造
纸 工业 的各 种新 技术 中 ，漆 酶在 造 纸 工业 中
没 有 什 么影 响 。 由 于 Ｌ ＭＳ的 脱 木 素 选 择 性
好， 在相同的抗张指数 （０ ｍ ｇ下 ， Ｌ Ｓ ７ Ｎ・／） 含 Ｍ
生物 漂 白的纸 浆撕 裂 度提 高 ｌ％左 右 。表 １ ５
＿ ＝ ｊ ＿ ＝ ｊ Ｔ Ｆ漂 白 。实 验结 果表 明 ， 纸浆 化学 、 理 Ｃ 就 物 和光学性质而言， 氧脱木素可由 Ｌ Ｓ Ｍ 漂段来
代 替 ，或者 经两 段氧脱 木 素后 ，可 以用 Ｌ ＭＳ
Ｍ Ｍ
为经两段氧脱木素的松木硫酸盐浆 （ 卡伯值
８１ ，白度 ４ ． ％ＩＯ，黏 度 ８０ ｌ ）采用 ．６ ３１ Ｓ ９ ６ ｍ／ ｇ
Ｑ 、Ｚ Ｐ Ｑ Ｐ和 Ｑ （／ Ｐ ＰＺ Ｑ） 三种流程 的漂白结果。
表 １ 经两段 氧脱 木 素的松 木 硫酸盐 浆 的漂 白结 果
白， 纤维改性 ， 纸浆脱墨等方面应用的研究进展。
● ● ● ＿ 。 － － － － 。 ● ● － ＿ － 。 － ● ● ● ● － ＿ ＿ 。 ＿ － ● ● ● ＿ － 。 ＿ ＿ ＿ ● ● ● － ● ＿ 。 ＿ － － ● ● － ● － ＿ ＿ 。 ● ● － ● ● － ＱＰ Ｚ
卡伯值
３Ｏ ． ２３ ．
白度／ ＩＯ ％Ｓ
８． ７６ ８． ５６
黏度／ ｌ ｍ ｇ
７０ ９ ６０ ７
漆酶的分离纯化及其应用研究
漆酶的分离纯化及其应用研究漆酶是一种生物催化剂，被广泛应用于漆木器、皮革、纺织品、造纸、食品等领域。
漆酶的分离纯化及其应用已经成为当前生物技术领域研究的热点之一。
一、漆酶的分离纯化方法漆酶在微生物中的合成量较少，因此，为了进行漆酶的高效生产和利用，需要对漆酶进行分离纯化。
常见的漆酶分离纯化方法有：超滤法、离子交换层析法、凝胶过滤层析法等。
超滤法是通过超滤膜将酶与其他杂质分离，可以得到相对较为纯净的漆酶。
离子交换层析法是利用离子交换树脂将需要分离的物质分离出来。
凝胶过滤层析法则是利用化学性质不同的凝胶将需要分离的物质分离出来。
二、漆酶的应用研究漆酶的应用研究主要集中在以下几个领域：1.漆木器颜色、光泽度的成型漆木器的颜色和光泽度可以通过打磨、上光等方式达到，但这种方法比较费时费力，而且不够持久。
采用漆酶涂料，可以使漆木器的颜色和光泽度更加饱满，而且能够更持久地保持。
2.制作皮革中的保护剂对皮革进行漆酶处理，可以使皮革更加柔软、舒适，同时具有保护作用，可以延长皮革的使用寿命。
3.纺织品整理在染色后，使用漆酶整理纺织品，可以提高纺织品的匀染性和光泽度，使其更加柔软舒适。
4.造纸生产漆酶在造纸生产中也起着重要的作用。
已经有不少研究表明，使用漆酶可以比传统方法更加高效地从纸浆中分离木质素，使得纸张更加柔韧、实心、白度高。
5.食品加工漆酶被广泛应用于味精、酱油等食品加工领域。
将其添加到食品中可以改善食品口感和口感质量。
结语漆酶具有一定的生物技术优势，不仅能够提高生产效率和质量，而且还能够在生态保护方面发挥重要的作用。
不过，需要在其分离纯化和应用研究方面进一步深入探索，以更好地推动其应用。
漆酶在生物造纸中的应用
第25卷第2期森 林 工 程Vol 25No 22009年3月FORES T E NGINEERINGMar.,2009漆酶在生物造纸中的应用赵 敏,刘 欣,王秋玉*(东北林业大学哈尔滨 150040)摘 要:利用生物酶(如漆酶)预处理可以降低化学浆的残余木素量,减少制浆中的能源消耗,提高纸浆强度特性和光泽度等。
在介体参与下,漆酶能够降解木素,使残余木素的摩尔质量减少、木素中的酚羟基减少、羰基和羧基增加,对后续的漂白过程起到活化木素的作用。
漆酶等酶活系统能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和C O 2,破坏发色基团组织和结构,降低漂白废水中的TOCl 、BOD 、COD 和色度。
漆酶在氧气和介体存在下能使木素产生自由基的缩合,提高纤维间的粘合性,改善高木素含量和纸浆的性能。
漆酶作为一种非专一型聚酚酶,在一定程度上可与树脂反应,可以催化好氧污染物的酚羟基基团,生成苯氧自由基和水。
关键词:漆酶;生物制浆;漆酶介体;脱木素中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1001-005X (2009)02-0028-04Application of Laccase in Biological Paper Making Zhao Min,Liu Xin,Wang Qiuyu (Northeast Forestry Universi ty,Harbin 150040)Abstract :As biolog ical preparation namely acti ve agent,laccase is wildly applied in the research of Pulp and Paper Indus try,meanwhile,posi tive results of which are gained.The application of Lacase in the field s of bio pulping and bleaching pulp,water recycling and wastewater treatment in refining,etc.was in troduced.Through pretreatment with enzyme,such as lacccase,residual lignin of chemical pulp can be decreased,energy consumpti on can be reduced,and in tensity and glossiness of paper pulp be ccase may degrade li gni n to decrease amount of residual lignin and phenolic hydroxyl of li gnin and to increase the amounts of carbonyl groups and carboxyl groups wi th the paticipation of amboceptor,which actived lignin in the following proce dure of bleached pulp.The system of Laccase can lead organochlorine compound in waste water to transform into inorganic chlorine and CO2,destroy structure of chromophoric group s,and decrease TOCl 、BOD 、COD and enzyme activity system in waste water.With oxygen and mediator,laccase made free radicals of lignin condensation and increased adhesiveness between fi bers to develop contents of high li gnin and pulp properties.As a ki nd of olymerize phenolic enzymes,Laccase to some extent may react with lignin and catalyzed hydroxyestrogen groups of aerobic pollutants to produce phenoxy radicals and water.Key words :laccase;bio pulping;laccase mediator;delignification收稿日期:2008-10-02基金项目:黑龙江省科技攻关重点项目(G A06B301)第一作者简介:赵 敏(1983-),女,黑龙江哈尔滨人,硕士研究生。
