生物技术

２００８

年

９

月

第

２７

卷

第

５

期

含量

［１９，２０］

，从而提高纤维的负电荷密度、亲水性及柔

软度。

１９９４

年，

ＴｈｏｒｎｔｏｎＪ

等人第一次把果胶酶应用

于

Ｈ

２

Ｏ

２

漂白的机械浆中

［２１］

。通过对北美地区两个工

厂的工业化试验发现，在漂白热磨机械浆和漂白压

力磨石磨木浆中加入一定量的果胶酶后，可使浆液

ＣＤ

值降低约

５０％

，提高了阳离子助留剂的助留效

果。

又有研究表明

［２２］

，随酶用量增加，

ＤＣＳ

的

ＣＤ

值

降低，细小纤维留着率逐渐增加。当酶用量超过

１００Ｕ

・

Ｌ

－１

时，

ＤＣＳ

的阳电荷需要量降低了约

３０％

，

继续增加酶用量

ＣＤ

值变化不大。所以，果胶酶处理

ＤＣＳ

使

ＰＥＩ／ＣＰＡＭ

助留效果提高的原因是酶处理

降解了造成阴离子垃圾的主要物质果胶酸，使体系

的阳电荷需要量降低，

ＤＣＳ

中阴离子垃圾的减少提

高了阳离子助剂的效率，从而提高了细小纤维留着

率。

ＨｕｉＸｕ

等人的研究表明

［２３］

，各种果胶酶降低

ＴＭＰ

中阳离子需求的能力有很大差异，这可能是由

于接近底物的能力、

酶的结构和特性，以及果胶酯化

程度不同。

研究还表明，果胶酶在漂前也能降低阳离

子需求。

下图列出了在工艺中可选的酶制剂加入点。

３．２

影响因素

由于酶作用的专一性，只有在适当处理的条件

下才能使其发生有效的作用。温度是酶活性的关键

因素，温度低，酶活性得不到充分发挥，酶容易失活。

兰颖辉

［２４］

的实验表明，聚半乳糖醛酸酶（

ＰＧ

）的最适

作用温度为

４５℃

，在

４５～６５℃

之间酶活较高，

４５℃

以

下不稳定，酶活较低。果胶酯酶（

ＰＥ

）的最适作用温

度为

５０℃

，在

４５～５５℃

之间酶活较高，超过

５５℃

酶活

力下降很大，

６５℃

相对酶活仅为

３０．５％

。果胶裂解酶

（

ＰＬ

）的最适作用温度为

５０℃

，在

４５～５５℃

之间酶活

较高，

４５℃

以下酶活损失较大，

３５℃

相对酶活仅为

３２．５％

。一般浆料从漂白塔到上网时温度变化大约

为

４９～６０℃

，果胶酶在此环境下酶活较高，能较充分

地与聚半乳糖醛酸发生作用。

另外，

ｐＨ

值也是影响酶活的关键因素。

ＰＧ

稳定

的

ｐＨ

范围是

２．０～７．０

，在此范围内酶活可保持

８２％

以上；

ＰＥ

稳定的

ｐＨ

范围是

５．０～８．０

，低于

５．０

时很

不稳定，相对酶活只有

２．３％

；

ＰＬ

稳定的

ｐＨ

范围是

４．０～８．０

，在此范围内酶活可保持

８４％

以上。

ＩａｎＲｅｉｄ

等人

［３］

通过生产试验发现约

６０％

阳离

子需求量的降低会发生在开始的

８ｍｉｎ

内，处理

５ｍｉｎ

时，聚半乳糖醛酸的分解已近于稳定，时间达

到

２ｈ

时，再延长时间变化已很微弱，这说明酶处理

并不需很长的时间。

３．３

果胶酶控制

ＤＣＳ

物质的潜在优势

阴离子垃圾捕捉剂可与

Ｈ

２

Ｏ

２

漂白过程中从

ＴＭＰ

浆中产生的聚半乳糖醛酸形成聚电解质化合

物，利用果胶酶处理，使聚半乳糖醛酸分解，可以避

免这种化合物的生成，并且与未经果胶酶处理的漂

白浆相比，用于絮凝胶黏物的阴离子垃圾捕捉剂用

量显著减少

［２５］

。

有纸厂试验说明

［２６］

，

果胶酶在

Ｈ

２

Ｏ

２

漂

白

ＴＭＰ

或

ＰＧＷ

浆的应用中有极大的优势。果胶酶

在

２

个完全不同的纸厂进行了成功的应用

，

使

Ｈ

２

Ｏ

２

漂白浆的阳离子需求量分别降低

４６％

和

３６％

。阳离

子需求量降低

，

可以减少阳离子助剂的用量

，

包括

增强剂、

淀粉和凝结剂。而且

，Ａ

纸厂可不再使用明

矾。在

Ｂ

纸厂

，

因助剂量的减少每年节省

２００

多万

美元。所以

，

如果纸厂想添加洗涤器以减轻因阴离子

垃圾导致的各种问题

，

可以考虑使用果胶酶来代

替。

由于酶作用的专一性，添加果胶酶对纸浆中纤

维的化学和物理性质没有影响，所以对成纸性能也

没有负面影响。另外，尽管酶制剂包含大量的电解

质，在经过果胶酶处理后，胶黏物中的离子强度并没

有显著增加

［２７］

。

参考文献：

［１］Ｐé

ｒｅｚＳ，Ｒｏｄｒǐ

ｇｕｅｚ－ＣａｒｖａｊａｌＭＡ，ＤｏｃｏＴ．Ａｃｏｍｐｌｅｘｐｌａｎｔｃｅｌｌｗａｌｌ

７４