酶处理对相思木KP浆氧脱木素影响的研究

作　者: 王玉秀
导　师: 童国林
学　校: 南京林业大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 氧脱木素漆酶/木聚糖酶体系木聚糖酶预处理与后处理
分类号: TS74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本课题通过将生物酶处理与氧脱木素结合,应用不同种类的生物酶及不同的组合方式来探讨酶处理对氧脱木素的脱木素率及碳水化合物降解的影响,其研究成果对提高氧脱木素效果及酶的工业化应用具有重要意义。论文对木聚糖酶体系的学位论文">漆酶/木聚糖酶体系（LXS）与常规木聚糖酶X对相思木KP浆进行预处理、及氧脱木素后处理的适宜工艺条件分别优选;研究了LXS及X对相思木KP浆预处理对氧脱木素工艺条件的影响;比较了酶处理对自制硫酸盐蒸煮高卡伯价相思木纸浆、及EMCC深度脱木素低卡伯价纸浆的氧脱木素影响、预处理方式及后处理方式对氧脱木素效果的影响以及四种酶体系——LXS、X、漆酶/介体体系（LMS）及耐高温木聚糖酶XHT对氧脱木素效果的影响;通过分析己烯糖醛酸对氧脱木素及酶处理的影响、通过SEM观察纤维的微观结构、以及HPLC分析酶解液的降解成分分析研究了酶处理对氧脱木素影响的作用机理。研究结果表明:1、LXS预处理低卡伯价相思木EMCC硫酸盐浆的适宜酶用量为7IU·g^-1;LXS预处理后浆料氧脱木素的适宜反应时间、最高反应温度及用碱量分别为60min、100℃和2.5%;利用LXS进行氧脱木素后处理的适宜反应时间及酶用量分别为2h和5IU·g^-1。2、X预处理低卡伯价相思木EMCC硫酸盐浆的适宜作用时间及酶用量分别为1.5h和4IU·g^-1;X预处理后浆料氧脱木素的适宜用碱量为2.5%;氧脱木素后X处理的适宜作用时间及酶用量分别为1h和4IU·g^-1。3、低卡伯价相思木EMCC硫酸盐浆氧脱木素后LXS及X处理的效果均优于预处理;X与LXS相比,X处理提高氧脱木素率和保护碳水化合物的作用不及LXS,但更有利于提高浆料的白度。4、自制相思木硫酸盐浆（高卡伯价）进行LXS预处理及后处理的适宜酶用量分别为7IU·g^-1和5IU·g^-1;X预处理及后处理的适宜酶用量分别为6IU·g^-1和4IU·g^-1。5、酶处理对自制相思木硫酸盐浆氧脱木素的影响比EMCC深度脱木素硫酸盐浆要更明显;经LXS后处理,浆料的氧脱木素率提高了11个百分点,粘度较单段氧脱木素相比几乎没有明显下降,白度提高了约4个单位;经X后处理浆料白度可提高约7个单位。6、从对氧脱木素的影响效果及经济可行性来看,四种酶体系中以XHT与氧脱木素结合进行后处理最为合适。7、Hex.A去除后酶处理对于提高氧脱木素率、保护浆料粘度及改善白度的作用明显下降;SEM观察到经过酶处理后纤维表面及横切面出现大量的裂隙及孔隙,其中以酶后处理最为明显,为后续漂白中化学药品的渗透和漂白降解产物的溶出创造条件。8、氧脱木素前后酶解液的HPLC分析结果显示,X处理液较LXS处理液具有较高的木糖含量,X处理对浆料中的木聚糖具有一定的降解作用。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1. 前言  8-11
  1.1 立题依据  8-9
  1.2 研究目的及意义  9
  1.3 研究内容  9
  1.4 本课题的创新之处  9-11
2. 研究背景  11-25
  2.1 制浆造纸工业的原材料  11-12
  2.2 国内外研究现状  12-13
  2.3 氧脱木素技术  13-17
    2.3.1 氧脱木素技术的发展  13
    2.3.2 氧脱木素的作用机理  13-15
    2.3.3 氧脱木素工艺的影响因素  15-16
    2.3.4 改善氧脱木素效果的方法  16-17
    2.3.5 氧脱木素的发展前景  17