三种生物酶在制浆中的应用研究的综述
江苏造纸
2008 年第 1 期
论
文
洲和北美的 30 余家大型纸厂得到应用 , 成为生 物技术在造纸工业应用最成功的一例。加拿大 已有约 10% 的硫酸盐法纸浆厂采用 了该新工 艺。加拿大的帝国化学工业有限公司的 D. J. 西尼尔, J. R. 杜马努瓦, J. 汉密尔顿于 1992 年 6 月 6 日申请 了生物漂 白法的专 利。到 1994 年, 在加 拿大有 75 万 t 浆采用 了木聚糖酶 漂 白。丹麦诺和诺德公司和美国山道斯化学公司 等多家酶制剂厂商, 纷纷推出了专门用于纸浆 处理的木聚糖酶和纤维素酶新产品。现今世界 上应用木聚糖酶漂白的厂家已有数十家 [ 3] 。 在我国陈嘉川教授对其漂白机理作了比较 多的研究 ( 主要针对麦草浆 ) , 是较早研究草浆 生物漂白的人员之一, 并率先进行了工业化试 验。他认为: 木聚糖是构成植物纤维细胞壁的 主要成分之一, 在草浆中含量较多, 约占 20% ~ 30% , 木聚糖在纸浆纤维中的存在形式有三 种: 一是与木素形 L CC 的木聚糖; 二是在蒸煮 过程中溶解出来又被纤维吸回的木聚糖; 三是 存在于纤维细胞壁的原细纤维 ( pro tf ibr il ) 以及 微细纤维 ( micr ofibril) 之间除 L CC 以外的木聚 糖。而由于作用的特点之一是具有专一性。因 此, 用其处理纸浆会选择性地降解浆中的木聚 糖, 木聚糖酶在漂白中的作用机理有如下三种 解释 : ! 木聚糖 酶降 解木 聚糖 的 同时 破坏 了 LCC 联接 , 从而有利于这部分木素的脱除。 ∀ 由于被纤维吸回的木聚糖具有保护残余木素免 受化学品进攻的作用, 因此木聚糖酶通过水解 部分被吸回的木聚糖可使残余木素暴露出来 , 使得化学药品容易与残余木素发生作用, 从而 达到脱木素的目的。 #酶的作用通过降解纸浆 纤维中的半纤维素, 使得纤维细胞壁变得疏松 , 从而使木素容易抽提出来。可见, 木聚糖酶的 助漂作用是由于纤维中木聚糖的降 解而引起 的。木聚糖酶的作用是通过水解半纤维素以增 加木素的溶出, 而非直接作用于木素, 若能够提 取直接进攻木素的氧化酶用于纸浆漂白的残余 木素的脱除将具有重要意义[ 3] 。 30
漆酶在制浆造纸工业中的应用
漆酶在制浆造纸工业中的应用漆酶在制浆造纸工业中的应用漆酶(Laccase)是一种多基因聚合蛋白，具有发光、氧化、转化和修复等多项功能，常被用于制浆造纸、纤维素转化、木材防腐、代谢工程、环境污染修复等方面。
特别是近年来，漆酶在制浆造纸工业中的应用日益受到重视。
漆酶在制浆造纸工业中主要用于去除漂白剂和污染物，从而达到净化浆料和节省能源的效果。
漆酶作为一种生物酶技术，可以实现对漂白剂和污染物的高效降解，减少对浆料的污染，改善浆料的质量，提高造纸企业的生产效率。
漆酶主要分为三类：单形的漆酶、多形的漆酶和双形的漆酶。
单形的漆酶可以用于去除水中的氟化物和有机污染物，如氯代烃、芳烃、醇类、醛类等。
它具有极强的氧化性，可以在低温条件下有效地去除这些污染物，从而减少对浆料的污染。
多形的漆酶也可以用来去除水中的氟化物和有机污染物，但它的氧化性比单形的漆酶要弱得多，所以通常不被用于降解污染物。
双形的漆酶具有极强的氧化性，可以有效降解水中的氟化物和有机污染物，从而有效地净化浆料。
此外，漆酶还能够改善造纸浆料的纤维抗拉强度，从而提高造纸企业的生产效率。
漆酶能够分解浆料中的纤维素聚合物，使纤维素更易于被洗涤和润湿，从而提高纤维素的抗拉强度。
此外，漆酶还能够改善浆料的纤维素形态，使得浆料的抗拉强度大大提高，从而提高造纸企业的生产效率。
另外，漆酶还可以用于降低空气中的有毒污染物，从而减少空气污染。
漆酶具有高效氧化作用，可以有效降低空气中的污染物，从而降低空气污染程度。
总之，漆酶在制浆造纸工业中的应用已经成为当今社会发展的必要条件。
漆酶不仅可以有效降低浆料和空气中的污染物，而且还可以改善浆料的质量和提高造纸企业的生产效率。
因此，漆酶将在制浆造纸工业中发挥重要作用，这将有助于实现可持续发展。
漆酶工业应用的研究进展
然而，漆酶的应用仍存在一定的局限性，如对作用温度和pH等环境因素要求 较高，以及生产成本相对较高等问题。因此，未来需要进一步优化漆酶的生产和 应用条件，提高其稳定性和实用性。
此外，本次演示还发现漆酶的工业化应用需要加强其产物的分离纯化技术。 由于漆酶的底物复杂性和不稳定性，导致漆酶反应过程中产生一些副产物，影响 了漆酶的应用效果和工业化进程。因此，未来的研究方向可以包括优化漆酶生产 工艺和反应条件，提高产物分离纯化技术等。
漆酶工业应用的研究进展
01 摘要
03 研究现状
目录
02 引言 04 研究方法
目录
05 结果与讨论
07 参考内容
06 结论
摘要
本次演示主要综述了漆酶在工业应用领域的研究进展。首先，介绍了漆酶的 分类、分布及其在木材工业、食品工业、制药工业等领域的广泛应用。然后，总 结了漆酶产生菌的筛选、漆酶的表达与制备、漆酶的应用等方面的研究现状。接 着，介绍了研究漆酶工业应用的方法，包括文献调研、实验设计、数据统计等。 最后，对漆酶工业应用的研究结果进行了客观描述和解释，探讨了其应用效果的 评价、局限性和未来发展方向。
引言
漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，广泛分布于真菌、植物和昆虫中。由于其具 有高氧化活性和广泛的底物特异性，漆酶在木材工业、食品工业、制药工业等领 域具有重要的应用价值。特别是在木材工业中，漆酶可以有效地降解木质素，为 生物木材防腐、生物精炼和生物纸浆等提供新的途径。
研究现状
随着生物技术的不断发展，漆酶产生菌的筛选、漆酶的表达与制备等方面取 得了显著进展。在漆酶的应用方面，除了传统的木质素降解和木材防腐，漆酶还 在食品加工、制药、环保等领域得到了广泛应用。例如，漆酶可以用于食品添加 剂的生物合成、药物中间体的氧化还原反应以及染料脱色等。
漆酶处理国产OCC纸浆增强成纸强度
ｔｅ ｔ ｎ ｓ ｌｃ ａ ｅ ｄ ｓ ｇ ４ Ｕ／ ， ｏ ｓｓｅ ｃ ％ ， Ｈ ． ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ５ ℃ ，ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ａｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ．Ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｒ ａｍｅ ｔｉ ａ ｃ ｓ ｏ ａ ｅ ２ ｇ ｃ ｎ ｉ ｎ ｙ ３ ｐ ６ ０， ｔ ｅ ｅ ａ ｅ４ ｕ ｒａ ｔ ｉ ｖ ｍｅ ２ ｈ， ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ
Ｌａ ｃ ｓ ｔ ｌ ｚ ｄ Ｏ ｘ ｄａ ｉ ｎ ｃ ａ ｅＣａ ａｙ ｅ ｉ ｔｏ
ＺＨＡＮＧ — ｎ Ｓｉｙａ ｇ， ＰＥＩＪ － ｈ ｎｇ， ＨＵ ｉｒ ｎ， ＺＨＡＮＧ ｎ ｌ ｉｃ ｅ Ｈｕ －ｅ Ｘｉ—ｕ
（ ｉ ｊ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ｌ ａｄＰ ｐｒＣ ｌ ｇ ｆ ａ ｒ ｌ ｃｅｃ ｄＣ ｅ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｔａ ｉ Ｋｅ ａｏａ ｒ ｆ ｕｐ ｎ ａ ｅ， ｏｌ ｅｏ ｔ ｉ ｉ ｅａ ｈ ｍｉ ｇｎ ｅｉ ， ｎｎ ｏ Ｐ ｅ Ｍ ｅａＳ ｎ ｎ ａＥ ｎ
张思洋 ，裴 继诚 ，胡惠仁 ，张鑫璐
（ 天津市制浆造纸重点实验室 ，天津科技大学材料科学与化学工程学院 ，天津 ３ ０ ５ ） ０４ ７
摘
要 ：采 用漆 酶 处理 国产 旧 瓦楞 纸 箱 （ＯＣ ） Ｌ Ｃ 原料 增加 纸 浆 强度 ， 漆 酶 处 理 国产 ＯＣ 纸 浆 最佳 工 艺 条 件 进 行 优 对 Ｃ
化 ． 最优条 件 下 ， 在 采用 扫描 电镜 （Ｅ 分析 了漆 酶 处理前 后成 纸 纤 维表 面的形 态差异 ， 利 用纤 维形 态分析仪 Ｓ Ｍ） 并 （ｉｅ—ｅｔ ） Ｆｂｒ ｓ ｒ分析 了漆酶 处理前后浆料 中纤维形 态学参数的 变化． 究结果表明漆酶处理 国产 ＯＣ 纸浆最佳工艺条 Ｔ ｅ 研 Ｃ 件为 ： 用量 ２ ／ （ 酶 ４Ｕ ｇ 相对 于绝干浆）ｐ ．， ，Ｈ ６ 温度 ４ ０ ５℃， 浆浓 ３ 通 空气条件 下反应 ２ｈ 漆酶在 最优 条件下处理 国产 ％， ．
漆酶在制浆造纸工业中的应用
制浆 之 前 ， 利 用微 生 物 或 酶对 木 片 进 行 预处 理 ， 然 后 进行 磨 浆 ， 它 的优 点 是 低 能耗 、 高强 度 、 低 污染 ； 而 生
摘 要： 综述 了漆酶在制 浆造纸 工业中应 用的最新研 究进展 ， 例 如生物制浆、 漂 白、 脱墨、 造纸 废水处理、 改善纸浆强度 、 去除纸浆树脂等诸 多方面 ， 并对其应用前号进行展望。 关键词 ： 漆酶 ； 造纸 ； 生物制浆； 漂 白； 废水处理 ；
漆 酶 （ Ｌ ａ ｃ ｃ ａ ｓ ｅ ） 是 一 种 含 铜 多 酚 氧 化 酶
具有 广 泛 的底 物 专 一性 ， 可 氧化 的底 物 包 括 ： 酚 类 及
其衍 生物 、 芳 胺及 其衍 生物 、 芳 香羧 酸及 其衍 生 物等 。 在小 分 子 的介 体 物质存 在 下 ， 漆酶 可 以氧化 的底 物 范 围还 将进 一 步扩 大 ， 即氧化 非 酶底 物 。它们 依靠 漆 酶 介体 系统 ｆ Ｌ ＭＳ ） ， 该 系统 使 漆酶 适 用 于 如木 质 纤 维 漂
量 达到化 学热 磨机 械浆 的水平 。
随着环 境压 力 的增 大 ， 在 制浆 造 纸 中采 用 传统 化 学 药 品处理 木材 ， 对 环境 产 生 了巨大 的影 响 。理想 的 制 浆 造纸 工 艺 包括 ， 低 环境 污 染 的 漂 白 、 制浆 漂 白过 程 中能源 的节 约 、纤维 的循 环再 造 和污水 最小 化 、 消 除放射 性污 染 ， 以及节 约淡水 、 保 护天然 水体 。 漆 酶作 为生物 制剂 （ 活性 剂） 被 广泛 的应 用 于制 浆造 纸工 业 的
酶在制浆造纸中的应用[精华]
![酶在制浆造纸中的应用[精华]](https://img.taocdn.com/s3/m/b5aea6fd988fcc22bcd126fff705cc1755275ff2.png)
酶在制浆造纸中的应用摘要：综合论述酶在制浆造纸各个工序中的应用，并将之与相应的物理化学处理方法比较，说明酶的特殊优势及其发展前景。
关键词：制浆造纸酶造纸工业是我国和世界经济的重要支柱产业之一，随着国家经济的迅速发展，对纸的需求迅速增加。
同时，随着人们环保意识的提高，对于造纸工业中产生的污染问题也越来越重视。
因此，需要我们发展更高效率、低能耗、低污染的制浆造纸技术。
在众多新兴的技术中，酶在制浆造纸工业中的应用具有很大的优势和潜力，拥有良好的发展前景。
1 酶在制浆过程中的应用1.1酶用于去皮（毛）在制浆造纸工艺中，备料是整个工艺流程的第一步。
高质量的机械浆或化学浆需要完全去皮，因为即使少量的树皮残留也会造成产品颜色变暗。
去皮要消耗大量能量而且导致原材料损失。
树皮以及形成层中果胶含量比较高，还含有半纤维素。
因此，果胶酶显得特别重要。
另外，木聚糖酶可能也有重要作用。
运用能水解果胶的酶预处理后在进行去皮，能耗下降80%。
但酶应用在该工序中最大的问题在于酶对形成层的渗透困难。
（毛[1]）1.2酶法除树脂（王）木片或纸浆中的树脂含有脂肪酸、树脂酸、甾醇、脂肪酸甘油脂、其他脂质和蜡类等，可能造成树脂粘附，导致停机与纸的质量下降等问题。
用不同的酯酶去除树脂非常有效。
不仅可以解决上述问题，还可以提高纸浆和纸的质量、减少化学漂白剂的小号、减低废水负荷以及节省存放木材的空间和投资。
这个方法已经在商业上取得应用。
树脂障碍是由树脂中的非极性成分，即甘油三酯造成的。
在使用以松木为生产原料造纸时，树脂障碍尤为严重。
树脂沉积在筛选机筛板、浓缩机下唇板、管道内壁及浆池表面、毛毯和吸水箱中，也可沉积在浆池、筛板、网前箱、造纸网、伏辊、压榨辊、烘缸、压光辊上。
这些沉积物降低脱水效率及纸页匀度、强度，形成树脂斑点和孔洞，造成产品质量下降，引起纸幅断头，树脂障碍严重的影响了生产。
传统控制树脂障碍的方法是将大批原木放在储木场老化和使用化学方法，用滑石粉、硫酸铝、分散剂或表面活性剂、螯合剂等使树脂或附着在纤维表面或稳定分散在浆水系统中而除去，但大量使用硫酸铝，对设备腐蚀严重，滑石粉用量相对较多，容易磨损设备，造成纸张容易掉粉掉毛，都不能从根本上解决树脂障碍问题。
酶在制浆造纸中的应用
酶在制浆造纸中的应用酶在制浆造纸中的应用漂白促进用木聚糖酶来促进硫酸盐浆ECF和TCF漂白，能够节约漂剂和/或提高浆料漂后白度。
纤维改性和脱墨淀粉酶和纤维素酶用于纤维改性和脱墨，能够促进油墨脱除、提高脱墨浆白度；改善滤水性及提高卫生纸的柔软度。
木素改性/废水处理漆酶用于木素改性和废水处理，可提高含机械浆浆料的湿强度和降低废水色度及BOD/COD值。
过氧化氢控制过氧化氢酶可监控和优化漂白中过氧化氢的用量。
漂白结束后，加入过氧化氢酶可降解残余过氧化氢。
树脂障碍控制用机械浆造纸过程中，脂肪酶用于树脂障碍控制可提高纸张强度，减少纸病，缩短停机时间并减少纸毯及辊子的清洗次数，从而改善纸品质量并提高生产经济效益。
淀粉改性淀粉酶使得纸厂可在现场对原淀粉进行改性用于表面涂布施胶，较直接购买商品变性淀粉，这样更为经济实用。
漂白促进经酶处理后，浆中可被洗出的木质素量增多，而且使残余的木质素也更易被漂剂脱除。
木聚糖酶能改善产品性能和工艺。
浆厂使用木聚糖酶助漂的主要优点在于：·节约无元素氯ECF和全无氯TCF漂白中的漂剂和/或提高浆料漂后白度·提高漂白能力不足的纸厂的产能·降低废水中可吸附卤化物AOX含量当漂白化学品用量不变时，用Pulpzyme HC对浆料进行处理可降低浆料卡伯值并提高其白度。
