CN110747679B - 解淀粉芽孢杆菌多酶液/h2o2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法 - Google Patents

解淀粉芽孢杆菌多酶液/h2o2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，包括下述步骤：解淀粉芽孢杆菌多酶液制备；竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，洗涤除去杂质及尘埃；配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液；将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度近常温30～80℃，处理时间1～2h；竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质的去除率≥90%。本发明可高效的去除制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物等杂质，有利于竹材制浆药剂渗透及蒸煮的均匀性，提高竹浆产量和品质。

Description

解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的 方法
技术领域
本发明涉及净化制浆竹片表面抽出物杂质的技术方法，属于制浆造纸技术领域。
背景技术
制浆造纸工业是中国乃至世界经济的重要支柱产业之一，在我国经济飞速发展的同时，对纸的需求量会迅速不断的增加。由于在我国森林资源比较短缺和森林保护系列相关的法律政策的不断完善，以及造纸产业链中的废纸回收利用率比较低，木材资源的缺口很大程度上只能依靠进口来弥补，国家不得不花费大量的资金进口木材和木浆。竹林在我国被称为“第二森林”，占世界竹林面积的31.82％。中国是利用竹材造纸最早的国家，已有1700多年的历史。全球约有1200余种竹，中国约有39属600余种。竹浆造纸是我国林浆纸一体化发展战略的重要组成部分。然而，竹作为一种在我国分布广泛的植物自然资源，具有分布广、适应性强、生长快、成才早、经济价值高等特点，一次造林成功后，经过3～5年就可以年年砍伐，且持续几十年以致上百年。竹材的纤维素含量在40％～60％，其优良的制浆性能可与部分木材纤维比美，这些使其成为一种优良的非木材类造纸原材料。虽然竹材原料其木素含量介于针叶木和阔叶木之间，但竹材质地坚硬，表面含有一层糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质，导致竹材制浆不易渗透，不易蒸煮，不易控制渗透及蒸煮的均匀性。在碱法制浆中，抽出物中的树脂酸、脂肪酸能与碱反应，生产皂化物(硫酸盐法制浆时称为硫酸盐皂)称塔尔油或妥尔油。在酸法制浆过程中，由于这些抽出物只是被加热、软化成油状物，漂浮在浆水体系中，易粘附在浆池壁、管道内壁、流浆箱等地方，给生产过程及纸张质量带来不良影响，形成竹材制浆的“树脂障碍”。
本发明选取的选取的解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens) LSOl，在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCCNo.4260。解淀粉芽孢杆菌LSOl 菌株革兰氏染色阳性，芽孢中生，有鞭毛。在固体Luria-Bertani(LB)培养基上，37℃培养24h，菌落微黄色、隆起呈圆形，菌落表面干燥、褶皱，菌落边缘呈叶状，菌落不透明且正反颜色一致。菌株的最适生长温度为37℃，最适生长pH为7.0，可耐受1％～11％的NaCl。本技术发明将解淀粉芽孢杆菌LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化1～2h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，35～40℃溶菌lO～20min，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液。多酶液中主要的成分解淀粉芽孢杆菌LSOl漆酶可在pH值2.2～10.0范围内发挥作用。解淀粉芽孢杆菌LSOl产生的芽孢漆酶在碱性条件下具有极强的稳定性，在pH 9.0的条件下30℃保温10天后可保留初始酶活的68.56％。这一特点是绝大多数真菌漆酶所不具备的。解淀粉芽孢杆菌LSOl产生的芽孢漆酶的酶促反应温度范围较广，其最适温度为80℃，在50～100℃间可保持较高的活性，90℃时为最高酶活的 90.47％，即使在100℃的高温下仍可保持最高酶活的86.06％，真菌漆酶在此温度下基本完全丧失活性。解淀粉芽孢杆菌LSOl漆酶在高温下极好的稳定性在工业上具有很大的实际应用价值。漆酶催化氧化底物一般包括两种作用方式，第一种是底物分子直接与漆酶铜簇反应氧化成相应的激发态分子。然而有些底物不能由漆酶直接氧化，原因在于它们分子太大而不能渗透进入酶的活性部位，或者由于其氧化还原电位较高而不能被漆酶直接氧化。漆酶氧化底物的第二种方式是通过一些小分子的介体物质为媒介，漆酶先将小分子介体氧化成激发态，然后这些激发态的介体再与大分子的或氧化还原电位较高的底物反应。该方式也被称为漆酶-介体系统(LMS)。解淀粉芽孢杆菌LSOl漆酶先将介体H2O2氧化成羟基自由基(HO·)，同时被激发的电子与O2结合成超氧阴离子自由基(·O2 -)，最终羟基自由基和超氧阴离子自由基将制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质氧化为CO2、H2O等小分子物质，低成本、高效的去除了制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质，有利于竹材制浆药剂渗透及蒸煮的均匀性，进而提高竹浆产量和品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，以低成本、高效的去除制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质，有利于竹材制浆药剂渗透及蒸煮的均匀性，进而提高竹浆产量和品质。
本发明的技术方案为：
一种解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，依次包括以下步骤：
A、解淀粉芽孢杆菌多酶液制备；
B、竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，洗涤除去杂质及尘埃；
C、配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液；
D、将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度30～80℃，处理时间1～2h；
E、竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面脂肪、蜡质的去除率≥90％。
本发明所选取的解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)LSOl，在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCCNo.4260；所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液制备，是将解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10 混合活化1～2h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，35～40℃溶菌lO～20min，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液；所述的竹片备料，是将浆用竹材制成制浆竹片，竹片的尺寸为长15～30mm、宽10～20mm、厚3～8mm，并对竹片进行高频振动筛选，用高压水喷淋洗涤除去杂质及尘埃；所述的配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液，是根据需要按重量比解淀粉芽孢杆菌多酶液：30％含量的H2O2：H2O＝5：10：1000配制；经本方法处理后竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质的去除率≥90％。