    2.3.6 氧脱木素后续漂白工艺  17
  2.4 生物技术在纸浆造纸工业中的应用  17-18
  2.5 漆酶  18-20
    2.5.1 漆酶的组成和结构特征  18
    2.5.2 漆酶的催化氧化反应机理  18-19
    2.5.3 漆酶在生物制浆中的应用  19
    2.5.4 漆酶介体体系（LMS）在漂白中的应用  19-20
    2.5.5 木聚糖酶体系的学位论文">漆酶/木聚糖酶体系（LXS）  20
  2.6 木聚糖酶  20-23
    2.6.1 木聚糖酶的分类及结构  20-21
    2.6.2 木聚糖酶的酶学性质  21-22
    2.6.3 木聚糖酶的作用机理  22
    2.6.4 木聚糖酶辅助脱木质素的机理  22
    2.6.5 木聚糖酶在纸浆造纸工业中的应用  22-23
  2.7 己烯糖醛酸（Hex.A）的存在对脱木素的影响  23-25
    2.7.1 己烯糖醛酸的形成  23
    2.7.2 己烯糖醛酸的影响  23-24
    2.7.3 己烯糖醛酸的测定及控制  24-25
3. 材料与方法  25-28
  3.1 材料  25
    3.1.1 纸浆原料  25
    3.1.2 酶  25
  3.2 研究方法  25-28
    3.2.1 浆料的酶处理  25-26
    3.2.2 浆料的碱抽提  26
    3.2.3 处理液吸光度的测定  26
    3.2.4 处理液还原糖的测定  26
    3.2.5 抄纸  26
    3.2.6 各项指标的测定  26
    3.2.7 己烯糖醛酸含量的测定及去除  26-27
    3.2.8 扫描电镜（SEM）观察  27
    3.2.9 酶解液HPLC 分析  27-28
4. 结果与讨论  28-59
  4.1 漆酶/木聚糖酶体系（LXS）处理对低卡伯价相思木 EMCC 浆氧脱木素效果的影响  28-34
    4.1.1 LXS 预处理酶用量对降解木质素的影响  28
    4.1.2 LXS 预处理后氧脱木素工艺条件的优选  28-31
    4.1.3 氧脱木素后LXS 处理条件的优选  31-32
    4.1.4 LXS 预处理对氧脱木素、与氧脱木素后LXS 处理的影响比较  32-34
  4.2 木聚糖酶（X）处理对氧脱木素的影响研究  34-39
    4.2.1 X 预处理条件的优选  34-36
    4.2.2 X 预处理后不同用碱量对氧脱木素的影响  36
    4.2.3 氧脱木素后X 处理条件的优选  36-38
    4.2.4 X 预处理对氧脱木素、与氧脱木素后X 处理效果的比较  38-39
  4.3 LXS 与X 处理对氧脱木素效果的比较  39-40
  4.4 酶处理对高卡伯价相思木浆氧脱木素效果的影响  40-52
    4.4.1 漆酶/木聚糖酶体系（LXS）处理对高卡伯价相思木浆氧脱木素效果的影响  40-42
    4.4.2 木聚糖酶X 处理对高卡伯价相思木浆氧脱木素的影响  42-44
    4.4.3 酶处理对高卡伯价及低卡伯价相思木KP 浆氧脱木素效果的比较  44-46
    4.4.4 四种酶（体系）处理对氧脱木素效果影响的比较  46-52
  4.5 酶处理对相思木KP 浆氧脱木素机理的研究  52-59
    4.5.1 己烯糖醛酸（Hex.A）对酶处理效果及氧脱木素影响的研究  52-53
    4.5.2 酶处理及氧脱木素前后纤维表面的SEM 分析  53-57
    4.5.3 酶解液中糖类组分的研究  57-59
5. 结论  59-60
参考文献  60-62
详细摘要  62-64

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