JPH0340887A - リグノセルロース材料の酵素脱リグニン - Google Patents

リグノセルロース材料の酵素脱リグニン

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JPH0340887A
JPH0340887A JP2163021A JP16302190A JPH0340887A JP H0340887 A JPH0340887 A JP H0340887A JP 2163021 A JP2163021 A JP 2163021A JP 16302190 A JP16302190 A JP 16302190A JP H0340887 A JPH0340887 A JP H0340887A
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Shyam S Bhattacharjee
シャム エス.バタチャージー
Hugh P Gallagher
ヒュー ピー.ガラジャー
John P Slocomb
ジョン ピー.スロコウム
A Kathleen Burris
エー.キャスリーン バリス
Doraine M Dewitt
ドレイン エム.デュイット
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術的分野] 本発明は第一に、リグノセルロース材料のリグニンをリ
グニン分解酵素(Iignlnolytlc enzy
mes )を用いて除去する酵素による脱リグニンの一
段法または多段法に関する。本発明はまた、リグノセル
ロース材料のリグニンをリグニン分解酵素とキシラナー
ゼ(にylanases)を用いて除去する酵素による
脱リグニンの多段法に関する。さらに詳しくは、本発明
はバルブおよび製紙産業に使用されるリグノセルロース
材料の酵素による脱リグニン法の改良法に関する。
[発明の背景] リグノセルロース材料(例えば木材)の主成分は、セル
ロース、ヘミセルロースおよびリグニンである。これら
の化合物は乾jt基準で木質植物のそれぞれ約35−5
0%、20−30%、20−30%を構成する。セルロ
ースは、直線状に配列したD−グルコーズ単位より成る
サッカローズポリマーである。木質植物では直線状のセ
ルロース分子は緊密に詰った繊維の束として配列されて
いる。ヘミセルロースは直線状および分岐状のサツカラ
イドのホモおよびヘテロポリマーで5ケおよび6ケの炭
素をもつ色々なPi類より成っている。これらの糖類に
は例えば、キジローズ、アラビノーズ、マンノーズ、ガ
ラクトーズやグリコーズが含まれる。これらの糖類のひ
とつのホモポリマーより成るヘミセルロースはそれぞれ
キシラン、アラビナン、マンナン、ガラクタンやゲルタ
ンと呼ばれる。ヘミセルロースはセルロース分子と繊維
束の架橋結合に関与する。
リグノセルロース材料のこの他の主要成分はリグニンで
ある。セルロースやヘミセルロースと同様にリグニンは
天然のポリマーであるがこれらよりもっと複雑である。
リグニンは一次的にはメトオキシレートされたフェニー
ルプロパンの単位より成っておりこれは、色々な炭素−
炭素やエーテル結合によってランダムに結合しており三
次元のマトリックスを形成している。このマトリックス
はセルロースの小繊維を包み、構成物に強度と剛性を与
える。このためリグニンはセルロース繊維を取囲みこれ
を束ねる天然の“セメント“の一種であると考えられて
いる。
紙は基本的に水素によって結合しているポリサッカライ
ド単位に、セルロースが結合して無秩序に配列された二
次元的網目構造を成している。木質植物ではセルロース
繊維はリグニンによって“セメント°され、秩序的に平
行に配列される。
それ°ゆえ、木質植物を製紙用に利用しようとするなら
ば、これを個々のセルロース繊維に分離し他のセルロー
ス繊維と水素結合出来るようにせねばならない。木質植
物材料の従来の処理方法では繊維を分離するには、機械
的に粉砕したり化学処理すなわちリグニン除去によって
精製したりあるいはこの両者の組合せが使われる。−繊
維の分離によって紙パルプ、すなわち木質繊維のスラリ
ーまたは懸濁物ができる。これらの繊維を絡みマット(
tarlgled mat)に付着させて紙ができあが
る。
機械的なバルブ化は木質繊維の物理的分離でありいわゆ
る高収率バルブが製造される。高収率はバルブ工程でリ
グニンを除去しないことにより、このためリグニンはパ
ルプに持込まれる。
化学的なパルプ化ではリグニンを分解する強い化学的酸
化剤でリグノセルロース材料を処理する。
化学的パルプ化はもっとも普通にはクラフト法(硫酸塩
法)、亜硫酸塩法、ソーダ法および改良亜硫酸塩法を使
っておこなわれる。これらの方法でリグニンのマトリッ
クスの大半を除去し、セルロース繊維を分離しパルプを
生成する。例えば、クラフト法(硫酸塩法)によるパル
プ化では残留リグニンは重量比でわずかに5−8%に過
ぎず、ちとのリグニン含有量を約1/3−115に減す
る。
熱機械的方法、化学灼熱機械的方法、化学機械的方法と
いうような組合せ方法によるパルプ化も使用されている
上述のパルプ化方法のいづれも暗色のパルプを生じる。
紙バルブにともなう色は殆ど排他的に残留リグニンによ
るものである。パルプの色の強さは残留リグニンの量と
その化学状態の両者に依存する。例えば、大部分のリグ
ニンがパルプ化で除去された化学パルプはとくに暗色を
呈するがこれは残留リグニンが広範に酸化され変化した
からである。
化学パルプ中に残留しているリグニンはとくに除去しに
くい。これは残留リグニンかヘミセルロース(例えばキ
シラン)や多分セルロースと共有結合をしているからで
ある。
この結合はある程度木質中に存在している。しかし大部
分は化学的パルプ化の過程で生じるものと考えられる。
例えば次の文献を見よ: Matsumot。
et al、、  −The Role ol’ Su
gars ReIlalnlnginResidual
 Lignin   、Pourth Interna
t)onaISymposium on wood a
nd Pulplng Chen+1stry。
Paris、 France、 April 1987
. Vol、2. pp、305−11;1verse
n et al、、  ’The Formation
 ol’ Lignin−Carbohydrate 
Bonds During Kraf’t Pulpi
ngFourth In−ternatlonal S
ymposium on Wood andPulpl
ng Cheraistry、 Paris、 Fra
nce、Aprjl 1987゜Vol、2. pp、
183−65:  Iversen andνanst
rom。
“Liginin−Carbohydrate Bon
ds in a ResldualLignin l5
olated From Pine Kraft Pu
lpHolzforschung、40.pp、19−
