生物技术 研究者们也在努力探索其他途 效，因为木聚糖酶可以提高漆 6结语 径提高MnP的漂白能力。 酶一介体体系对纸浆中木素的 黄峰等P发现在MnP酶 可及性。 生物漂白技术在近几年发 解硫酸盐浆木素(CEL)时加入 Levlin等B利用漆酶HBT 展迅速，显示了它不同于其他漂 纤维二糖脱氢酶(CDH)能使木 体系对松木KP浆和氧漂KP浆 白方式的优越性。与传统的含 素降解溶出物质明显增加，能促 氯漂白方式相比，它能减少环境 进行脱木素，发现在介体HBT 进降解作用，使甲氧基、羧基、酚 的污染和化学漂剂的消耗，生物 参与的作用下，漆晦能够郑降解木 羟基和总羟基含量减少。 漂白可以降解残余木素，作用周 素，使残余木素减少；同时木素 Bermkh等例比较了不饱和 期也较短。因此，生物漂白是非 中的酚羟基减少，羰基和羧基增 脂肪酸与硫醇类谷胧甘肤等两 常具有发展前景的漂白方式，为 加，对后续漂白过程起到活化作 类化合物增强漂白纸浆效果的 实现生物无污染漂白的目标提 用。 供了有利的条件。但木素的结 能力，结果发现添加谷胧甘肤漂 付时雨等研究了尾叶桉 白效果并不明显，而添加脂肪酸 构非常复杂，并且在纸浆中木素 硫酸盐浆漆酶/介体漂白系统。 类化合物效果显著实验同时发 与聚木糖形成复合体紧密地附 结果表明，Panus conchatus的纯 现含有C=C的脂肪酸在MnP 着在纤维上难以除去，仅依赖于 漆酶在介体NHA(N-羟基乙 一种酶的作用远远不够，可利用 纸浆漂白中起着关键的作用，当 酰苯胺)的存在下进行生物漂 脂肪酸类化合物所含的C=C的 木聚糖酶与木素酶共同作用，有 白，可使纸浆卡伯值降低30%， 数目越多，漂白效果越好。 望完全降解掉纸浆中残留的木 戚抽提后，纸浆的卡伯值又降 5.2漆酶 素，实现真正意义上的生物漂 低13%。生物处理后再经过2% 5.2.1漆酶漂白机理 白。另外，仍需不断开发新的途 的HO2漂白，纸浆的卡伯值降 径以获取更为有效的微生物和 漆酶是以。，作电子受体雀 低56%，白度达81%1SO。在漆 化多酚化合物经4次单电子传递 酶，为制浆造纸工业带来更多更 酶处理时加入表面活性剂可以 形成醌及自由基的含酮蛋白酶。 新的发展机遇。 @ 增加木素的溶出，提高纸浆的白 体外实验中木素单体在漆酶/O2 参考文献： 条件下发生聚合反应，在菌体内 度，并且保持漆酶的稳定性。 [刊张盆，胡惠仁，刘廷志生物制浆的探 则可与其他氧化木素酶系降解 冯文英等人网研究了麦草 讨黑龙江造纸，2005(3)：26-28. [2张爱萍，秦梦华，徐清华.白腐菌及其 木素。漆酶利用分子氧氧化木 浆木聚糖酶和漆酶协同生物漂 素酚型结构单元成为酚氧游离 白。结果表明，L-X-H比X-L一H 酶在制浆造纸工业中的应用研究进 展U.西南造纸，2005.34(2)：20-22. 基，同时还原分子氧生成水。 (L为漆酶)浆白度高、纸浆硬度 [3]Abdolreza N,Kyoji S,Tomoaki N,et al. 5.2.2漆酶漂白研究及应用 低，分别比对照浆(H)的白度高 Biobleaching of Kenaf bast fiber soda- 漆酶-介体系统(Laccase 3.9%1sO和3.0%1sO,因此，用 AQ pulp using white-rot fungus[J]. mediator system)是近年研究热 L-X-H漂序比X-L-H更有效。 Tappi,,1998.81(6):179. [4付时雨，王萍，易杜芬，等.白腐菌预处 点。漆酶一介体体系在氧气存 在漆酶一介体脱木素过程中存 理对硫酸盐苇浆漂白的影响).中国 在下与纸浆作用，可引起纸浆卡 在一个氧化还原循环，即漆酶 造纸，2001(3)：4-6. [)]谢来苏.制浆造纸的生物技术M).化 伯值大幅下降，有利于实现少氯 氧化介体形成小分子化合物自 学工业出版社，2003. 或无氯漂白，并且LMS漂白可 由基，并扩散到纸浆中，然后与 [6]Viikari L,Ranua M.Kantelinen A,et al. 以与其他任何漂白过程相结合。 纸浆中的木素反应使之降解。 Bleaching with enzymes,biotechnology 漆酶被认为是纸浆漂白最 漆酶一介体系统目前还处在研 in the pulp and paper industry[C].Pro- 具应用前景的一种酶。有报道， 究试验阶段，但已呈现出在纸浆 ceedings of 3rd International Conference on the Biotechnology in the Pulp and 漆酶与木聚糖酶协同处理纸浆， 生物漂白和提高纸浆漂白质量 Paper Industry,Stockholm,Sweden, 其效果比单独使用漆酶更为有 等方面的诱人前景，3别。 1986:67-72. 58 2010年10月第29卷第10期 纸和孤生物技术 2010 年 10 月 第29卷 第 10 期 58 研究者们也在努力探索其他途 径提高 MnP 的漂白能力。 