当保持同样的白度值时，Pulpzyme HC 预处理可节约漂白化学品用量。
此外，使用Pulpzyme HC对硫酸盐浆助漂，不需在设备上进行大额投资，也不必大规模改动工艺。
树脂障碍控制-- Resinase?脂肪酶可解决树脂障碍问题。
使用脂肪酶可避免由树脂障碍所引发的问题，如：停机损失、损纸和产品质量问题。
使用脂肪酶控制树脂的益处主要有以下两类：改善纸页质量·提高成纸强度·减少纸病提高生产经济效益和灵活度·减少纸幅断头引起的停机时间·减少纸毯和辊子的清洗次数·增加未经陈化的木材用量，提高成浆白度，使木材库存管理更容易·提高成纸强度，从而降低新闻纸厂的原料成本用于控制树脂的脂肪酶Resinase?，可大幅减轻由树脂引起的问题。
微生物酶造纸工业论文
微生物酶造纸工业论文微生物酶造纸工业论文１、微生物酶运用于制浆１．１漆酶在制浆中的应用造纸厂的蒸煮制浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学制浆，不但成本高、能耗大，而且对环境污染也较为严重。
而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。
用漆酶和介体ＨＢＴ在蒸煮前对麦草进行预处理，可降低纸浆的Ｋａｐｐａ值，提高纸浆的白度和强度。
Ｊｕｊｏｐ的研究表明，在２０％～９０％，ｐＨ值２～１０条件下用漆酶进行预处理，可以对原料中的木素进行改性，磨浆能耗明显降低，每吨浆能耗由１３００ｋＷｈ降至８５０ｋＷｈ，节省动力约３０％，且机械浆的物理性能得到改善，纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平。
１．２纤维素酶在制浆中的应用在机械制浆前加化学预处理，除去或改变一部分木素结构，可以改善纸浆的强度，但降低了纸浆的得率，损害了纸浆的光学特性，废水的排放量和污染负荷也相应增加，而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点，克服其缺点，除了可以增加纸浆的.强度性能之外，还能显著降低机械磨浆时的能量消耗。
２、微生物酶用于纸浆漂白传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质对环境和人类造成极大危害，已逐渐被无氯漂白所取代，而以某些真菌产生的漆酶不仅能氧化非酚结构，而且能使硫酸盐浆脱木素和脱甲氧基。
佐治亚大学的研究者发现一株漆酶产菌———朱红密孔菌（Ｐｙｃｎｏｐｏｒｕｓｃｉｎｎａｂａｒｌｎｕｓ），以产生自己的氧化还原中介物３－羟基邻氨基苯甲酸（３－ｈｙｄｒｏｘｙａｎｔｈｒａｎｉｌｉｃａｃｉｄ，３－ＨＡＡ）。
漆酶加３－ＨＡＡ系统不仅能氧化非酚模式化合物，而且能降解合成的木素。
通过筛选或诱变培育出假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｚｎｏｎａｓｓｐ．）Ｇ６－２，枯草杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐ．）Ａ－３０等木聚糖酶高产菌株进行了分离纯化的酶学研究，其所产木聚糖酶运用于生物漂白技术，其结果表明木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显的助漂作用。
漆酶的特性及其在制浆造纸工业中的应用
白腐菌能产生木素过氧化物酶 、 锰过氧化物酶 、 漆 酶， 可以对木素进行有效的降解 ， 成为近年来研究的 热点。瑞典造纸研究所率先开展这方面的工作 ， 利用 能降解木素的白腐菌对木片进行预处理，研究发现 ， 经预处理后 的木片进行磨浆可 以显著降低磨浆能耗。 随后 ， 国研 究者 也对 此进 行研 究 ， 美 试验 结果 显示节 能达 ３ ％ ， ０ 而且成纸强度也有提高 ， 中试效果达到实 验 室水平 。
２０ １ ） ５０ ３
摘 要 漆 酶是 一种 多酚氧化酶 ， 参与木素的降解或聚合 ， 具有氧化木素的能 力， 在制浆造纸 中的应 用广泛 。本 文综述 了近年来漆 酶在 制浆造纸工业 中的应用研究进展。
关 键 词 漆 酶 漂 白 湿 强 应 用
漆酶 （ ｃａｅＥ ．０３） １ ｃｓ， Ｃ１１．２是一 种含 铜 的多酚 氧化 ａ 酶， 广泛 分布 于 自然界 ， 己在植 物 、 真菌 、 昆虫 以及细
（ ：８５ ， ６）４ ． Ｏ
【】 能发． 乙烯亚胺在涂布 白板纸上的应用 【】上海造纸．０ ４ ３ ２庞 聚 Ｊ＇ ２０ ， ５
（ ）４ －８ ６ ：６４ ．
【】 ３安郁琴 ， 刘忠制 浆造 纸助 剂【 ． Ｍ】 北京 ： 中国轻工业 出版社 ，０ ３ ２０， 【】 ４王宝玉． 留助滤剂聚 乙烯 亚胺 【 ’ 南造纸 ，０ １４ ２ ．５ 助 Ｊ西 】 ２ ０ ， ：４２ ， 【】 ５杨开吉。 苏文强 ， 沈静， 物类助 留剂的开发现状及发展 前景 【 ． 聚合 Ｊ 湖 】
漆酶相关知识
漆酶在制浆造纸中的研究进展摘要：针对漆酶的结构和特性，综述了它分别在染料脱色、废水处理、纸浆漂白、废纸脱墨、生物预处理方面有显著作用，而且还达到环保、节能的作用；其次，还发现漆酶在介体的参与下以上作用有明显变化。
本文综述了漆酶在造纸行业中的最新研究进展。
关键词：染料脱色；废水处理；废纸脱墨；漂白；预处理漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，广泛分布于真菌分泌物、高等植物、少量细菌和昆虫中，它和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白同属蓝色多铜氧化酶家族。
漆酶是单电子氧化还原酶，具有广泛的底物专一性，能够催化氧化酚类和芳胺类化合物，同时伴随4个电子的传递,最终将O2还原成H2O[1]。
漆酶催化底物机制表现在底物自由基的形成和漆酶分子中四个铜离子的相互协同作用。
在小分子的介体物质存在下，漆酶可氧化的底物范围还将进一步扩大，即氧化非酶底物，漆酶的这一性质预示着漆酶具有广泛的应用前景[3]。
分泌漆酶的真菌主要集中于担子菌亚门、子囊菌亚门及半知菌亚门等高等真菌,其中最主要的是担子菌亚门的白腐真菌。
由于漆酶是一种胞外酶，它还可以通过微生物培养或者基因工程的方法得到[2]。
1.1漆酶在染料废水脱色中的应用在我国，蒽醌类染料很广泛地应用于纺织和印染行业中，对环境有很大的污染；每年有10%-15%的染料废水排放到环境中，蒽醌类染料大多属于芳香族化合物，产生的废水有毒且很难降解。
采用漆酶或漆酶/介体处理染料废水是一种更环保的技术，因此备受人们关注。
其优点在于：漆酶作为作为生物制剂、无毒害、具有专一性、高效性而且能有效地去除染料的色度和染料的降解，此外还具有成本低、无二次污染,对生态环境无破坏。
国内外已有研究学者在这方面取得了较好的脱色效果。
朱显峰[4]等人研究了蜜环菌漆酶对活性艳蓝KN-R和X-BR两种染料的最佳脱色降解条件，结果表明：(1）活性艳蓝KN-R在温度30℃，染料浓度为80mg/L，在酶量为0.25U/mL，pH=5的条件下，作用于活性艳蓝KN-R6h，脱色率可以达到90%以上。
白腐真菌漆酶的研究进展及应用前景
基金项目 作者简介
收稿日期
