半纤维素酶​在溶解纸浆中的应用

　　溶解纸浆是由牛皮纸浆(kraftpulp)或硫酸盐纸浆经过进一步精制和纯化而得的高纯度纤维素浆,通过一步衍生反应可以形成多种可溶性衍生物,这些可溶性衍生物可用于生产各种人造丝、纤维酯或塑胶。

生产中对溶解纸浆的纯度要求极高,纸浆中木聚糖和甘露聚糖杂质的存在不仅会影响衍生反应的进行,而且还有可能产生不溶物阻塞加工设备或最终使产品形成色斑,有时还会给产品带来热不稳定性,因此必须有效去除这些杂质。工业生产中,为使溶解纸浆纤维素纯度达到98%,常需使用大量的氢氧化钠处理纸浆,这造成了严重的环境污染,为此,许多学者转而尝试生物法处理纸浆。

Paice和Jarasek[22]首次利用了酶法去除纸浆中的半纤维素杂质,但效果不太理想,酶解作用并未有效去除硫酸盐纸浆中的木聚糖。究其原因,主要是因为木聚糖酶与木聚糖之间存在着空间位阻,使酶与底物不能充分接触;实验表明,适当延长浸润时间,除木聚糖酶外,其他一些蛋白如肌红蛋白、卵清蛋白和木素过氧化物酶都可进入纸浆纤维的次生壁并在片孔层中积累;纸浆中的纤维素基质与木聚糖紧密结合并相互交联,使木聚糖酶不能充分与木聚糖结合并作用,因而降低了酶解效率。

如果先用少量纤维素酶对硫酸盐纸浆进行处理,则可极大提高木聚糖酶的酶解效率,应用木聚糖酶或甘露聚糖酶纯化纸浆纤维素,目的是尽可能去除残留的木聚糖或甘露聚糖,虽然这些酶并不能将纸浆纤维中所有半纤维素水解成寡糖,但经过酶的作用,这些半纤维素已经有很大程度的解聚,这就大大方便了随后的碱液抽提工作。今后,随着研究的深入,木聚糖酶和甘露聚糖酶会在溶解纸浆生产中发挥重要作用。