22  (198(i)。
紙には上質の白い紙から段ボール箱に使われる紙にいた
るまで多くのグレードがある。望ましい光沢をもった紙
製品を作るにはパルプは紙にされる前に光らせられねば
ならない。さらに上質の白紙は光やエージングによって
光沢が変化(すなわち黄色化)しないことが望まれる。
パルプは次の二つの方法のどちらかで光沢を与えられる
。第一の方法は、大半のリグニンが除去されないままそ
の発色団が破壊される。第二の方法は、はとんどすべて
のリグニンは(その発色団も含め)パルプから除去され
る。第一の方法は普通、大半のパルプを保持することが
高収率に必要とされる機械的パルプの光沢化に使われる
。第二の方法は普通、上質の白紙の製造に使用される化
学バルブの光沢化に用いられる。さらに光沢の変化がリ
グニンの含有量に比例することから、第二の方法によっ
て光沢化されたパルプによってのみ永久光沢紙(すなわ
ち黄色化しない紙)の製造が可能である。
光沢の質は一般にG、E、%、すなわち反射度のひとつ
、で測定される。パルプや紙製品のリグニン含有量は普
通、カッパー数であられされる。パルプの暗色はリグニ
ンの発色団によるが光沢度(G、E、%)はリグニンの
含有量(カッパー数)に直接的に比例しない。例えば、
漂白の工程ではリグニンの発色団を破壊しなくてもパル
プのカッパー数は25から15に減少するがパルプは目
立って光沢化されない。リグニンが除去されカッパー数
が約8ないし12以下に低下すれば、G、E、1%も相
当増大する。このように測定できる程の光沢を与えるの
にはリグニンを事前に充分除去しておくことが必要なの
である。
パルプに光沢をあたえる工程は漂白とみなされる。パル
プの漂白工程は普通多段工程である。光沢化は必ずしも
漂白工程のいづれかの段階にあたるとはみられていない
し、またその最初の数工程であるともみられていない。
光沢化は漂白の全工程のトータルでありその結果として
パルプは光沢か与えられかつ漂白されるのである。リグ
ニンの発色団を破壊する工程、リグニンを除去する(脱
リグニン)工程あるいはこれらの目的を達するための工
程は単独であれ多段駆出あれ、漂白工程と定義されよう
最も普通に用いられる漂白工程は、塩素または次亜塩素
酸カルシウム、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素など
の塩素含有化合物を使用する。これらの工程ではパルプ
の漂白に先立ち、リグニンの発色団を破壊するというよ
りむしろ、はとんどのリグニンを除去しておく。またそ
の第一工程で普通パルプを塩素化しアルカリ抽出をおこ
なう。
この工程により漂白が効果的におこなわれるが同時にき
びしい欠点もある。その第一はこれらの処理は激しいも
のなのでセルロースは相当劣化する。
この劣化の程度はパルプの粘度を測定すればわかる。セ
ルロースの鎖の長さが大きいほどパルプの粘度は高い。
紙は基本的にセルロース分子のもつれた塊であるから鎖
の長さの減少は紙製品の強度や引裂き抵抗を弱める。こ
のように、セルロース繊維の劣化を最小限にとどめる漂
白工程が好ましいO 塩素化抽出工程のもう一つの重大な欠点はこの工程から
きわめて腐食性で大量の塩素化されたリグニン分解物を
含有した排水が出ることである。
これらの塩素化有機物は有毒でありかつ突然変異誘発性
および/または発癌性が高い。従ってこの排水の処置は
深刻な破棄物処理上の問題を提出している。もう一つの
欠点はこの排水中の高腐食性の塩素化物は工場機械を腐
食するのでこの排水を他の製紙工程に循環使用すること
ができない。最後にこの排水の腐食性は工場従業員にと
って危険である。これらの理由から漂白に必要な塩素を
減少する代替漂白法が産業界で熱望されている。
従来の技術では漂白工程で過酸化水素、酸素、オゾンも
使用する。しかしこれらの工程では色々な欠点をともな
う。過酸化水素による工程で相当な脱リグニンをおこな
いクラフトパルプを漂白するときセルロース繊維は許容
量以上の劣化をうける。のみならず費用がかかる。酸素
やオゾンによる漂白でもセルロース繊維の劣化を生じゃ
すくさらにリグニンが劣化される。セルロースの劣化は
パルプの収率を低下させまた、パルプの粘度を低くし機
械的に弱い性質をもった紙をつくる。
以上述べたような漂白工程の色々の欠点を克服するため
酵素による非汚染的な漂白方法の開発が探求されている
。いくつかの微生物(a+icroorgan1sms
)はセルロースやヘミセルロースを破壊しないでリグニ
ンを変化させあるいは減少させる酵素を隠し持っている
。リグニンを減少させるこれらの微生物のうち最も広範
に研究されたものは白色の枯葉菌(white rot
 f’ungi)である。このうち最もよく研究されて
いるのはファネロケーテ・クリソスポリウム(Phan
erochaete chrysosporium)で
ある。しかしこの菌をパルプの漂白に直接使用するには
欠点がある。例えば次の文献を見よ:Tranand 
Chambers、  ”Deligniflcatl
on of’ anUnbleached  l1ar
dvood  Kraf’t  Pu1p  byPh
anerochaete chrysosporlun
   、  Appl。
旧crobiol 、Blotech−nol 、 、
 25.pp、484−90(1987)。
主な欠点は菌による脱リグニンは極めて遅く、満足すべ
き光沢を得るのに少なくとも7日を要する。
もう一つの問題は菌類はセルロースを劣化させるという
最も好ましくない副作用をもつ酵素も隠し持っているこ
とである。最後に、この方法は菌類が生存し得るという
限定された状態のもとでしかおこなわれないという点で
ある。実用的な酵素による脱リグニンに対するこれらの
障害をのりこえるために、菌そのものの利用よりもむし
ろ菌の培養による酵素の調製を利用することが探求され
た。
白色枯葉菌は多くの酵素と協同して、リグニンを完全に
劣化させ二酸化炭素と水とにすると考えられている。こ
の複雑なプロセスのメカニズムは今判ったところである
。酵素による脱リグニンの最初の反応はフリーラジカル
のメカニズムを経由して起こると考えられている。
白色枯葉菌ファネロケーテ・クリソスポリウムのもつリ
グニン分解系(11gnlnolyHc 5ystcv
)のいくつかの酵素はi!i離され少なくとも部分的に
識別される。リグニンパーオキシダーゼ(“LIP酵素
”)と呼ばれる酵素の一類のメンバーはいくつかのグル
ープによって記述されており、これは普通、直接に脱リ
グニンに最も関与すると考えられている。このリグニン
パーオキシダーゼはその活性のために過酸化水素を必要
とする。これらの酵素の脱リグニンの活性度は普通ベラ
トリル(veratryl)アルコール(3,4−di
Ilethoxy−benzylalcohol)をベ
ラトリルアルデヒド(3,4−diIlleth。
xybenzyl aldehyde)に酸化させる能
力で測られる。
このためベラトリルアルコールはリグニンのモデル化合