湖南 省自然科学基金( 04jj 3055) 。 梁帅( 1982 - ) , 男, 河南郑州人, 硕士研究生, 研 究方向: 应 用 微生物。
2007- 09-28
C .t her mophili um 漆酶 比 一 般 的 真菌 漆 酶 具 有 更 高 的 热 稳 定 性, 并且在pH 值6 .8 时反应较适 宜[ 11] 。
木质素 是以苯 丙 烷类 似 物 为单 元 构 成的 一 大 类生 物 多 聚体, 组成单元的结构及其连接键复杂而稳定。这种无规则 的复杂 结构使 得木 质 素 难以 降 解[ 1] 。自 然 界 中木 质 素 降 解
主要是通过丝状真菌, 尤其是通过白腐真菌的分解作用来完 成。白腐 真菌降 解木 质 素 依赖 一 些 酶的 产 生 和分 泌。 这 些 酶共同 构成了木 质 素降 解 酶 系。白 腐 真 菌分 泌 的 木质 素 降 解酶主 要 有 木 质 素 过 氧 化 物 酶、锰 过 氧 化 物 酶 和 漆 酶 3 种[ 2] 。漆酶最早 是由 日 本 学者 吉 田 从漆 树 的 分泌 物 中 发 现 的[ 3] , 后 来证明它广泛 存在于 真菌中 。现在 认为 漆酶 是一 种 普遍分 布于植物、昆 虫、真 菌 和细 菌[ 4] 中 的重 要 酶 种。20 世 纪末, 漆酶受到广泛地关注。这主要是由于学者们曾认为黄 孢原毛平革菌中不存在漆酶, 由此激发了人们在白腐真菌的 其他菌种中寻求漆酶存在的真实性; 另一方面是因为漆酶可 在仅有碳 源存 在条 件 下 由菌 体 分 泌[ 5] , 并 且 具 有 780 mV 氧 化还原电位 , 在 没 有 H2O2 和 其 他 次级 代 谢 产物 的 存 在 下 可 催化有 机污染物的 氧化。 1 白腐真菌漆酶的特性 1 .1 分子 特 征[ 6- 8] 漆 酶是 一 种 糖 蛋 白, 肽 链 一 般 由 500 个左 右 氨 基 酸 组 成 , 其 中 含 19 种 氨 基 酸, 即 Asp 、Thr 、Gl u 、 Ser 、Pro 、Gly 、Al a 、Val 、Cys 、Met 、Il e 、Leu 、Tyr 、Gln 、Phe 、Lys 、His 、 Arg 、Try 。糖配 基占 整 个 分子 的 10 % ～45 % 。糖 组 成 包 括 半 乳糖、葡 萄糖、氨 基己 糖、甘 露 糖、岩 藻 糖 和 阿拉 伯 糖 等。 由
漆酶的特性及其应用
种 多铜类氧化酶 ，它一般 以二聚体 或四聚体的形式存在 。 酚类 物质 ， 中酚羟 基氧化 生成 苯氧基 自由基 ，同时氧 被还 原成水 （ Ｙ ａ ｒ ｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｖ Ａ Ｉ
芳 香类物质和 脂肪族胺是漆酶 最常见的底物 ，漆酶可 以催化这些 物质
一
在面包制作 的过 程中要在面 团中加入 一些添加剂来增加面包 的质
地、风味并使其膨 大。淀粉酶 、蛋 白酶 、纤维素酶和聚戊糖 酶等 多种 酶类被用于此种添 加剂以提高面 团性 能。漆酶 由于其具有对 生物聚合
物的交联能力而在食 品烘焙 中的应 用也 受到广 泛关注 。根据 ｓ ｉ 的研究
２ ０ ０ ４ ； Ｌ ｅ ｏ ｎ ｏ ｗｉ ｃ ｚ Ａ ２ ０ １ １ ）。
柔韧性的效果 （ ｓ ｉ １ ９ ９ ４ ）。
２ ． ３ 漆 酶 在 纺 织 工 业 中 的应 用
分 子量 较大 的漆 酶难 以跟 底物 充分接 触 ，同时 ，低 的氧 化还 原 电位 也 使 漆 酶对 酚 醛 木 质 素 的氧 化 受 到 限制 ，然 而 ，一 种 新 的 高 效介 质 的 引 入 可 以克 服 以上 问题 ，这 就 是 所 谓 的 Ｌ ａ ｃ ｃ ａ ｓ ｅ — Ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｏ ｒ — Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｉ Ａ Ｖ Ｉ Ｓ ） 。这种介质是 一种 小分子物质 ，它首先被漆酶 氧化成氧化 态的形式 （ Ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｏ ｒ ）， Ｍ ｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｏ ㈤ 再渗透到底物 内部进行作用 （ ｓ ｅ ｏ
但是许多现行 的染料脱色方法不但 效果不佳 ，还具有很 高的成本 ，这
就使得 漆酶在这方面具有很 好的应用前景 。漆酶在纺 织工业中的应用
漆酶及其应用研究进展
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＡ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｌ ｏ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ￣ ｉ ｔ ｙ ， Ｑ ｉ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ７ ４ ５ ０ ０ ０ ， Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ ）
ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ，ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ，ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｌ ａ ｃ ｃ ａ ｓ ｅ ，
漆酶（ １ ａ ｃ ｃ ａ ｓ ｅ ， Ｅ Ｃ １ ． １ ０ ． ３ ． ２ ） 是 一 种 含 铜 的 多 酚 目前 ， 真菌漆酶 中的担子 菌和子囊 菌是 人们集 氧化酶 （ ｐ ｏ ｌ ｙ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｓ ｅ ｓ ， Ｐ Ｐ Ｏ） ， 被 抗坏血 酸、 胺 中研究的热点， 而担子菌中的 白腐菌是 目前 原核和 类、 Ｏ ： 催化 酚 类 等 物 质 氧 化 后 ， 最 终 生 成 相 应 的 产 真核微生物中所知的唯一能够 自身利用氧化酶 系统 物 与水 。过 氧 化 物 酶 、 酪 氨 酸 酶 等 与 漆 酶协 同 组 成 将纤维木质素降解为二氧化碳 的一种真 菌。此外 ， 了酚类氧化酶群体 ， 广泛存在于 自然界中。同时 ， 血 真菌 漆 酶也 是 部 分 致 病 真菌 的 毒性 成 分 之 一 ， 在 真 浆 铜 蓝蛋 白 （ ｃ ｅ ｒ ｕ ｌ ｏ ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ｉ ｎ ） 、 抗坏 血 酸 氧化 酶 （ ａ ｓ ｃ ｏ ｒ ． 菌 的分 化 、 色素 的形 成 中发 挥 着 重 要 的 作 用 。 与 真
漆酶的研究进展及其应用
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬａｃｃａｓｅ
ＬｉｕＬｉａｎ，ＹａｎｇＱｉｎｇ
