JP3110758B2 - パルプ処理のためのセルラーゼの使用 - Google Patents
パルプ処理のためのセルラーゼの使用Info
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Description
使用に関する。
かの場合において不満足であり、これにより紙ラインの
能力は減少するであろう。パルプの排水性は、ショッバ
ーリーゲル試験(劣った排水を表す低CSF値)により、
又はカナダの標準フリーネス(Freeness)(劣った排水
を示す低CSF値)により普通に決定される。不満足な排
水は、特にパルプ化および乾燥プロセスをすでに経た再
パルプ化材料、例えば乾燥バージンパルプ、再循環繊維
又は故紙の場合において特に起こり得る。
55(カルトール)は、パルプ化中にセルラーゼおよびヘ
ミセルラーゼを用い改善された排水性能を記載する。特
開昭59−9299および特開昭63−59494は、故紙からイン
クを除去するため高pH(9以上)でパルプ化中、セルラ
ーゼの使用を記載する。
セスである、クラフトパルプ化はリグニンの95%を除去
するため、パルプのアルカリスルフェート蒸解を含む。
リグニンの残りの5%は、パルプに暗かっ色を与え、こ
れはUV光または酸化によりより暗くなる傾向にある。高
品質の紙に対して白色パルプを得るためには、かっ色の
色は塩素または二酸化塩素を用い多段階漂白プロセスに
より除去される。
るため、キシラナーゼを用いた酵素処理にパルプを委ね
ることが提案された(注、K.E.L.エリクソン、Wood Sci
ence and Technolgy 24,1990,79〜101頁;M.G.ペイシ
等、Biotechnol.and Bioeng.32,1988,235〜239頁;およ
びJ.C.ポミエル等、Tappi Journal,1989,187〜191
頁)。
グルカナーゼ活性を示すセルラーゼ調製品は、紙パルプ
の処理のため、特に漂白、叩解または脱インクプロセス
において使用するため、またはパルプの排水性を改善す
るため好都合に用いることができる。
量のエンドグルカナーゼを含みそして少量のセロビオヒ
ドロラーゼを含むか、または全く含まないセルラーゼ調
製品の使用に関する。
ルロース繊維中の低結晶化度の無定形領域を攻撃し、実
質的に結晶化度の損失をもたらさないセルラーゼを意味
するものと理解される。
ち、パルプ化プロセスにおいて用いられるセルラーゼ調
製品中のエンドグルカナーゼの含量が高い場合、パルプ
中のセルロース繊維に対する損傷は、相当量のセロビオ
ヒドロラーゼを有するセルラーゼ調製品を用いたときよ
りもより少ない。従って、少なくとも50%、特に少なく
とも90%(合計セルラーゼ蛋白質含量の重量%)のエン
ドグルカナーゼを含有するセルラーゼ調製品を用いるこ
とが好ましい。
明に従って用いることができる。微生物エンドグルカナ
ーゼは、経済的理由より好ましい。エンドグルカナーゼ
はパルプ化プロセスの条件で、特にpHにおいて活性かつ
安定でなければならない。
(Aspergillus)(特にA.ニガー(niger))、トリコデ
ルマ(Trichoderma)(特にT.ビリデ(viride)、T.レ
ッセイ(reesei)およびT.コニンギー(koningii))、
フミコラ(Humicola)(特にH.インソレンス(insolen
s)、米国特許4,435,307参照)、フサリアム(Fusariu
m)、特にフサリウムオキシスポラム(Fusarium oxyspo
rum)、マイセリオフトラ(Myceliophthora)、ファネ
ロカエテ(Phanerochaete)、ペニシリウム(Penicilli
um)、ゲオトリカム(Geotricum)および好アルカリ性
バシラス(Bacillus)(米国特許3,844,890)由来のエ
ンドグルカナーゼである。セルラーゼ調製品中に含まれ
るエンドグルカナーゼは、好ましくは単成分エンドグル
カナーゼであり、そしてより好ましくはセルロース結合