物として一般技術上で使用されておりその酸化はリグニ
ンを減少させる酵素(“リグニナーゼともいわれる)の
存在の診断となる。
もう一つのファネロケーテ・クリソスポリウムの酵素で
脱リグニンの工程に関係すると最近示唆されているのは
2価のマンガンに依存したパーオキシダーゼ(これは“
NADH−酸化パーオキシダーゼとしても知られている
)であり以下“MnP ”と略す。LiP酵素と同様に
MnP  は過酸化水素を必要とするがその名前から示
唆されるように、これは2価のマンガンを必要とする。
MnPはりゲニンのモデル化合物であるベラトリルアル
コールを酸化しない。しかし 2.2°−azino−
bls(3−ethyl−6−benzothlazo
linesulronate) (これは(“ABTS
”)と記す)やフェノールレッドなどのいくつかの染料
を酸化する。“ABTS−については次の文献を参照:
 Glenn and Gold。
“Purll’1catlon And Charac
terization Of’^nExtracell
ular Mn(II)−Dependent Per
oxidaseFrom The Lignin−De
grading Basi−dlomycete。
PhanerochaeLe chrysosprol
uIl、  Arch。
111ocheI1. Blophys、、 242(
2)、pp、329−41(1985)。
フェノールレッドの酸化はMnP  の活性度の測定に
普通に使われている(文献: Kuvahara et
 at、。
5eparat1on And Characteri
zation or Tw。
Extracellular H2O2−Depend
ent 0xidases Pron+L1gn1no
tyic Cu1tures O「Phaneroch
aetechrososporl■、PEB5 Let
t、、189(2)、pp、247−50(1984)
)。
リグニン分解系におけるMnPの“本当の”機能は、あ
るとしても現在まだはっきりしていない。
しかし最近、MnPがLIP#素が必要とする過酸化水
素をリグニン分解反応中に発生する点で関与している、
という仮説がおこなわれている。この仮設は過酸化水素
がMnPによるNADHの酸化の際の副産物として生成
するという最近の発見によって部分的に鼓舞されている
(文献: Asada et al、。
“^n Extracelfular NADH−Ox
idizing PeroxldaseProduce
d By A Ljgnln−Degrading B
a5idlotaycete、Phanerochae
te chrysosporIutx  、 J、 F
erment。
Tech−not、、 65(4)、99.483−8
7 <1987))。
ファネロケーテ・クリソスポリウムからもたらされたど
の酵素製剤が木質バルブ中のリグニンの変異および/ま
たは劣化に効果があるか、という点については技術的に
混乱がみられる。
フアーム等(Parrell et al、)の米国特
許4.6g7,741は (1)ファネロケーテ・クリ
ソスポリウムの突然変異M 5CR6から純粋にとりだ
されたリグニン分解酵素、(2〉ファネロケーテ・クリ
ソスポリウムの突然変異種5C2Bおよび(3)これら
の純化された酵素を使って木質パルプ中のリグニンを劣
化させ変異させる方法に関する。フアーム等の米国特許
4.887.745はファネロケーテ・クリソスポリウ
ムの種であるSC2[iから得られた酵素を使って機械
バルブの強度や光沢安定性を強化する方法に関する。フ
アームの米国特許4,690.B5はファネロケーテ・
クリソスポリウムの種である5C2Bから得られた酵素
を使ってクラフトパルプの漂白をおこなう方法に関する
フアームの特許とは反対にピッカリ等 (Viikari et al、)は’Applica
tion ol’ Enzymes)n Bleach
ing  、 Fourth Internation
alSymposiurAon Wood and P
ulping Chemistry。
Paris、France、April  1987.
Vol、1.pp、151−54(以下ピッカリ I)
で次のように述べている:“ピー、ラヂアタ(P、ra
dlata)とピー、クリソスポリウムのりグニナーゼ
(llgnlnases)は松のクラフトパルプについ
ては対照の緩衝処理と比較してとくに効果はなかった。
リグニナーゼ処理をした後のそのカッパー数と光沢度は
対照のものとほとんど同じであった。これらの数字は、
余分の細胞状のりグニナーゼの反応はリグニンを劣化さ
せるよりむしろさらに重合をすすめるという最近の結果
と一致している一一一一 ピッカリ !の153頁の左の欄の一番上の節(引用は
略)。ピッカリ 1では何故リグニナーゼ処理が効果な
かったかについては、なんら示唆していない。
本発明は第一の態様として、ファレル特許ともピッカリ
 1 とも基本的に異なったリグニン分解酵素を用いて
酵素によるリグノセルロース材料を脱リグニンする新規
な方法を開示する。
クラフトバルブの残留リグニンがヘミセルローズと架橋
結合をしているという報告と一致しているが、いくつか
の報告では脱リグニン、光沢化および/または機械的性
質の改善された紙を製造しうるバルブを生産することを
目的として、ヘミセルロース(例えばキシラナーゼ(x
ylanase))を用いたウッドバルブの処理に言及
している。これらの文献ではへミセルラーゼ(hesl
cel Iulases)  はヘミセルロースの劣化
による脱リグニンに影響を及ぼし、このため裂解したヘ
ミセルロースとそれに架橋結合をしているリグニンを抽
出させることを示唆している。例えば次の文献を見よ:
Vilkar l ; Pa1ce et at、  
“旧eaching HardwoodKraft  
pulp  with  Enzymes  from
  C1oned  5ysteo+s、Procee
dings: 74th Annual Meetin
g orthe Canadian  Pu1p & 
Paper As5ociat1on、 Montra
l、 Cana−da、 January 198g、
 pp、 A133−3[i;Chauvet et 
al、、  ”As5istance 1n theB
IeachingorNever−Dried Pu1
ps by the Use of Xylanase
s、Con5equences on Pu1p  P
ropertles  、FourthInterna
tional  5yBosiui  on  Woo
d  and  PulpChemistry、  P
aris、France、  April19g?、 
 Vol、2゜pp、 325−27; Noe et  al、、  ’Action of’
 Xylanases onCl+eiical Pu
1p Fib−ers  、 J、 Wood、 Ch