（ＳｈｅｎＱｉＥｔｈｎｉｃＭｅｄｉｃｉｎｅＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕｉｚｈｏｕＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｃｃａｓｅｉｓａｃｏｐｐｅｒ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｏｘｉｄａｓｅｗｉｄｅｌｙｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｆｕｎｇｉ，ｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｉｎｓｅｃｔ．Ｌａｃｃａｓｅｈａｓｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｕｓｅｖａｌｕｅｉｎｆｏｏｄ，ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｂｉｏ－ｅｎｅｒｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｃｃａｓｅ；ｆｏｏｄ；ｃａｔａｌｙｔｉｃ
·６０·
山 东 化 工 ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１９年第 ４８卷
漆酶的研究进展及其应用
刘 恋，杨 清
（贵州医科大学 神奇民族医药学院，贵州 贵阳 ５５０００５）
摘要：漆酶是广泛存在于真菌、细菌、昆虫体内的一种含铜的多氧化酶，广泛应用于食品、工业加工、生物能源开发。 关键词：漆酶；食品；催化 中图分类号：Ｑ８１４．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０３－００６０－０２
１Hale Waihona Puke 漆酶的作用机制漆酶为单蛋白体分子量差异较大的糖蛋白，结构是相似的 球状，由三个含有 β圆桶状的杯结构，及带有 ４个铜离子的活 性中心组成。４个铜离子分别是 Ｔ１Ｃｕ、ＴＣｕ３ｂ、Ｔ２Ｃｕ、Ｔ３Ｃｕ３ａ。 顺磁共振光谱下，漆 酶 显 蓝 色 且 含 有 叫 宽 的 超 精 细 裂 分，蓝 色 是由组氨酸、半胱氨酸等构成的 Ｃｙｓ→Ｔ１Ｃｕ电子转移带呈现， 超精细裂分是因 Ｔ２Ｃｕ上水与咪唑配位形成。ＴＣｕ３ａ与 ＴＣｕ３ｂ 由氢氧化物与组氨酸搭桥连接，其氢氧化物获得一个 Ｈ＋生成 水，底物形成自由基，发生非酶催化反应，机制为乒乓反应［６］。
漆酶_介体氧化降解木素的应用及其机理研究进展
在且通氧的条件下 , 来源于 eor us ver col iol si or的
漆酶 可 以氧化 降解 木素 的非 酚型 结构模 型物 自 此 , 漆酶 /介体 体 系对 木素 Байду номын сангаас解 的应 用和机理 的研
究开始如火如茶地进行
94 1 9 年, c a l 获得漆酶/介体生物漂白专利, l 7 ] 从此 , 漆酶/介 体漂 白成为纸 浆生 物漂 白研 究 的重
作用和工艺条件 , 结果表 明 , 漆酶在6 5
, 漆酶最
佳用量为8 kgzt 纸 , 碎浆浓度 7.1 % ,时间30 m in , pH 二 9的条件下脱墨作用效果最佳 漆酶/介 体体 系不 仅对废报 纸作用 明显 , 在 办 公废 纸 中也 有所研 究 尤纪 雪 , 杨益 琴等 2 用 漆 ] 5
获得漆酶对废纸脱墨 的专利 ; 1992年 , C all和
还可以降低废水C O D 负荷, 提高废水的可生化降
解性
2 . 在生物制浆中的应用 2
B t ir m at er,2 r t t ,,用漆酶z介体系统对旧报纸进行脱墨 处理 , 漆酶处理后的旧报纸浆白度及可漂性略有
提 高 ; 徐 清华 , 秦 梦华 等 2 研 究 了漆 酶/紫 脉 酸 ] 3
酚经基的含量降低, 证明了其在脱木素 中的重要
素的非酚型结构模型物, 使纸浆的卡伯值降低 这是首次漆酶对非酚型木素模型物降解的报道,
自此 漆酶/介体对非酚型木素模型物的降解受到
普遍关注 K aw ai, A sukai 3一,用漆酶在H B T 为 等 32
介体且通氧的条件下处理非酚型 日 一 一 4木素模型 物 , 结果表明 , 木素模型化合物发生四种类型的 反应 : 芳环断裂
造纸业中酶制剂的运用与进展研究论文[大全五篇]
![造纸业中酶制剂的运用与进展研究论文[大全五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/fe132ff577a20029bd64783e0912a21614797fe8.png)
造纸业中酶制剂的运用与进展研究论文[大全五篇]第一篇：造纸业中酶制剂的运用与进展研究论文酶是自然界动植物、部分有机体内产生的一类大型蛋白质，具有专一、高效和多样性的特点，可降解部分特定的高分子，作为生物催化剂加快反应速度。
20年来，酶制剂在制浆造纸工业中的应用有了很大的发展，尤其在生物制浆中减少蒸煮化学品的用量、生物漂白过程中减少漂剂的用量、生物酶促打浆节能减排技术、酶法废纸脱墨性能的改善、纸浆的酶法改性、制浆造纸废液生物处理、利用生物酶改进纸浆的滤水性、纸浆中树脂控制、用生物手段控制腐浆等诸多方面。
1酶制剂在制浆造纸工业中的应用1.1酶在生物制浆方面的应用生物制浆主要包括化学法制浆和机械法制浆。
生物化学法制浆是指通过生物方法对木片进行预处理，以减轻木片成浆的蒸解度，减少蒸煮化学药品的用量，降低碱回收强度、减少漂白化学药品用量，以及降低漂白废液的污染负荷等。
当今，生物化学制浆的研究已发展到中试和工业化规模，而且预处理方法从菌的预处理转向采用酶进行预处理，这是因为菌不如其产生的酶稳定和对环境的适应性好。
经过酶制剂处理的植物纤维原料，再经过化学法处理和蒸煮后，纤维的质量有一定的改善和提高。
白延坤等〔3〕研究光叶褚白皮机械生物法制浆的结果表明，和对照浆相比，纤维素的脱除率略高，果胶脱除率略低、木素脱除率较高、戊聚糖得到保留更多，而且成浆周期明显缩短。
陈嘉川等首先用聚木糖酶预处理麦草，在相同的工艺条件下对常规化学法制浆和酶法化学制浆进行比较实验得出:聚木糖酶的预处理明显提高麦草的脱木素程度，纸浆的卡伯值降低两个单位，蒸煮的用碱量减少，纸浆得率有所提高。
与常规的化学法制麦草浆相比，酶制剂处理的化学麦草浆的物理强度和光学性能都有明显改善。
因此，聚木糖酶预处理可以改善原料的制浆性能、减少能耗。
当今，生物法机械浆是国内外制浆造纸科研人员研究的重点和热点。
生物法机械浆是在磨浆前用微生物菌如白腐菌对木片进行预处理，或者用酶制剂对木片进行预处理，以降低树脂的含量，节约磨浆能耗，减轻环境污染，改善纸浆的成纸强度。
漆酶在制浆造纸应用中的研究进展
6 第41卷第8期 2020年4月 Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
Technology 技术进步
