[發(fā)明專利]一種造紙用漂白復(fù)合酶及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410713795.0
• 申請日: 2014-11-30
• 公開（公告）號: CN104499336B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵素英
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏天綠健知識產(chǎn)權(quán)運營有限公司
• 主分類號: D21C9/10
• 分類號: D21C9/10
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11617
• 代理人: 鄭海松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造紙用復(fù)合酶，具體涉及一種造紙用漂白復(fù)合酶及其制備方法。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，制漿過程是在堿性的條件下，用高溫蒸煮的方法除去木質(zhì)素，為使溶解制漿纖維素純度達到98％，這就需要大量的氫氧化鈉處理紙漿，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，為此許多學(xué)者轉(zhuǎn)而嘗試生物處理制漿，而用于制漿漂白的木聚糖酶應(yīng)是耐熱和耐堿的。馮建良等(Kimura et al.2000)用木聚糖酶預(yù)處理麥草與常規(guī)化學(xué)法制漿進行了比較試驗，木聚糖酶預(yù)處理提高了原料的脫木素程度，還可以降低制漿的卡伯值。木聚糖酶在輔助漂白方面有較廣泛而深入的研究，且取得了很大成果。研究發(fā)現(xiàn)，無論是針葉木漿、闊葉木漿或是竹漿、草漿，木聚糖酶均可以降解紙漿中殘余的木質(zhì)素，提高了白度(AL BALAA et al,2006；Meek and Lipman,1922)。用于紙漿漂白的木聚糖酶必須具有耐高溫特點，Khasin等得到了一個來源于堿性菌株Bacillus sterarothermophilus T26木聚糖酶，該木聚糖酶在pH 9.0及65℃時對紙漿有最好的漂白效果(Khasin et al,1993)，很多木聚糖酶不具備這樣的特點，限制了商業(yè)化應(yīng)用。全世界每年產(chǎn)生的廢紙數(shù)量是驚人的，廢紙回收后再利用工作就變得尤為重要了，可以使在資源重復(fù)利用的同時也保護了環(huán)境。1991年，由韓國學(xué)者首次報道了應(yīng)用木聚糖酶能將油墨從新聞廢紙漿中脫除。此后，人們開始研究利用木聚糖酶進行廢紙脫墨，以減輕或消除化學(xué)脫墨帶來的環(huán)境污染(曹軍衛(wèi)等，2004)。

目前，以無元素氯和全無氯漂白工藝為代表的紙漿綠色清潔漂白已經(jīng)成為世界各國造紙業(yè)紙漿漂白發(fā)展的必然趨勢，木聚糖酶酶法助漂新工藝已在歐洲和北美洲的30余家大型紙廠得到應(yīng)用，成為生物技術(shù)在造紙工業(yè)應(yīng)用最成功的一例。其中加拿大有約10％的硫酸鹽法紙漿廠采用了該項新工藝。丹麥諾維信公司和美國山道斯化學(xué)公司等多家酶制劑廠商，紛紛推出了專門用于制漿處理的木聚糖酶和纖維素酶新產(chǎn)品，但到目前為止，工業(yè)上應(yīng)用于紙漿漂白的木聚糖酶大多是中性偏酸的，最適反應(yīng)溫度大多在50℃左右，眾所周知，紙漿蒸煮和漂白基本都是在高溫和強堿的條件下進行的，使得現(xiàn)有的低溫酸性木聚糖酶產(chǎn)品在此領(lǐng)域的應(yīng)用受到極大的限制。

但是，由于木聚糖酶處理工藝是通過降解除去紙漿表面再沉積的半纖維素等方式來幫助化學(xué)漂劑漂白的，木聚糖酶只能起到助漂的作用，不能真正替代化學(xué)漂劑。因此，生物預(yù)漂白并不能完全替代化學(xué)漂白，能減少污染卻不能最終消除污染，要從根本上消除有氯漂白液的污染，需最終實現(xiàn)生物漂白，即完全采用生物手段除去紙漿中殘留的木質(zhì)素，因為木質(zhì)素的存在是紙漿返黃的根本原因，化學(xué)漂白可直接作用木質(zhì)素而破壞紙漿中的發(fā)色基團。木素酶可直接作用于木質(zhì)素，對木質(zhì)素進行降解，主要為白腐菌分泌的木素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶和纖維二糖脫氫酶等，近幾年研究的熱點主要集中在漆酶的生物漂白上，漆酶是一種多銅氧化酶，也稱多酚氧化酶，主要氧化含酚的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單位，但天然木材木質(zhì)素只有少于20％的含酚結(jié)構(gòu)單位，另通常真菌漆酶分子量較大(約為70000Da)難以穿入木頭中作用木質(zhì)素分子，要想充分發(fā)揮其酶活性，必須添加漆酶介質(zhì),通常為紫尿酸(VA)和1-羥基苯并三氮唑(HBT)，視不同漂白工藝而選用，并且漆酶的產(chǎn)量較小、穩(wěn)定性較差。

中國專利CN 102978986 A公開了一種生物酶法制備紙漿的方法，所述生物酶制備液中生物酶組分的質(zhì)量百分比含量為：纖維素酶20％，半纖維素酶10％，木素降解酶10％，淀粉酶20％，脂肪酶5％，果膠酶和漆酶20％；其中的纖維素酶會降解紙漿中的有效成分纖維素，不易控制，嚴(yán)重影響成紙的物理機械性能，同時，上述生物酶適用于制漿工藝，而非漂白工藝，并且，單一使用漆酶，其酶活力很難發(fā)揮，不能很好作用于木質(zhì)素，紙漿返黃可能性增大。中國專利CN 103555701 A公開了一種紙漿漂白用復(fù)合酶液的生產(chǎn)方法，其特征是將各組份酶經(jīng)稱量、復(fù)配罐混合配制、防腐、檢驗、包裝后存放于5℃庫房中，所述各組份酶為堿性果膠酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和木質(zhì)素酶；上述復(fù)合酶液酶種類和特性單一、木質(zhì)素酶活力低且沒有公開木質(zhì)素酶的具體種類，工業(yè)化難于實現(xiàn)，還是不能從根本上徹底消除木質(zhì)素，漂白效果仍不理想，并且不易保存、儲存穩(wěn)定性差，商品化應(yīng)用受限。

綜上，制備一種酶系全、漂白效果好、易保存、儲存穩(wěn)定性好的紙漿漂白酶具有廣闊的市場前景和巨大的市場潛在價值。

發(fā)明內(nèi)容