領域を含むものである。
ルカナーゼは、フミコラ インソレンス(Humicola ins
olens)、DSM1800由来の高純度の約43kDのエンドグルカ
ナーゼに対して発生させた抗体と免疫反応性であるエン
ドグルカナーゼである。そのようなエンドグルカナーゼ
の例は、添付した配列表ID#1に於て示されるアミノ酸
配列を有するものであるか、又はエンドグルカナーゼ活
性を示すそれらの同族体である。本発明において、語句
「同族体」は一定の特定の条件下(例えば5xSSC中で予
備浸漬し次いで20%のホルムアミド、5xデルハルト溶
液、50mMのリン酸ナトリウム、pH6.8および50μgの変
性音波処理した牛の胸腺のDNAの溶液中、約40℃で1時
間予備ハイブリッド形成し、次いで約40℃で18時間100
μMのATPを加えた同溶液中でハイブリッド形成す
る)、前記のエンドグルカナーゼをコードするDNAと同
じプローブにハイブリダイズするDNAによってコードさ
れるポリペプチドを意味するものと意図される。この酵
素の単離および調製は、同時係続デンマーク特許出願第
1159/90号に記載されている。
において助力するためにいかなるパルプにも適用でき、
あるいはその排水性を改善するため適用できる。これ
は、特に25を超えるSR値を有するパルプに対して興味が
あり、そして特に乾燥バージンパルプ、再循環繊維およ
び故紙の如き既にパルプ化されそして乾燥された物質の
再パルプ化に対して興味がある。セルラーゼ調製品で有
利に処理され得る他のタイプのパルプは、クラフトパル
プ、亜硫酸パルプ、またはサーモメカニカルパルプおよ
び他の高収率パルプである。
R)は、2g/のコンシステンシーを有する相同のパルプ
についてISO標準5267(パート1)に従って決定され
る。既知量のパルプを金属篩を通して排水せしめじょう
ごに入れる。じょうごは軸上の穴と側穴を有している。
側穴を通過する濾液の量を、目盛りをつけた容器中、シ
ュペル−リーグラー単位で測定する。
〜7)であり、この場合アスペルギルス(Aspergillu
s)、ファネロカエテ(Phanerochaete)、ペニシリウム
(Penicillium)、ゲオトリカム(Geotricum)またはト
リコデルマ(Trichoderma)エンドグルカナーゼが好ま
しい。または、プロセスpHは中性近く(例えば、pH6.5
〜9)でよく、この場合フミコラ(Humicola)、フサリ
アム(Fusarium)またはマイセリオフトラ(Myceliopht
hora)エンドグルカナーゼが好ましく、またはアルカリ
性(pH>9)であってよく、この場合アルカリ性バシラ
ス(Bacillus)エンドグルカナーゼが好ましい。
00〜10,000EGU(以下に定義する)のpH6でのセルラーゼ
活性に相当するであろう。パルプ化プロセスがアルカリ
性pH(7を超える)である場合、セルラーゼ用量は乾燥
パルプ1kg当たり100〜10,000CEVU(以下に定義する)の
pH9でのセルラーゼ活性に相当すべきである。
MC(ハーキュレス7LFD)を含有する基質溶液。分析すべ
き酵素試料を同じ緩衝液に溶解する。10mlの基質溶液お
よび0.5mlの酵素溶液を混合し、次いで40℃に温度設定
された振動粘度計(例えば、ソフラーゼル(フランス)
から入手可能なMIVI3000)に移す。1エンドグルカナー
ゼ単位(EGU)を、これらの条件下粘度を1/2に減少させ
る酵素の量として定義する。
レス7LFD)を含有する基質溶液を調製する。測定される
べき酵素試料を同じ緩衝液中に溶解する。10mlの基質溶
液と0.5mlの酵素溶液を混合し、次いで40℃に温度設定
された粘度計(ハーケVT181,NVセンサー、181rpm)に移
す。1セルラーゼ粘度単位を、これらの条件下粘度を1/
2に減少させる酵素の量として定義する。
って用いる場合、脱インクは脱インク化学薬品(例えば
水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、過酸化水素およ