Abstract: Laccase is widely existed in nature. Because the final product of the reaction is water, it is an eco-friendly polyphenol protease. Thanks to the stringent environmental regulations, the studies of using bio-process such as laccase facilitated bioprocessing has become more and more attractive. In this review, we conducted a brief research survey in the area of bio-pulping process using laccase, and provided our own perspectives on the status quo of these applications. To summarize the previous work and identify the research gaps, the following subdivisions such as the application of laccase in biological pulping, bleaching, resin control and waste paper deinking were discussed in detail. In the process of biological pulping in which laccase is involved, strain type is the most important factor. Therefore, how to cultivate strains with better capacity in degrading lignin compounds will be the main works for the future research. In the bleaching process involving laccase intermediate hybrid system, the main problems lie in the stability of laccase and the reusability of the laccase mediator. Meanwhile, there is still a room for the optimization of bleaching time and treatment temperature. In the application of resin control, the medium 1-HBT is still a research hotspot because of its advantages of significantly reducing the kappa value and increasing the brightness. In the study of deinking of waste paper by laccase addition, the pH value, laccase dosage and treatment temperature are the most critical parameters that ultimately affect the whiteness of the paper, therefore, the future endeavor in effectively improving the whiteness of paper by optimization of those above three parameters becomes pivotal. Key words: bio-pulping; laccase; laccase mediator; review
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2004 07 19(修改稿)作者简介:张爱萍,女,1980年生;山东轻工业学院硕士研究生;主要研究方向:纤维资源的制浆造纸特性与生物技术应用。
E mail:zhap@漆酶在制浆造纸中的应用研究进展张爱萍 秦梦华 徐清华(山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东济南,250100)摘 要:漆酶是一种多酚氧化酶,参与木素的降解或聚合,具有氧化木素的能力,在制浆造纸中的应用已拓展到脱墨、漂白、制浆、废水处理、增加湿强性能等诸多方面。
本文综述了近年来漆酶在制浆造纸工业中的应用研究进展。
关键词:漆酶;脱墨;漂白;湿强中图分类号:Q55文献标识码:A文章编号:1000 6842(2004)02 0161 05漆酶是一种含酮的多酚氧化酶(p diphenol oxidore ductase,EC 1 10 3 2),最早是1883年Yoshida 从漆树的分泌物中发现的[1],以后的研究进一步发现漆酶广泛存在于昆虫、植物和真菌中,尤其在一些能够降解天然木素的白腐菌(T versicolo r )中大量存在。
作为一种木素降解酶,漆酶可以降解生物体中的木素。
漆酶的氧化还原电势比较低,为300~800m V (对标准氢电极)[2],只能氧化降解木素中的酚型结构单元(图1),而不能氧化占木素90%的非酚型结构。
1990年[3]发现如果有低分子质量的化合物作为氧化还原介体,漆酶能氧化非酚型木素结构(图2),最适合的介体是一些酚型化合物和杂环如卟啉类化合物,这些介体物质有的来自真菌次生代谢产物或木素降解产物,如紫丁香醛和来自P ycno porus cinnabarinus 的3 羟基邻氨基苯甲酸(3 hydroxyanthranilicacid,3 HAA);有的来自人工合成化合物,如AB TS[2,2 联氨 二(3 乙基 苯并噻唑 6 磺酸)]、HB T (1 羟基苯并三唑)、VI O (紫尿酸)、NHA(N 羟基 N 乙酰苯胺)等[4]。
据报道,在氧气存在的条件下,漆酶能将介体转化成共介体,由于这种共介体尺寸较小,能够渗透进入纤维而与木素反应,脱木素机理基于自由基的形成[5 6]。
目前,漆酶在制浆造纸工业的诸多方面得到了广泛的应用,如二次纤维回用、漂白、制浆、废水处理、纤维性能的改善,湿强剂及纤维板制造等,本文就这些方面的研究进展进行了综述。
1 漆酶在二次纤维回用中的应用近年来,二次纤维在原料中所占的比例日益增加,脱墨技术引起了越来越多的关注,酶法脱墨是一种经济有效的脱墨方法,可以减少化学脱墨带来的环境污染,而且酶处理可以改善浆料滤水性能和纸页强度,降低漂白化学品用量。
图1 漆酶氧化酚型木素结构图2 漆酶介体体系氧化非酚型木素结构161Vol 19,No.2,2004Transactions of China Pulp and Paper中 国 造 纸 学 报酶脱墨有两种途径[7],一种是利用酶直接攻击油墨使油墨降解,如脂肪酶、酯酶等;另一种是通过改变纤维表面或附近的联接键使油墨脱离,并借助洗涤、浮选或两者结合的方法将脱离下来的油墨粒子除去,如纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶等。
木素降解酶可以通过氧化降解纤维表面的木素来达到脱除油墨的目的,这对于木素含量高的纸种(如新闻纸)的脱墨具有重要意义。
漆酶是一种木素降解酶,它在某些具有传递电子能力的介体和氧气的存在下,能够使木素发生氧化降解,在酶法脱墨中具有广阔的应用前景。