eIIl。
Technol、、6. pp、1[17−84(19
8B);Vilkarl etal、、  ”Blea
ching with EnzymesProceed
ings: Th1rd International
 Conferenceon Biotechnolo
gy in the Pu1p and PaperI
ndustry、Stockholm、Sweden、
June  1986、pp。
87−69;  Prenehpatent  2.5
57,894;Unlred  5tates  pa
tent  2,260,307゜上述のごとくピッカ
リ 1はへミセルラーゼやりグニナーゼを用いたウッド
バルブの処理について言及している。さらにピッカリ 
1は硬水と軟木の未漂白クラフトバルブの両者について
ヘミセルラーゼを用いた処理につづきリグニナーゼを用
いた処理をすることについて言及している。しかしヘミ
セルラーゼ−リグニナーゼの連続処理は、単なるヘミセ
ルラーゼ処理に比べて有意に大きな脱リグニンを生じな
いことを報告している。
本発明は第二の態様として、リグニナーゼとキシラナー
ゼを連続して用いるリグノセルローズ材料の脱リグニン
方法を開示する。思いがけないことであるがピッカリ 
lの教示と反対に、本発明の方性ではりグニナーゼやキ
シラーゼを単独で用いた処理に比べて有意な脱リグニン
が達成される。
[発明の要約] この発明はリグニン分解酵素またはリグニン分解酵素と
キシラナーゼを用いてリグノセルロース材料の効率的な
脱リグニンをおこなう実用的方法に関する。
したがって、この発明のひとつの目的は、従来の塩素漂
白段階に伴われる腐食性の汚染排水を生成する事無く、
脱リグニンされ光沢のあるリグノセルロースバルブを生
成する方法を提供することである。
この発明の他のひとつの目的は、従来のバルブ漂白によ
って製造されたものに比して改善された光沢度安定性を
示す紙を製造できるような、漂白されたリグノセルロー
スパルプを生成する方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、強度の優れた紙を製造でき
るような高い粘度をもつ漂白されたリグノセルロースパ
ルプを生成する方法を提供することである。
他の一つの目的は、各工程および洗浄工程での排出演が
、他の工程でのバルブの洗浄用に循環使用できる酵素に
よる漂白方法を提供することである。
さらに本発明の目的は、一つもしくはそれ以上のリグニ
ン分解による脱リグニン工程を含み、その第二の態様と
して従来の一つもしくはそれ以上の漂白工程と同様に一
つもしくはそれ以上のキシラナーゼによる脱リグニン工
程を含む、多段工程の漂白方法を提供することである。
本発明のこれらの目的、その他の目的および利点は以下
の詳細なる説明および請求範囲で明らかであるが、本発
明の第一の態様はリグニン分解酵素製剤を用いて低濃度
の安定状態にある過酸化水素の存在のもとでリグノセル
ロース材料を処理することである。この態様の好ましき
方法のひとつは次の試薬の少なくとも一種類もまた存在
することである: Mn(II); α−ヒドロキシ酸
;非イオン洗剤または両性イオン洗剤;および/または
リグニン分解酵素の基質として用いられる置換芳香族ア
ルコール。
第二の態様において、本発明の目的と利点は分離された
培養器のなかでリグニン分解酵素製剤およびキシラーゼ
製剤を用いてリグノセルロース材料を処理することであ
る。この態様の好ましい方法のひとつはリグニン分解酵
素を使った培養を、低濃度の安定状態にある過酸化水素
の存在のもとでおこなうことである。この態様のさらに
好ましき方法はリグニン分解酵素で培養する間、次の試
薬の少なくとも一種類もまた存在することである:Mn
(II);α−ヒドロキシ酸;非イオン洗剤または両性
イオン洗剤;および/またはリグニン分解酵素の基質と
して用いられる置換芳香族アルコール。
本発明の好ましき態様は、リグニン分解酵素またはキシ
ラナーゼを用いた培養につづいてリグノセルロースバル
ブがアルカリ抽出されついで水で洗浄される(すなわち
各々の酵素脱リグニン工程の後で)ものであることであ
る。抽出を任意に伴う酵素脱リグニンの工程は、本発明
による酵素脱リグニン方法の一工程である。
[発明の詳細な説明] 本発明は第一の態様として、リグニン分解酵素を用いて
リグノセルロース材料を酵素で脱リグニンする新規な一
段法または多段法に関する。第二の態様として、本発明
の方法は少なくとも一つのリグニン分解酵素処理工程と
、少なくとも一つのキシラナーゼ処理工程とより成る。
本発明の方法はまたリグノセルロース材料の光沢化をも
たらす事が出来る。
本発明の第二の態様の重要な思いがけない内容は、キシ
ラナーゼまたはりグニナーゼ単独で処理する時より大き
な脱リグニンを達成するために、キシラナーゼとリグニ
ン分解酵素を別々の培養器にいれてリグノセルロース材
料を処理せねばならない、ということである。このこと
は何度も繰返したテストの結果、リグニン分解酵素とキ
シラナーゼを同一の培養器にいれてリグノセルロース材
料を処理すると、リグニン分解酵素単独で処理した時よ
り低い脱リグニンをもたらしたことから結論された。
ここに使用される“酵素脱リグニン工程“という言葉は
、リグニン分解酵素またはキシラナーゼのどちらかをと
ともにリグノセルロースキオ料を培養する工程より成る
工程をいう。本発明による酵素脱リグニン工程は、リグ
ニン分解酵素またはキシラナーゼを用いる培養工程につ
づきさらに抽出および/または洗浄する工程より成る。
“リグニン分解酵素処理工程”とはリグノセルロース材
f4をリグニン分解酵素製剤とともに培養する工程より
成る脱リグニン工程である。“キシラーゼ処理工程°と
はリグノセルロース材料をキシラナーゼ製剤とともに培
養する工程より成る酵素脱リグニン工程である。
リグノセルロース材料 本発明の方法に用いる好ましいリグノセルロース材料は
木材バルブである。例としては、周知の亜硫酸塩法、硫
酸塩もしくはクラフト法、ソーダ法および変性亜硫酸塩
法によって製造されたような木材バルブである。本発明
の方法は軟水バルブと硬水バルブの両方の有意性のある
脱リグニンをもたらす。本発明は特に、酵素脱リグニン
が上白を容易にもたらすほど未処理バルブのカッパ数(
kappa nuIIber)がすでに低いような硬水
クラフトバルブの漂白に有用である。
本発明の第一の実施態様に係るリグニン分解画素を用い
た処理において広範囲なりラフト処理C1よって生ずる
軟木バルブ(漂白前カッパ数8を4する)の有意な漂白
も観察されている。しかし、標準的クラフト方法によっ
て生ずる軟水バルブ【:非常に高いリグニン含量と、少
なくとも2oの漂C前カッパ数とを有する。リグニンが
除去された釈果、光沢度が相当に増加する前にカッパ数
は杓ないし12以下に低下せねばならないので、これら
の高いカッパー数のバルブを用いる本発明の第一の態様
による一段または二段工程で達成される肪リグニンの程
