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提要：用木聚糖酶處理未漂麥草漿，紙漿的可漂性得到改善，用氯量減少或紙漿白度提高。用纖維素酶和半纖維素酶處理漂白麥草漿可明顯改善紙漿的性能，如濾水性、脆性、強度和白度等。工業(yè)化試驗表明，草漿的生物漂白與酶法改性具有較好的環(huán)境效益和經濟效益?！　￡P鍵詞：麥草漿；生物漂白；酶法改性；木聚糖酶；纖維素酶　　本項目為國家“九五”科技攻關項目（項目號96-C3-02-03）、山東省青年科學家獎勵基金和山東省自然科學基金資助項目?！　∽髡吆喗椋宏惣未ǎ淌?，博士，山東輕工業(yè)學院副院長，山東造紙工業(yè)協(xié)會副理事長，山東造紙學會學術工作委員會主任委員，山東省優(yōu)秀青年知識分子?！　∥覈静馁Y源匱乏，麥草一直被作為重要的造紙纖維資源。目前國內麥草漿的漂白仍采用沿用了100多年的含氯漂白工藝，從而造成大量氯化有機物的產生，嚴重危害生態(tài)環(huán)境。另一方面，與木漿相比，麥草漿存在先天不足，如濾水性差、脆性大、強度低等。生物技術的迅猛發(fā)展以及應用領域的日益擴大為解決制漿造紙工業(yè)面臨的問題提供了新的途徑。本文就我們對麥草漿生物漂白和酶法改性的研究與進行的工業(yè)化試驗情況作一介紹?！　?　生物漂白　　工業(yè)意義的生物漂白實際上是半纖維素酶（主要是木聚糖酶）漂白。半纖維素酶比木素酶容易獲得，許多微生物包括降解木素的真菌和降解纖維素的真菌都能分泌出半纖維素酶。商品半纖維素酶早已面世，它們在食品工業(yè)和飼料工業(yè)有較多的應用?！　?986年，芬蘭的Viikari等人首次報道了用木聚糖酶處理未漂KP漿可增進其漂白性。這一報道激發(fā)了人們對這方面的研究興趣。3年后，即1989年，芬蘭率先進行了木聚糖酶漂白KP漿的工業(yè)化試驗[2]。隨后北歐和北美地區(qū)的一些制漿廠開始采用這一技術。到1994年，在加拿大有75萬噸漿采用了木聚糖酶漂白?，F(xiàn)今世界上應用木聚糖酶漂白的廠家已有數十家?！　≡趪鴥?，我們是較早研究草漿生物漂白的單位之一，并率先進行了工業(yè)化試驗?！　?.1　漂白機理　　木聚糖是構成植物纖維細胞壁的主要成分之一，在草漿中含量較多，約占20%～30%。木聚糖在紙漿纖維中的存在形式有三種：一是與木素形成LCC的木聚糖；二是在蒸煮過程中溶解出來又被纖維吸回的木聚糖；三是存在于纖維細胞壁的原細纖維（protfibril）以及微細纖維（microfibril）之間除LCC以外的木聚糖?！　∮脕砥准垵{的木聚糖酶是能催化降解木聚糖的一類半纖維素酶。眾所周知，酶作用的特點之一是具有專一性。因此，用其處理紙漿會選擇性地降解漿中的木聚糖，木聚糖酶在漂白中的作用機理有如下三種解釋：　?、拍揪厶敲附到饽揪厶堑耐瑫r破壞了LCC聯(lián)接，從而有利于這部分木素的脫除。　?、朴捎诒焕w維吸回的木聚糖具有保護殘余木素免受化學品進攻的作用，因此木聚糖酶通過水解部分被吸回的木聚糖可使殘余木素暴露出來，使得化學藥品容易與殘余木素發(fā)生作用，從而達到脫木素的目的。　?、敲傅淖饔猛ㄟ^降解紙漿纖維中的半纖維素，使得纖維細胞壁變得疏松，從而使木素容易抽提出來?！　】梢?，木聚糖酶的助漂作用是由于纖維中木聚糖的降解而引起的?！　?.2　漂白工藝參數　　酶是具有專一催化性質的蛋白質，對環(huán)境條件有一定的要求，也就是說每一種酶都有其特定的最適環(huán)境條件。一般來講，木聚糖酶漂白的工藝參數包括：酶用量、pH值、時間、溫度和紙漿濃度等?！　?.2.1　酶用量　　為獲得最佳酶處理效果，酶用量必須進行最佳化選擇。由于不同漿種其化學組成尤其是木聚糖含量不同，因此酶用量往往與漿種有關。例如木漿酶用量一般在2～5IU/g漿，其中闊葉漿取低值，針葉漿取高值。一般認為麥草漿比木漿含更多的木聚糖，因此更適合木聚糖酶漂白。但實際恰恰相反，由于麥草漿中含有較多的木聚糖，而要破壞掉部分木聚糖以使木素容易溶出則需要添加比木漿更多的木聚糖酶。實驗表明，當次氯酸鹽漂白麥草漿漂前酶處理酶用量為10IU/g、50IU/g和100 IU/g時，與未經酶預漂的漿相比，白度分別提高2.1度、4.8度和6.5度。當采用更高的酶用量時，白度提高不大。　　1.2.2　pH值　　不同微生物產生的酶其最適pH值是不一樣的，甚至相差較大。一般真菌木聚糖酶在酸性條件下酶活較高，通常pH值在4～6，而細菌木聚糖酶pH要高一些，通常為6～9。我們研究的An—76木聚糖酶最佳pH值為5，G6—2木聚糖酶最佳pH值為7.5?！　?.2.3　溫度　　溫度升高可以加快反應速度，縮短反應時間，但溫度過高也會引起酶的失活。目前尚未制備出耐高溫的木聚糖酶。我們試驗的幾種酶溫度在40～50℃時效果較好，最高不宜超過60℃?！　?.2.4　時間　　在40～50℃的溫度下酶作用時間可根據需要控制在60～120min，超過120min已沒有實際意義?！　?.2.5　紙漿濃度　　酶與紙漿的均勻混合是比較重要的，因此隨著紙漿濃度的提高，酶處理效果往往會變差，通常較適宜的紙漿濃度為5%～10%。（未完待續(xù)）