效果不好 ,因此有可能通过筛选优质降解半纤维素的菌
株来改善麦草原料的成浆性能 ,达到类似于木聚糖酶处
理对麦草浆改性的效果。同时半纤维素低分子量特性
也使菌株相对于纤维素更倾向于半纤维素的降解 ,为后
续化学制浆提供更好的蒸煮药液渗透环境。为加快微
生物在植物纤维原料上的生长以缩短预处理时间或是

增加菌株对脱木素的选择性 ,往往添加不同比例的碳氮
源 ,但这势必增加生物制浆的成本。还有学者

[ 5 ]

对麦草

原料在生物制浆之前进行汽蒸爆破预处理 ,发现这种汽
蒸爆破预处理后麦草由于含有较多的半纤维素降解物 ,
在降解木素的同时降低对纤维素的降解 ,并可使预处理
时间缩短为 5 天。但汽蒸爆破预处理不可避免的是预
处理时的高能耗以及在这一过程中对纤维素的损伤。

2 　酶预处理化学制浆酶催化效率相对较低

针对直接利用微生物制浆所需时间较长 ,过程不

易控制等缺点 ,国内外学者对酶法制浆的可行性进行
了一定的研究。酶法化学制浆 ,即利用单一酶或几种
酶的协同作用对植物纤维原料进行预处理 ,然后再与
相应的化学法制浆相结合的制浆方法 ,由于具有处理
过程易于控制 ,处理时间相对较短 ,环境友好等方面的
优点而受到人们的重视。有研究显示

[ 6 ]

,半纤维素酶/

纤维素酶混合酶液处理能够增加 NaO H 的扩散 ,与未
处理样相比相对扩散速率提高较大 ,并认为出现这种
现象的原因是酶处理导致细胞内纹孔膜的降解和一部
分碳水化合物的溶出。国内较多学者开展了酶法制浆

方面的研究工作

[ 7

9 ]

,取得了一系列的成果 ,如酶处理

后纤维原料的蒸煮性能得到改善 ,在选定酶种类、

在一

定酶用量范围内蒸煮得率提高的同时卡伯值降低 ,浆料
的可漂性提高 ,成纸的物理指标得到一定的提高。酶预
处理制浆中研究较多的是木聚糖降解酶、

木素降解酶、

果胶酶、

纤维素酶及其协同作用。木聚糖酶降解酶系和

木素降解酶系降解各自底物的作用位点如下图示。

图

木聚糖结构及其降解酶系统的催化位点

[ 10 ]

图

木素降解酶系可能的作用路线

[ 11 ]

如图 1 、

图 2 示 ,半纤维素、

木素的降解是较为复

杂的酶解过程 ,完全降解依赖于多种降解酶的协同作
用 ,加之植物纤维原料纤维素、

半纤维素、

木素等是复

杂的天然高分子及纤维细胞壁结构的致密性 ,使得纤
维素酶、

半纤维素酶和木素降解酶等渗透进纤维内部

存在一定的困难。Goodell 等

[ 12 ]

通过透射电镜免疫标

记探针标记 Lentinus edodes 所产漆酶 ,观察漆酶在桦
木降解过程中的位置 ,在 8 周的培养过程中 ,尽管细胞
壁和细胞角隅的木素大量降解 ,但并没有观察到漆酶
渗透进细胞壁。这一结果也被 Daniel 等的研究结果
所证实

[ 13 ]

。基于此 ,酶法制浆之前对于原料进行一定

的预处理 ,如增加原料的比表面积 ,改善原料的微观结
构等以利于酶与催化底物的接触 ,可能更有利于酶催
化作用的发挥 ,从而取得更好的效果。另一个影响酶
法制浆的问题是酶活的回收利用问题 ,李里特

[ 14 ]

等研

究 XynB 经 Eudragit S

2100 固定化后对不同纸浆的助

漂作用时发现 , 固定化酶的酶活回收率高达 90 % ,同
时固定化酶还能提高酶作用的温度范围和温度作用稳

定性。这对于酶法制浆后酶活的回收无疑有着较强的

借鉴意义。

3 　小结

生物制浆因其环境友好性具有良好的应用前景 ,

但目前生物制浆尚存在一些问题 ,如生物预处理制浆
存在预处理时间较长、

酶预处理化学制浆过程中酶催

化效率较低等 ,只有重视这些问题并针对上述问题采
取一些相应的改善措施才能更好地发展生物制浆。

[

参　考　文　献

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对生物制浆几个问题的思考和对策