度は有意な光沢化をもたらすには夫分ではない。しかし
三またはそれ以上の酵素脱リグニン工程より成る第一の
態様による方法は南剖産の軟木クラフトバルブを充分に
脱リグニンしその結果、測定可能な光沢化をもたらした
本発明の第二の態様による方法で、三つのリグニン分解
酵素処理工程と一つのキシラナーゼ処理工程の四段工程
より成る方法では高いカッパー数(すなわち20以上)
の軟水パルプを充分に脱リグニンしてその結果、有意な
光沢化をもたらすことが出来る。
出廟人は、本発明の実用上の利益として、リグノセルロ
ース材料は完全に脱リグニンされる必要のないこと、ま
たは測定可能な光沢化さえ必要でないことを強調する。
本発明の方法によって達成されるリグノセルロース材料
の部分的な脱リグニンは、そのバルブを完全に脱リグニ
ンしかつ漂白するに必要な漂白剤の量を減少するという
利益を有するであろう。その結果、漂白工場の排水中の
塩素化有機物レベルは減少するであろう。
機械バルブ、熱機械バルブや化学熱機械バルブの酵素脱
リグニンも考えられる。これらは、利用して良い利益の
あるリグノセルロース材料の一部をリストしたに過ぎな
い。例えば技術的に未知である・方法で製造されたバル
ブの使用も排除されない。
さらに、本発明の脱リグニン方法はバルブ形成に有益な
効果を有するので、不完全パルプ化リグノセルロース材
料の脱リグニンと増白が同様に予期される。かかる部分
的にパルプ化されたリグノセルロース材料が本発明によ
って脱リグニンされるならば、これに付随して、直接製
紙に使用するに適したバルブを減少させるであろう。
本発明の方法によって脱リグニンされたリグノセルロー
ス材料はリグニン分解酵素またはキシラナーゼを用いて
酵素脱リグニンをおこなう前に洗浄またはその他の処理
をおこなうことが出来る。
使用されるリグノセルロース材料が化学バルブであると
きは、洗浄工程はとくに有益である。本発明の好ましい
態様では、化学バルブは酵素処理に先立ち水で広範に洗
浄される。化学バルブはまた、エチレン・ヂアミン四酢
酸(“IEDTA” )(5−100a+M)またはヂ
エチレントリアミンペンタ酢酸(’DTPA’ )(0
,0l−100a+M)のような希薄なキレートで洗浄
することも出来る。ついでリグノセルロース材料は酵素
脱リグニンに先立ち水で広範に洗浄される。酵素脱リグ
ニンに先立ちリグノセルロース材料を希薄な酸、例えば
10〜200mMの酢酸、で洗浄することも有利である
。これらの洗浄工程出のバルブ・コンシステンシは普通
0.1−10.0%であろう。
加工工程以前にリグノセルロース材料の加熱を含む可能
性のあることを発明者は認識している。
この可能性が実施されるときは、リグノセルローズ材料
をその脱リグニン反応に添加されるに先立ち冷却し、活
性なリグニン分解酵素またはキシラナーゼが熱によって
不活性になることを防ぐ必要がある。
リグニン分解酵素製剤およびキシラーゼ製剤0腐れ菌、
褐色腐れ菌(brown rot f’ungl)また
は乾腐病菌(dry rot fungi)に由来する
リグニン分解酵素製剤が本発明のために有用であろう。
これらの天然生成菌の変異菌株に由来する酵素も、特に
変異菌株が目的のリグニン分解酵素の産出量を増加させ
るために選択された菌株である場合に、有用であろう。
白腐れ菌に由来する酵素の使用が好ましい゛。フ7ネロ
ケーテ・クリソスポリウムに由来する酵素の使用が特に
好ましい。この菌の軸向なる菌株も用いることができる
が、好ましい菌株の例には5C26[ノザン リージョ
ナル リサーチ ラボラトリ−(Northern R
egional Re5earchLaborator
y)  (NRRL) #  15978] 、 ME
−446[アメリカン タイプ カルチャー コレクシ
ョン (Aserlcan  Type  Cu1tu
re  Co11ect1on)  (A  T  T
C) # 34541]およびVKM−F−1767(
ATTc> #  24725)がある。
菌(rungi)またはバクテリアのいづれかから作ら
れたキシラナーゼ製剤は、この発明の目的に対して有用
である。エンドキシラナーゼ(endoxylanas
e)より成るキシラナーゼ製剤が好ましい。
キシラナーゼの原種として使われる特殊な微生物は本発
明の一部を形成していない。むしろキシラナーゼを製造
するために見つけ出された微生物、好ましくはエンドキ
シラナーゼ、が本発明の目的にたいして有用であろう。
かかる微生物の多くは技術上既知である。次の文献を見
よ: Ba5tavde、  ’5tuclles on X
ylanase rrot* ChalniaSp、 
  、doctoral  thesls(in  b
lochemistry)。
University  of  Poona、Dlv
ision  ofBiocheIIllcalSci
ences、National  Chemical 
 Laboratory、Pune−411008、I
ndla、pp、  9−39−37(1987)(“
theBastawde  thesis  ″ );
Dekker 、   “ Biodegradati
on  of the)1emlcelluloses
   、in  Biosynthesis  and
BiOdegradatiOn ol’ Wood C
oa+ponents、AcademicPress、
NY、pp、505−33(1985)。
菌種として中でも次のものからのが有用である:Asp
ergl 11US、Chaet011+Iu+I、5
pOrOtriehufll。
Sclerotlum、5chizophyl Iuf
fi、TrlchodermaおよびThera+oa
scus o中でもとくに有用な菌種は次のものである
: Asperglllus ochraceus、Asp
ergillus niger。
Aspergillus  awaIIIorl、sp
orotr1chumdia+orphosporum
、Schizophyllum radiatui。
Trichoderia reesei、Tricho
derma harzianumおよびThermoa
scus auranttaeus 。
有用なバクテリア種には Chainia※St re
ptomyces 、 Baci I lusおよびC
l08tridiufllからつくられた菌が含まれる
。中でも特に次のバクテリア種は有用であると信じられ
る: Streptomyces olivochromog
ens、Bacillussubtilus、Baci
llus stearothermophilus。
Clostrldium thermocellumお
よびCIostridlumacetobutyljc
ium 。
(※C11alnjaという属はSt reptoiy
cesという属の新しい同義語(junior 5yn
onyra)となり、それに含まれる種の名は再検討さ
れるべきだ、という意見か最近提出された。