び界面活性剤)の存在下、高pH(9を超える)でパルプ
化を行い、引き続きインク分離(例えば浮選および/ま
たは水洗により)によって行うことにより達成され得
る。本発明のこの態様は、特に有利である:何故なら、
セルラーゼ/エンドグルカナーゼは脱インクを改良する
ために役立ち、付随して排水を改良するのに役立つから
である。脱インクに対して用いられる高pHで、フミコラ
(Humicola)又はアルカリ性バシラス(Bacillus)由来
のエンドグルカナーゼを用いることが好ましい。
所望により引き続き温浸し(撹拌しながらまたは撹拌せ
ずにインキュベーションする)、酵素作用を継続させ
る。この処理中の温度は、一般に15〜80℃、典型的には
30〜50℃であろう。セルラーゼの作用(すなわち、パル
プ化およびもし行う場合温浸)の合計時間は、一般に30
〜180分であろう。
用できる。
いかなる場合も権利要求される発明の範囲を制限するも
のではない。
la)エンドグルカナーゼの使用 フミコラ インソレンス(Humicola insolens)、DSM
1800由来の約43kDのエンドグルカナーゼを、パルプ排水
に対する酵素の作用を研究する目的で、幾つかのタイプ
の製紙用パルプの処理のために用いた。
%のコンピューター用紙。脱インク化学薬品と共にまた
はそれなしで(それぞれWPC,WP) 2. 再循環ボール紙容器(RCC) 3. 漂白クラフト:松から製造(BK) 4. 未漂白サーモメカニカル:もみの木から製造(TM
P) 酵素処理 約43kDのエンドグルカナーゼの調製品を、7CEVU/mlに
希釈し次いで上記のパルプの各々に添加した(50gDS、
コンシステンシー3%)。酵素用量は1kgの乾燥パルプ
当たり2400CEVUであった。酵素処理は、7.5のpHでかつ
穏やかに撹拌しながら40℃で60分間行った。反応の進行
を監視するため、30分後試料を採取した。60分後、反応
を停止させるため冷水(+4℃)で0.5%のコンシステ
ンシーに希釈した。
ッパ−リーグラー(SR)値で与えた。真空下での排水時
間(DT)も測定した。
なし。
ドグルカナーゼ処理はSR値の著るしい減少をもたらしそ
して製紙において用いられるパルプの排水を著るしく改
善する。
n)装置を用い種々のパルプから製造しそして種々のパ
ラメーター(被壊長を含む)に対して測定した。酵素作
用による強度特性の減少は、表に示すように観察されな
かった。
Claims (20)
- 【請求項1】高含量のエンドグルカナーゼを含み、そし
て少量のセロビオヒドラーゼを含むかまたは全く含まな
い、製紙用パルプの処理のためのセルラーゼ調製品。 - 【請求項2】前記セルラーゼ調製品が、合計セルラーゼ
蛋白質含量に対して、少なくとも50重量%のエンドグル
カナーゼを含有する、請求の範囲第1項記載のセルラー
ゼ調製品。 - 【請求項3】前記セルラーゼ調製品が、合計セルラーゼ
蛋白質含量に対して少なくとも90重量%のエンドグルカ
ナーゼを含有する、請求の範囲第2項記載のセルラーゼ
調製品。 - 【請求項4】前記エンドグルカナーゼが、単成分のエン
ドグルカナーゼである、請求の範囲第1〜3項のいずれ
かに記載のセルラーゼ調製品。 - 【請求項5】前記エンドグルカナーゼが、pH4〜7に最
適pHを有し、そしてアスペルギルス(Aspergillus)、
ファネロカエテ(Phanerochaete)、ペニシリウム(Pen
icillium)、ゲオトリカム(Geotricum)又はトリコデ
ルマ(Trichoderma)株に由来する、請求の範囲第1〜
4項のいずれかに記載のセルラーゼ調製品。 - 【請求項6】前記エンドグルカナーゼが、pH6.5〜9に
最適pHを有し、そしてフミコラ(Humicola)、フサリウ
ム(Fusarium)、マイセリオフトラ(Myceliophthora)
株に由来する、請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載
のセルラーゼ調製品。 - 【請求項7】前記エンドグルカナーゼが9を超える最適
