生物酶在造纸工业上的应用

摘自造纸技术网
    生物技术的发展为造纸工业降低能耗、清洁生产开辟了新的天地，是制浆造纸工业中的一个新的重大研究开发领域。本文简要介绍用于造纸工业的生物酶以及
这些生物酶在造纸工业各个方面的应用、作用机理及发展前景。
    1 造纸工业用酶的种类
    造纸工业用酶包括纤维素酶（Cellulase)、半纤维素酶（Hemicellulase)、木素降解酶（Ligninase）、淀粉酶(Amylase)、脂肪酶（Lipase）、果胶酶(Pectinase)、漆酶
(Laccase )，其中应用较多较重要的酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、漆酶。
    2 酶在造纸工业中的应用
    2.1 木素的生物降解
    天然的造纸原料有草类、木材、麻类、棉花等，这些原料主要由三部分组成即纤维素、半纤维素和木素。造纸厂的蒸煮过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，
一般的化学法制浆，不但要用到各种化学药品，而且成本高、能耗大。而用生物酶降解木素，方法简单，对环境无污染。
    用于木素降解的酶，主要有漆酶、木素酶（木素过氧化物酶，锰过氧化物酶）。漆酶是一类含铜的胞外氧化酶，漆酶可以让木素生物降解。木素降解酶分为木
素过氧化物酶

( Liganin peroxidase, Lips ,EC, 1.11.1.7 )和锰过氧化物酶（Manganese-dependent peroxidase, MnPs. EC.1.11.1. 7)，它们能催化木素的降解。

    造纸原料，特别是木材经过木素生物降解可以去除原料中的大部分木素。
    木素降解酶典型的模式有：①木素过氧化物酶＋锰过氧化物酶；②锰过氧化物酶＋漆酶型；③木素过氧化物酶＋漆酶型及其他酶型。
基本机理为；原料的木素经过酶的降解成低分子质量木素，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。但这种降解过程比较
费时，需要与化学或机械制浆的过程结合才能满足现代化生产的需求。
    2.2 生物制浆
    经过木素生物降解的原料，结合化学、机械制浆和其他生物酶再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶。如韧皮纤维会有
果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。用于分解果胶质的果胶酶主要有果胶解聚酶和果胶酯酶两大类。
    而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解酶与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物硫酸盐制浆和生物亚硫酸盐制浆就是将造纸原料先进