黄峰等[28] 发 现 在 MnP 酶 解硫酸盐浆木素 (CEL) 时加入 纤维二糖脱氢酶 (CDH) 能使木 素降解溶出物质明显增加，能促 进降解作用，使甲氧基、羧基、酚 羟基和总羟基含量减少。 Bermkh 等[29] 比较了不饱和 脂肪酸与硫醇类谷胧甘肤等两 类化合物增强漂白纸浆效果的 能力，结果发现添加谷胧甘肤漂 白效果并不明显，而添加脂肪酸 类化合物效果显著 ；实验同时发 现含有 C=C 的脂肪酸在 MnP 纸浆漂白中起着关键的作用，当 脂肪酸类化合物所含的 C=C 的 数目越多，漂白效果越好。 5.2 漆酶 5.2.1 漆酶漂白机理 漆酶是以 O2 作电子受体催 化多酚化合物经 4 次单电子传递 形成醌及自由基的含酮蛋白酶。 体外实验中木素单体在漆酶 /O2 条件下发生聚合反应，在菌体内 则可与其他氧化木素酶系降解 木素。漆酶利用分子氧氧化木 素酚型结构单元成为酚氧游离 基，同时还原分子氧生成水。 5.2.2 漆酶漂白研究及应用 漆酶-介体系统 (Laccase mediator system) 是近年研究热 点。漆酶 - 介体体系在氧气存 在下与纸浆作用，可引起纸浆卡 伯值大幅下降，有利于实现少氯 或无氯漂白，并且 LMS 漂白可 以与其他任何漂白过程相结合。 漆酶被认为是纸浆漂白最 具应用前景的一种酶。有报道， 漆酶与木聚糖酶协同处理纸浆， 其效果比单独使用漆酶更为有 效，因为木聚糖酶可以提高漆 酶-介体体系对纸浆中木素的 可及性。 Levlin等[30] 利用漆酶 /HBT 体系对松木 KP 浆和氧漂 KP 浆 进行脱木素，发现在介体 HBT 参与的作用下，漆酶能够降解木 素，使残余木素减少 ；同时木素 中的酚羟基减少，羰基和羧基增 加，对后续漂白过程起到活化作 用。 付时雨等[31] 研究了尾叶桉 硫酸盐浆漆酶 / 介体漂白系统。 结果表明，Panus conchatus 的纯 漆酶在介体 NHA（N- 羟基乙 酰苯胺）的存在下进行生物漂 白，可使纸浆卡伯值降低 30%， 碱抽提后，纸浆的卡伯值又降 低 13%。生物处理后再经过 2% 的 H2O2 漂白，纸浆的卡伯值降 低 56%，白度达 81%ISO。在漆 酶处理时加入表面活性剂可以 增加木素的溶出，提高纸浆的白 度，并且保持漆酶的稳定性。 冯文英等人[32] 研究了麦草 浆木聚糖酶和漆酶协同生物漂 白。结果表明，L-X-H比X-L-H （L 为漆酶）浆白度高、纸浆硬度 低，分别比对照浆 (H) 的白度高 3.9%ISO 和 3.0%ISO，因 此，用 L-X-H 漂序比 X-L-H 更有效。 在漆酶-介体脱木素过程中存 在一个氧化还原循环， 即漆酶 氧化介体形成小分子化合物自 由基，并扩散到纸浆中，然后与 纸浆中的木素反应使之降解。 漆酶-介体系统目前还处在研 究试验阶段，但已呈现出在纸浆 生物漂白和提高纸浆漂白质量 等方面的诱人前景 [33,34]。 6 结语 生物漂白技术在近几年发 展迅速，显示了它不同于其他漂 白方式的优越性。与传统的含 氯漂白方式相比，它能减少环境 的污染和化学漂剂的消耗，生物 漂白可以降解残余木素，作用周 期也较短。因此，生物漂白是非 常具有发展前景的漂白方式，为 实现生物无污染漂白的目标提 供了有利的条件。但木素的结 构非常复杂，并且在纸浆中木素 与聚木糖形成复合体紧密地附 着在纤维上难以除去，仅依赖于 一种酶的作用远远不够，可利用 木聚糖酶与木素酶共同作用，有 望完全降解掉纸浆中残留的木 素， 实现真正意义上的生物漂 白。另外，仍需不断开发新的途 径以获取更为有效的微生物和 酶，为制浆造纸工业带来更多更 新的发展机遇。 参考文献 ： [1] 张盆，胡惠仁，刘廷志 . 生物制浆的探 讨 [J]. 黑龙江造纸，2005（3）: 26-28. [2] 张爱萍，秦梦华，徐清华 . 白腐菌及其 酶在制浆造纸工业中的应用研究进 展 [J]. 西南造纸，2005，34(2): 20-22 . [3] Abdolreza N, Kyoji S, Tomoaki N, et al. Biobleaching of Kenaf bast fiber soda￾AQ pulp using white-rot fungus[J]. Tappi, 1998, 81(6): 179. [4] 付时雨，王萍，易杜芬，等 . 白腐菌预处 理对硫酸盐苇浆漂白的影响 [J]. 中国 造纸，2001(3) ：4-6. [5] 谢来苏 . 制浆造纸的生物技术 [M]. 化 学工业出版社，2003. [6] Viikari L, Ranua M，Kantelinen A, et al. Bleaching with enzymes, biotechnology in the pulp and paper industry[C]. Pro￾ceedings of 3rd International Conference on the Biotechnology in the Pulp and Paper Industry, Stockholm, Sweden, 1986 ：67-72