Goodfellov eL al、、“Transl
’er or’ ChainiaSpecies to
 the Genus 5treptoIIlyces
 withEmended Description 
of’ 5pecles  、5ysteI1.App
i、旧crob1o1.,8.p1)、55−60(1
98B)参照。
この提案を是認して、アメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション(Araerican Type Cu
1tureCot faction)はChainia
種の大部分をst rcpton+yccs属へ再分類
した。ノーザン◆レジオナル・リサーチ・ラボラトリ(
Northern RcgionalResearch
 Laboratory)はその提案に対し明らかに不
賛成であり、Chainia種を再分類していない。)
キシラナーゼを生産するが、セルラーゼ(eel Iu
lases)を生産しない種(5trains)が好ま
しい。
Chalnia種および、さきにChainfa属に属
すると分類されたStr’eptIIlycesi’l
はキシラナーゼ製剤の原種としてとくに好ましい。
上記された属および種からの多くの種は公的な微生物寄
託所で人手できる。有用な種(すなわちキシラナーゼを
つくるような種)は微生物を培禿し、表面に浮かぶ細胞
外培養物を集め、既知の技術手順によってキシラナーゼ
活性物(xylanaseactivity)をスクリ
ーニングする、という単純な方法で同定される。次の文
献を見よ: Khan et  at、、 ”As5ay ofXy
lanase andXylosldase Acti
vities in Bacterial andPu
ngal Cu1tures  、Enzyme Mi
crob、Technol、、8゜1)I)、373−
77(198B>。
われわれはキシラナーゼ活性物としてアメリカンOタイ
プ・カルチャー・コレクションから得られた16種のS
treptomycesおよびChalnlaの種をス
クリーニングした。略3つでキシラナーゼを製造するこ
とが見いだされた。
ATTCから入手した凍結乾燥された微生物をATTC
の推奨した媒体(ATCCMedla $5; これは
以下″胞子形成媒体1という)のなかで26℃で150
rpmに設定した回転撹拌器上で培養した(5(1ml
の胞子形成媒体を250m1のエルレンマイーヤーフラ
スコにいれた)。充分な生物量が培養されたのち(約二
週間)、10%(5ml)の接種材を250m1  の
エルトンマイヤーフラスコ中にいれた50m13x胞胞
子形成体(媒体は3倍の高濃度の溶質を含有)中にいれ
7日間26−30℃で150rp−に設定された回転撹
拌器上で培養した。7日間の培養の後、各培養物からの
それぞれ10%(5ml)の接種材を3%キシラン発酵
媒体(3%Larehvood Xylan;51g5
a chemical Co。
$X3875と1%イースト抽出物(Dlfeo)を生
水中にいれたもの)(Set A )と5%Wheat
 Bran Media(12,5%Po5t Nat
ural Bran Flakes (40%whea
tbran)と 1駕のイースト抽出物(Dirco)
を生水中にいれたもの)(SetB)の中にいれた。
3%のキシラン発酵媒体(Set A)中の培養物を2
501のエルトンマイヤーフラスコ中で30℃で22O
rpmlこ設定された回転撹拌器の上で培養した。
試料の一部(アリコー) ; allquot)(3m
l)を接種後3ないし8日目にそれぞれSet A培養
物より取り出した。
5X Wheat Bran Media (Set 
B)中の前記培養物を250m1のエルレンマイヤー・
フラスコ中で26℃で150r9■に設定された回転撹
拌器の上で4日培養した。培養4日目に、Set Bか
らのそれぞれの培養物の10%(5ml)の接種材を3
%キシラン発酵媒体へ防腐処置をして移し、25hlの
エルレンマイヤー・フラスコ中で30℃で220rp−
に設定された回転撹拌器の上で培養した。前記試料の一
部を接種後3ないし8日目にそれぞれSat B培養物
より取り出した。
前記試料の一部を70 x gayで20分間室温で遠
心分離して、その上澄みを後述のようにキシラナーゼ活
性について分析した。キシラナーゼ生成は種により異な
った日にピークを示すので、活性度は接種後世なくとも
3ないし8日目に分析することが重要であることに注意
せよ。
Set Bはキシラナーゼ生成を誘発するといわれてい
るので5% Wheat Branの媒体中で培養した
次の文献を見よ: 5rlnlvasan et al、  ”5tudl
es on XylanDegrading Enzy
IIes from eha1nia’ 、Biote
chnol。
Lett、、6.pp、715−18(1984)。
しかしキシラナーゼの活性度については、Set^とS
et Hの培養の間に有意な差は見られなかった。
上に述べたスクリーニングの記録の各々を使って、我々
はキシラナーゼを生成する可能性のある10種の種を同
定した。種の分類は、4〜8日のいづれかの日に20 
/ mlより大きなキシラナーゼ活性度が認められたら
この種は陽性生成種であるとした。10種の陽性生成種
(およびそのATCC管理記号)は次の通りである: Streptog+yces  5clerotlal
us  (ATCC15B9B);Streptomy
ces flavlsc!eroticus (ATC
C19347);Streptomyces ruml
gatlsclerotlcus(ATCC19345
);Streptomyces m1nutjscle
rotlcus(ATCC17757);5trept
oa+yces  niger  (ATCC1775
6);5treptoa+yces  ochrace
iscleroticus(ATCC15814);S
treptomyces  poonensis  (
ATCC15723)。
5treptoIlyces  roseiseler
oticus  (ATCC17755);5trep
torayces sp、 (ATCC27946);
およびChalnla  hygroatrocyan
ea  (ATCC439B2)。
上記の10種の陽性生成種に加えて、三種の種をキシラ
ナーゼの限界生成種(marginal produc
ers)として同定した。種の分類は、4〜8日のうち
最も高くキシラナーゼを生成する日に 1〜2 U /
 mlのキシラナーゼ活性度が認められると、これを限
界生成種とした。三種の限界生成種(およびそのATC
C管理記号)は次の通りである:5treptotiy
aes olivaceisclerotieus(A
TCC15722および15897)および 5treptoIlyccs purpurogeni
sclerotjcus (ATCC1934g)。