pHを有し、そしてアルカリ性バシラス(Bacillus)株に
由来する、請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載のセ
ルラーゼ調製品。 - 【請求項8】前記エンドグルカナーゼが、セルロース結
合領域を含むエンドグルカナーゼである、請求の範囲第
1項〜第7項のいずれか1項記載のセルラーゼ調製品。 - 【請求項9】前記エンドグルカナーゼが、フミコラ・イ
ンソレンス(Humicola insolens)、DSM1800由来の約43
kDのエンドグルカナーゼに対して発生させた抗体と免疫
反応性のエンドグルカナーゼである、請求の範囲第1項
〜第4項のいずれか1項記載のセルラーゼ調製品。 - 【請求項10】前記エンドグルカナーゼが、配列番号1
に示したアミノ酸配列を有するか、またはエンドグルカ
ナーゼ活性を示すその同族体である、請求の範囲第1項
〜第4項又は第9項のいずれか1項記載のセルラーゼ調
製品。 - 【請求項11】高含量のエンドグルカナーゼを含み、そ
して少量のセロビオヒドラーゼを含むかまたは全く含ま
ないセルラーゼ調製品により製紙用パルプを処理するこ
とを特徴とする製紙用パルプの処理方法。 - 【請求項12】前記セルラーゼ調製品が、合計セルラー
ゼ蛋白質含量に対して少なくとも50重量%のエンドグル
カナーゼを含有する、請求の範囲第11項記載の方法。 - 【請求項13】前記セルラーゼ調製品が、合計セルラー
ゼ蛋白質含量に対して少なくとも90重量%のエンドグル
カナーゼを含有する、請求の範囲第12項記載の方法。 - 【請求項14】前記エンドグルカナーゼが、単成分のエ
ンドグルカナーゼである、請求の範囲第11〜13項のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項15】前記エンドグルカナーゼが、pH4〜7に
最適pHを有し、そしてアスペルギルス(Aspergillu
s)、ファネロカエテ(Phanerochaete)、ペニシリウム
(Penicillium)、ゲオトリカム(Geotricum)又はトリ
コデルマ(Trichoderma)株に由来する、請求の範囲第1
1〜14項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項16】前記エンドグルカナーゼが、pH6.5〜9
に最適pHを有し、そしてフミコラ(Humicola)、フサリ
ウム(Fusarium)、マイセリオフトラ(Myceliophthor
a)株に由来する、請求の範囲第11〜14項のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項17】前記エンドグルカナーゼが9を超える最
適pHを有し、そしてアルカリ性バシラス(Bacillus)株
に由来する、請求の範囲第11〜14項のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項18】前記エンドグルカナーゼが、セルロース
結合領域を含むエンドグルカナーゼである、請求の範囲
第11項〜第17項のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項19】前記エンドグルカナーゼが、フミコラ・
インソレンス(Humicola insolens)、DSM1800由来の約
43kDのエンドグルカナーゼに対して発生させた抗体と免
疫反応性のエンドグルカナーゼである、請求の範囲第1
項〜第14項のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項20】エンドグルカナーゼが、配列番号1に示
したアミノ酸配列を有するか、またはエンドグルカナー
ゼ活性を示すその同族体である、請求の範囲第11項〜第
14項又は第19項記載の方法。
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