制浆竹材表面存在一层糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质，导致竹材制浆不易渗透，不易蒸煮，不易控制渗透及蒸煮的均匀性，给制浆生产过程及纸张质量带来不良影响，形成竹材制浆的“树脂障碍”。本技术发明将解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化1～2h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，35～40℃溶菌 lO～20min，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液。多酶液中的主要成分解淀粉芽孢杆菌LSOl漆酶先将介体H2O2氧化成羟基自由基(HO·)，同时被激发的电子与O2结合成超氧阴离子自由基(·O2 -)，最终羟基自由基和超氧阴离子自由基将制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质氧化为 CO2、H2O等小分子物质，低成本、高效的去除了制浆竹片表面的糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质，有利于竹材制浆药剂渗透及蒸煮的均匀性，进而提高了竹浆产量和品质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：①解淀粉芽孢杆菌多酶液制备，将解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens) LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化1h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，35℃溶菌 20min，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液；②竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，竹片的尺寸为长15mm、宽10mm、厚8mm，并对竹片进行高频振动筛选，用高压水喷淋洗涤除去杂质及尘埃；③配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液，根据需要按重量比解淀粉芽孢杆菌多酶液：30％含量的H2O2： H2O＝5：10：1000配制；④将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度80℃，处理时间2h；⑤竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质的去除率 97％。
实施例2：①解淀粉芽孢杆菌多酶液制备，将解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens) LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化2h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，40℃溶菌 lOmin，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液；②竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，竹片的尺寸为长30mm、宽20mm、厚3mm，并对竹片进行高频振动筛选，用高压水喷淋洗涤除去杂质及尘埃；③配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液，根据需要按重量比解淀粉芽孢杆菌多酶液：30％含量的H2O2： H2O＝5：10：1000配制；④将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度30℃，处理时间4h；⑤竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质的去除率 92％。
实施例3：①解淀粉芽孢杆菌多酶液制备，将解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens) LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化1.5h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，37℃溶菌l5min，得到解淀粉芽孢杆菌多酶液；②竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，竹片的尺寸为长 20mm、宽15mm、厚5mm，并对竹片进行高频振动筛选，用高压水喷淋洗涤除去杂质及尘埃；③配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液，根据需要按重量比解淀粉芽孢杆菌多酶液：30％含量的 H2O2：H2O＝5：10：1000配制；④将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度50℃，处理时间 3h；⑤竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面糖类、树脂酸、脂肪酸等抽出物杂质的去除率95％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
A、解淀粉芽孢杆菌多酶液制备；
B、竹片备料，将浆用竹材制成制浆竹片，洗涤除去杂质及尘埃；
C、配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液；
D、将制浆竹片浸入净化处理溶液中，净化处理温度30～80℃，处理时间1～2h；
E、竹片滤除净化处理溶液后即可用于制浆，竹片表面脂肪、蜡质的去除率≥90%。
2.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，其特征在于：选取的解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）LSOl，在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCCNo.4260。
3.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，其特征是：所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液制备，是将解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）LSOl菌粉按重量比菌粉：水＝1:10混合活化1～2h，在混合溶液中加入l00mg/L的溶菌酶，35～40℃溶菌lO～20min得到的。
4.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，其特征是：所述的竹片备料，是将浆用竹材制成制浆竹片，竹片的尺寸为长15～30mm、宽10～20mm、厚3～8mm，并对竹片进行高频振动筛选，用高压水喷淋洗涤除去杂质及尘埃。
5.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化制浆竹片表面抽出物杂质的方法，其特征在于：所述的配制解淀粉芽孢杆菌多酶液/H2O2净化处理溶液，根据需要按重量比解淀粉芽孢杆菌多酶液：30%含量的H2O2：H2O＝5：10：1000配制。
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