16種をスクリーニングしたうち非生成種(negaN
ve producers)はわずか3種であった0種
の分類は、4〜8日のうち最も高くキシラナーゼを生成
する日にl U / m1未満のキシラナーゼ活性度が
認められると、これを非生成種とした。非生成種(およ
びそのATCC管理記号)は次の通りであるStrcp
tomyccs ruber(ATCC17754);
Strcptomyees violens(ATCC
1589g):およびChainia yaxlane
sls(ATCC43139)。
キシラナーゼ包含(endo−xylanase)の原
種として最も好ましいものはChainia sp、[
NCL 82−5−11(ATCC5H12)である。
その種のもつキシラナーゼ■はキシラナーゼIよりも好
ましい。Chainlasp、[NCL 82−5−1
]の5ミセルラーゼ(1+ei+1eel Iulas
es)はBa5tavdeの論文および5rjnlva
san等 ’5tudies on Xylan De
gradingEnzymes f’roIIChai
n1a  、Bioteehnol、Lett、、[i
pp、715−18(19g4)の中で議論されている
。さらにその種の特長については次の文献を見よ:5r
1nivasan等“lligh Activity 
ExtracellularGlucose(Xylo
se)Isomerase from a Chinl
aSpecies   、Blotechnol、Lc
tt、、5.pp、611−14(1983) 。
Vartak等″Characterization 
of ExtracellularSubstrate
  5pecific  Glucose  and 
 XyloseIsoierases  or Ca1
nia   、Btotechno+、t、ett、、
e。
pp、493−94(1984) ;およびPavar
等”Purjrjcation and Charac
terjsatjonof Glucose(Xylo
se)IsoIIerase  f’rom  Ca1
nia  sp。
(NCL  82−5−1)’  、BIochem、
BIophys、Res、Co■un、、155、pi
)、411−17(J988)。
このChainia gの有利な点はセルラーゼも生成
しないことである。それ故、細胞外培養基を分別してい
ない媒体またはその濃縮物を使用してもセルラーゼの有
害な影響(すなわちバルブ粘度を低下させパルプの収量
を高める)を引起すことはないという点である。
通常、希望するリグニン分解酵素またはキシラナーゼは
微生物によって細胞外培養基中に分泌される。この細胞
外培養基はついで回収され、所望の濃度と酵素純度を達
成するよう加工される。培養条件と回収ni間は回収さ
れた酵素の活性度の全量に影響を及ぼす。もし色々なキ
シラナーゼあるいはリグニン分解酵素のひとつが存在す
るなら、その各々の相対比率も同様に影響をうける。さ
らに各種の種はリグニン分解酵素またはキシラナーゼの
全生成量が異なり、生成される各種の酵素の比率も異な
る。それ放出業者であれば酵素製剤の所望の最終目的に
ついて最適の酵素生成を行うであろう。菌や微生物の培
養を開始したり生育したりする方法や最適のリグニン分
解酵素あるいはキシラナーゼ生成用の細胞外生育媒体を
回収する方法は本発明の部分を構成せず公知の方法で便
宜に行うことが出来る。
回収された培養基は直接脱リグニン工程で使用されるが
、この培養基を濃縮して、本発明の脱リグニン法に使用
出来る未分別のリグニン分解酵素lfA縮物または未分
別のキシラナーゼ濃縮物を生成させることが望ましい。
細胞外生育媒体あるいはそれらの未分別の濃縮物の使用
を希望することは、これらの製剤が活性なセルラーゼや
プロテアーゼ(proteases)の相当量より成る
時は、その可能性は少くなる。活性なセルラーゼが相当
量あると、これらはセルロースに作用してバルブ粘度を
低下させるので好ましくなく、もし十分に存在するなら
バルブ収率はある程度減少する。活性なプロテアーゼが
相当量あると他の蛋白に作用して反応混合物中のリグニ
ン分解酵素またはキシラナーゼの活性を減少させ好まし
くない。セルラーゼまたはプロテアーゼの汚染について
の望ましくない影響は、これらの酵素の抑制剤を未分別
酵素製剤に添加することにより減少または回避すること
が出来る。代りに、セルラーゼまたはプロテアーゼの汚
染の全部または一部をとり除くために酵素製剤を分別す
ることも出来る。
いづれの濃縮法でも酵素活性を保存するものであれば適
している。適当な濃縮法として凍結乾燥および真空蒸発
があり、高級塩、ポリエチレングリコール、アセトンお
よびアルコールで沈澱させる方法も同様である。もしこ
れらの濃縮法のいづれかを使用するなら、酵素(リグニ
ナーゼまたはキシラナーゼ)は、適当な緩衝度(例えば
、酢酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、ジメチル・コハ
ク酸ナトリウムまたはコハク酸ナトリウムでpH3〜8
〉の巾で再構成され、脱リグニン反応に使用される未分
別の酵素濃縮物を生成する。かわりに、凍結乾燥や沈澱
を直接脱リグニン−反応(こ添加することも出来る。
分別されていないリグニン分解酵素の好ましい濃縮方法
は細胞外培養培地の加圧透析による方法である。典型的
な細胞外酵素濃縮液は0.5〜20.OU/mlのベラ
トリル・アルコール酸化(VAO)活性を含む。本出願
のためVAO活性1単位は下記のような標準検定条件下
で25℃において1分間にベラトリル・アルコール1パ 素量と定義される。
VAO活性は310tvにおける検定溶液の吸光度の変
化から定量される。VAO活性検定においては、調製し
た3種類の試薬を用いた: (A) H 2 S。
4でp)13.0に調節した、0.25 M酒石酸ナト
リウム; (B) lO.011Mベラトリル・アルコ
ール[アルドリッヒ ケミカル社(Aldrlch C
hemjcal Co.)ライスコンシン州 ミルウォ
ーキー # D13.30Ll−0 ]および(C) 
981M過酸化水素[フィシャー・サイエンティフィッ
ク(Fisher 5cientific) 、 二x
ーシャーシー州、フェアローン# 8825−5]  
(毎日新しく調製)。VAO活性検定を実施するには、
(a)試薬A400μgを石英キュベツトに加え;(b
)試薬8  200μgを加え;(C)酵素サンプル/
二度蒸留した水(二重蒸留水)390μρを加え;(d
)キュベツトの中味を混合し;(e)試薬C  10μ
pを加え;(「〉キュベツトの中味を直ちに混合し;そ
して(g)310nmにおける吸光度を25℃において
30秒間測定する。試験サンプル1ミリリツトルあたり
のVAO活性単位(U/ml)はベラトリル・アルコー
ルの吸光係数として9300M −’am−’の値を用
いて次のように算出する: (ΔA/分)  (930
