隋晓飞等 /三种生物酶在制浆 中的应用研究的综述

善纤维性能滤水性、

打浆性以及流动性。在应

用中, 酶处理既可以在打浆之前, 也可在打浆之
后进行。在磨浆之前, 纤维素酶和半纤维素酶
处理的主要目的是提高浆料的打浆性能和改性

纤维的性质。在打浆之后添加纤维素酶和半纤
维素酶主要是为了提高浆料的滤水性。一种纤

维素酶和 半纤维素酶混 合成的商品 酶 Perga

l ase- A 40( T richo derma) 已经被许多造纸厂用

来生 产 印 刷 用 纸 和 证 书 用 纸 的 木 浆 纤 维
改性

[ 2]

。

20 世纪 80 年代末, 利用纤维素酶, 尤其是

内切葡萄糖酶, 改善二次纤维的滤水性成为了
可能。随后 Kam aya 用纯化后的内切葡萄糖酶
( T r ichoder- ma) 证实了这种可能。内切葡萄
酶

和

 对降低针叶木二次纤维浆的叩解度值

都有很好的效果, 并且能够提高纤维的滤水性,
而纤维二糖水解酶没有什么作用效果, 木聚糖
酶和甘露糖酶处理对降低叩解度值效果较差。

对于不同的浆料, 生物酶处理的效果也会不同,
例如, 为了提高芦苇硫酸盐法浆的滤水性需要
同时溶解木聚糖和部分纤维素, 使用能够同时
水解纤维素和木 聚糖的 内切葡 萄糖酶

( T .

reesei) 增加了 30% 的滤水性, 而使用只能水解
纤维素的内切葡萄糖酶-  则不能改善纤维的
滤水性

[ 2]

。

不同纤维素酶和半纤维素酶组分对不同浆

料的作用机理的认识是很重要的, 这将有利于
我们研究纤维酶法改性。据研究, 纤维素酶-

N ovozyme SP ( H um icolainsolens) 对 道格拉斯
杉木硫酸盐法浆作用时, 纤维素酶处理减少了
纤维分离, 从而有效地防止了纤维粗糙度的降
低, 同时随着纤维素酶用量的增加纤维素的强
度性质也会降低。在研究对纤 维素酶 T . ree

sei, 对针叶 木硫 酸盐 未漂 浆强度 性质 的影 响

时, 发现纤维二糖酶对纤维粘度影响较温和, 而
内切葡萄糖酶-  则会显著降低浆的粘度。尽
管如此, 纤维二糖酶- I 处理对纸页 强度没什
么影响, 甚至 在磨浆之 后加入纤 维二糖 酶- I
也不会有负 效应, 并且 不会引起纤 维素降解。

另一方面, 内切葡萄糖酶-  处理会降低纤维
强度, 这表明这种酶能水解纤维素, 即使微弱的
水解也会造成纸浆粘度的大幅度降低, 从而降
低了纸浆强度

[ 2]

。

K amaya 等人在研究纤维素酶和半纤维素

酶 T richoderm a 处理对纸浆打浆性能以及漂白
硫酸盐浆纸页性质的影响时发现纤维二糖酶-

I、

II 对浆料性质没什么影响, 然而内切葡萄糖

酶, 其尤其是内切葡萄糖酶- II 能显著提高浆
料的打浆性能、

纸页紧度和其他一些纸页性质,

但当半纤维素 中木聚糖和甘露糖水解率不到

10% 时, 木聚糖酶和甘露糖酶不能很好改善浆
料性质

[ 2 ]

。

2 木聚糖酶

自芬兰的 Viikarri 等人 于 1986 年使用木

聚糖酶用于纸浆漂白以来, 木聚糖酶在纸浆工
业上的应用日益受到重视。近年来, 木聚糖酶
在纸浆工业上的应用范围不断扩大, 有些木聚
糖酶的应用已经或接近商业化

[ 8]

。其在造纸工

业上应用分为以下几个方面: ( 1) 进行生物制
浆, 应用于漂白工序, 能够提高白度, 节省化学
药品; ( 3) 还可以应用来改善纤维性能, 可以改
善纤维的滤水性、

打浆性以及流动性

[ 2 ]

。

2. 1 生物漂白

1989 年, 芬兰 率先 进行 了 木聚 糖酶 漂白

K P 浆的工业化试验, 随后芬兰率 先将生物预
漂白技术引入制浆造纸工业中。用木聚糖酶对

纸浆进行预漂白, 可以减少随后的化学漂白用
氯量 30% ~ 40% , 废液中有机氯化物与毒性物
含量显著减少。至今, 用于生物预漂白的木聚
糖酶已经经 历了三代的发 展。从第一 代酸性

酶, 第二代中性酶, 到第三代碱性酶。目前, 对
第三代木聚糖酶的研究与应用正进入高峰期,
采用基因工程与蛋白质工程手段获得性质优良

的耐热耐碱木聚糖酶已成为各相关实验室的研
究热点, 期望不久的将来重组酶会更有效地应
用于漂白工艺中。目前, 酶法助漂新工艺在欧

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