据Call 等报道[8],利用漆酶/介体体系对旧报纸进行脱墨,脱墨浆白度及可漂性略有提高。
徐清华、秦梦华等研究了漆酶介体体系对旧报纸的脱墨效果及其对后续漂白的影响,在通氧气的条件下加入漆酶和介体VIO(Violuric acid,紫尿酸)后脱墨浆的白度下降,并且随着漆酶用量的增加,脱墨浆的白度呈现下降趋势,这归因于漆酶/介体体系氧化木素时产生的发色基团[9],但脱墨浆可漂性明显提高,漂白后纸浆白度达到52 4%ISO,比对照浆提高4 2%ISO,物理性能也得到改善,裂断长和撕裂指数分别比对照浆提高了20%和13%。
研究还发现,漆酶与半纤维素酶的协同作用对旧报纸脱墨后漂白浆的质量有明显改善,漂白浆白度提高到60 4%ISO,比对照样提高了6 1%ISO,裂断长和撕裂指数分别比对照浆提高了22%和14%,这可能是由于木聚糖酶提高了漆酶/介体体系对纸浆的可及性[10]。
该研究结果已申请国家专利[11]。
2 漆酶在生物制浆中的应用2 1 漆酶在机械制浆中的应用生物机械制浆是指在机械制浆前利用真菌或酶对木片进行预处理,其原理是利用具有木素降解能力的微生物或酶选择性地分解植物纤维原料中的木素。
白腐菌能产生木素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶,可以对木素进行有效的降解,成为近年来研究的热点。
瑞典造纸研究所率先开展这方面的工作,利用能降解木素的白腐菌对木片进行预处理,研究发现,经预处理后的木片进行磨浆可以显著降低磨浆能耗。
随后,美国研究者也对此进行研究,试验结果显示节能达30%,而且成纸强度也有提高,中试效果达到实验室水平[12]。
但是用真菌进行预处理周期较长,直接采用木素降解酶尤其是漆酶进行预处理,引起了广大研究者的兴趣。
据Jujiop [13]研究,在20~90 、pH 值2~10条件下用漆酶进行预处理,可以对原料中的木素进行改性,磨浆能耗明显降低,每吨浆能耗从1300kW h 降到850kW h,节省动力约30%,且机械浆的物理性能得到改善,纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平。
在漆酶活性0 5U/mL 、初始氧化还原电势100mV 及20 下,对云杉TMP 进行预处理,磨浆能耗降为1 27MJ/kg [14]。
研究还发现[15],用虫漆酶浸透辐射松可使磨浆能耗减少5%~8%,而且不影响纸浆的光学性质,撕裂度有所提高,用动态成形器抄纸的强度降低也比较小。
2 2 漆酶在化学制浆中的应用随着环境压力的增大,对制浆造纸废水尤其是含氯漂白工段的废水有了更严格的限制,降低进入漂白工段纸浆中的木素含量是降低废水毒性的一种行之有效的方法,也是目前常采用的方法。
在制浆前对原料进行生物处理,可以降低化学浆的残余木素量。
秦梦华等[16]研究发现,用漆酶和介体HBT 在蒸煮前对麦草进行预处理,可降低纸浆的卡伯值,提高纸浆的白度和强度。
漆酶和聚木糖酶的协同作用使纸浆的卡伯值进一步降低,与未经酶处理的化学浆相比,卡伯值降低19%,而且具有更高的裂断长和撕裂指数。
3 漆酶介体体系在漂白中的应用传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质,对环境和人类造成了巨大危害,已逐渐被无氯漂白取代。
酶法漂白作为一种对环境友好的漂白技术引起了研究者的广泛兴趣,自1990年报道了漆酶在传递电子的介体帮助下能氧化非酚型木素模型化合物(图3)以来,漆酶介体的生物漂白成为研究的热点。
图3 生物漂白过程漆酶/介体体系降解木素机理示意图1994年Call 和Mucke [17]报道了一个漆酶介体系统,该系统能成功地处理硫酸盐浆、亚硫酸盐浆和溶剂浆,使纸浆卡伯值下降50%甚至更多,并进行了工厂中试,试验采用漆酶介体漂白+碱抽提+螯合处理+过氧化氢漂白(LEQP)的无氯漂白流程,纸浆得率、白度和物理性能都取得较好的结果,显示了良好的应用前景。
1996年,Bourbonnais 和Paice [18]用漆酶-AB TS 系统处理硫酸盐浆和亚硫酸盐浆,后经碱抽提,纸浆的卡伯值分别下降25%~40%和50%,也证明了漆酶介体漂白是一个很有发展潜力的生物漂白技术。
付时雨162中 国 造 纸 学 报第19卷 第2期等[19]利用漆酶添加介体NHA(N 羟基 N 乙酰苯胺)处理尾叶桉硫酸盐浆,再进行过氧化氢漂白,纸浆的卡伯值降低56%,白度可达81%ISO。
有研究证明[20],半纤维素酶处理不但可以作为过氧化氢漂白的预处理段,也可以作为漆酶处理硫酸盐浆进行脱木素的预处理段。
喻利等人[21]对漆酶和聚木糖酶协同漂白蔗渣硫酸盐浆进行了研究,发现漆酶介体体系与聚木糖酶同时或前后处理蔗渣硫酸盐浆,在一定程度上提高了纸浆的漂终白度和强度。
据林鹿等[22]报道,用不同的酶处理桉木硫酸盐浆,以漆酶与木聚糖酶的协同作用最好,处理后纸浆白度提高,粘度降低较小,而且可以明显提高后续过氧化氢的漂白效果,这主要是由于经漆酶和木聚糖酶处理后,木素与半纤维素可直接降解溶出。
最近新发现了一种虫漆酶载体asiumoctacyanomolybdate,一般情况下,氧漂针叶木浆与虫漆酶充分反应后,后续的碱处理可以脱除约50%的木素,如果再进行一次酶处理,后续的碱处理还可以脱除20%的木素,这样可以提高氧及过氧化氢的漂白效果,把麦草化学浆用木聚糖酶和虫漆酶的载体处理之后,可以使碱抽提段木素含量减少60%[15]。
4 漆酶在造纸废水处理中的应用在处理造纸废水方面,漆酶及能产生漆酶的真菌已显示出它特有的作用。
氯化木素及其氧化产物是漂白废水颜色和毒性的主要来源[23]。
据J Dec和J M Bollay研究发现[24],漆酶的去毒作用是通过酚的聚合反应实现的,漆酶可催化氯酚生成低聚物,聚合产生的不溶性沉淀可以通过沉降、过滤去除,这样可以去除浓度高达1600mg/L的取代酚。
另外,研究表明[25],各种真菌系统中的漆酶都能迅速地将许多有毒的多氯酚和愈创木酚部分脱氯,但2 氯酚和4 氯酚除外。
据林鹿等人[26]研究发现,漆酶可以脱除桉木硫酸盐浆CEH漂白废水中40%以上的有毒物质。
与一般方法相比,采用漆酶处理造纸废液中有机氯化物,具有催化效能高,反应条件温和,对反应条件、反应设备的要求不苛刻等优点。
漆酶还可用于废水脱色,Elithbeth[27]等采用白腐菌对工业染料进行脱色,并对培养液的粗抽提液进行了分析,表明只有漆酶活力和染料的脱色效果呈正相关,说明漆酶在其中起到重要的作用。
单独用漆酶对桉木硫酸盐浆CE H漂白废水进行脱色,脱色率为24%左右[26]。
将漆酶和辣根过氧化物酶与L-酪氨酸共聚形成有酶活性的水不溶性聚合物,将此聚合物固定于凝胶颗粒,能进一步提高酶处理对纸浆厂废水的脱色效率[28]。
5 漆酶对改善纸浆纤维性能的作用Ken K Y Wong等人[29]用漆酶介体体系预处理卡伯值为70和94的辐射松硫酸盐浆,卡伯值为70的纸浆成纸后抗张强度有提高,而卡伯值90的纸浆成纸后物理性能提高不大,他们认为漆酶预处理可能对卡伯值低于70的纸浆成纸物理性能提高较显著。
另外对低卡伯值的化学浆研究表明,在全无氯漂白前用漆酶介体体系进行预处理,可以提高纸浆的结合强度[30],赋予成纸更高的撕裂-抗张关系[31]。
Mansfield[32]用漆酶处理经蒸汽和螺旋挤压后的木片,在相同游离度时提高了机械浆的抗张强度。