0) −1( 1000)  (試験サンプルffi 
(ml) )−’。本出願のために、LiP酵素1単位
はVAO活性1単位に等しい。
ΔA310/分は0.1〜0.5ΔA11o/分の範囲
内で、LIP濃度に比例して線型である。この範囲外の
割合を生ずる酵素サンプルは活性の算出に用いない。こ
の代りに、キュベツトあたりの試験サンプル量を、測定
割合が前記線型範囲に入るように減少または増加させる
ある状況下では、回収した培養培地の不完全精製した亜
分画(subf’ractions)を用いることが望
ましい。例えば、有意量のセルラーゼまたはプロテアー
ゼを含まないリグニナーゼ含有並分画またはキシラナー
ゼ含有並分画の使用が望ましい。特に、分画(分別)さ
れていないキシラナーゼ調整剤はしばしばセルラーゼを
含むことが予期されるであろう。この代りにLiP酵素
をMnP酵素から分離して、または様々なキシラナーゼ
を分離して、これらの酵素活性を酵素処理において別々
に用いることも望ましい。結局、殆んど均質になるまで
精製したリグニン分解酵素およびキシラナーゼの使用が
、精製リグニン分解酵素の混合物および精製キシラナー
ゼの混合物と同様に予期される。
回収された細胞外培養基をさらに分別 (subfractionate) シて酵素純度を所
望のものにするために使用される方法は本発明の部分を
構成せず、既知の技術を効果的に組み合せれば出来るこ
とである。例えば電荷(charge)、pl、疎水性
およびサイズの差によるクロマトグラフ分離が使用出来
る。各種の選択沈澱法、例えば、硫酸アンモニウムを使
うものも適している。さらに選別された酵素を純化する
ためにアフィニティー(afNnlty)クロマトグラ
フが有用であると予想している。中でも典型的なリグニ
ン化合物であるレクチン(+ectins)や所望の酵
素をもたらすモノクロナール抗体(monoclona
l antibodies)などの親和性配位子(af
finity ligands)が適している。例えば
タン等(Tan et al、)の米国特許4,725
.544を見よ。
この特許はキシラナーゼをその混合物から分離する方法
としてヘミセルロース分解 (hco+1ccl 1ulytic)微生物を培養し
て作った他のへミセルラーゼやセルラーゼを使うことを
述べている。
本発明の重要な特長はファネロケーテ・クリソスポリウ
ムの純化されたMnPが本発明の方法を使ったウッドバ
ルブの脱リグニンにおいて効果的であることである。従
前の技術(発明の背景、上述を見よ)ではMnPがウッ
ドバルブの脱リグニンおよび漂白に有用であることは全
く予期されなかった。この出願で使用しているように”
MnP”という言葉は、その酵素が現在技術上公知であ
るか否かに拘らず、リグニンを改質または分解し得るマ
ンガン依存性パーオキシダーゼに適用される。ここで使
用されているように“リグニン分解酵素”または“リグ
ニナーゼという言葉はLIPおよび/またはMnP#素
をいう。
LIPまたはMnP活性をもつ組換または合成キシラナ
ーゼまたはリグニン分解酵素も本発明の方法に有用であ
る。かかる酵素は既知の技術で製造し得る。
標準的には所望の酵素製剤は直接脱リグニン反応に添加
される。しかしこの酵素を固体支持物の上に固定し、つ
いでこうして出来た固体支持物を脱リグニン反応に添加
すると有利である。固定する方法は使用される支持物に
よるが、酵素の活性を破壊しなければいかなる方法でも
適している。
固体支持物にリグニン分解酵素またはキシラナーゼを一
緒に使うことは、脱リグニンが所望の程度に達したのち
脱リグニン反応混合物からこれらの酵素を回収すると、
いっそう便利であるという利点がある。回収された酵素
はついでリグノセルロース材料に添加し他の脱リグニン
反応を開始させる。
リグニン分解酵素処理工程 リグニン分解酵素処理の工程は所望のサイズをもち、内
容物を混合、酵素処理および温度制御する設備のつけら
れた容器の中で行われる。さらに非ガス性の反応成分を
導入し反応生成物を除去するための便利な機械を設置せ
ねばならない。反応成分の添加順序は厳密でなくてよい
が酵素を最後に添加することが望ましい。反応混合物は
基本的に、脱リグニンされるべきリグノセルロース材料
、活性なリグニン分解酵素製剤および過酸化水素より成
り、好ましくは低安定状態濃度で水溶液中のすべてのも
のが適切なpHに保持されたものであることが望ましい
。反応混合物は次の成分を含有することもまた好ましい
:(a)非イオンまたは両性イオン洗剤、 (b)Mn
 (U ) 、(c)アルファーハイドロキシアシドお
よび/または(d)リグニン分解酵素の基体として役立
つような置換芳香族アルコール。
被漂白リグノセルロース材料がウッドバルブの場合はそ
れは反応混合物中に0.1ないし15%、好ましくは2
.0ないし10%のコンシスチンシー(パルプ乾ff1
g/パルプ湿in tr )で存在すべきである。
少くとも1種のLIPを含み、MnP活性を全く有しな
いリグニン分解酵素製剤が使われる場合は、それは反応
混合物中にVAO活性がバルブ乾ff11g当りIOな
いし 100単位、好ましくは15ないし30U/gの
比で存在すべきである。もし少くとも一種のMnPを含
みLIP活性を全く有しない酵素製剤が使用されるとき
は、バルブ乾Ji1g当りIOないし200111位で
存在すべきであり、フェノールレッド酸化(”PRO”
)活性度として35ないし l0QIJ/gが好ましい
PRO活性1単位は、標準検定条件下、25℃において
1吸光度単位/分の検定溶液の吸光度(530Iにおけ
る)を変化させるような酵素量として定義される。PR
O活性検定には3i1i類の試薬を用いる。試薬Aはフ
ェノール・レッドのナトリウム塩[シグマ ケミカル社
(Sigsa Chemical Co、)ミズーリ州
、セントルイス、#P−5580E  O,11f/1
、オボアルブミン1.1sr /1および85%乳酸2
.5ml/1を20m14コハク酸ナトリウム(pH4
,5>中に含む。試薬Bは20mMコハク酸ナトリウム
(pH4,5)中の1hM硫酸マンガンである。試薬C
は9.1+*M過酸化水素(フィッシャー・ケミカル社
)(毎日新たに調f!A)である。PRO活性検定を実
施するために、以下のステップが実施される。:(a)
試薬A 900μgを石英キュベツトに加え;(b)酵
素サンプル/二重蒸留水100μgを加え;(C)試薬
Bl(lμgを加え;(d)キュベツトの中味を直ちに
混合する;(e)このキュベツトにおいて分光測光計は
53(lnmでブランクである;(f)次に試薬CIO
μgを加え:(g)キュベツトの内容物を直ちにケーブ
ル・タイを用いて混合し;(h〉そして530nmの吸
光度を25℃において30秒間記録する。試験サンプル
1ミリリツトルあたりのPRO活性単位(II/ml)
は次式を用いて算出する: (△A/分)(検定に用い
た試験サンプル量(ml))−’。本出願のために、M
 n P 1単位はPRO活性の1単位に等しい。
△A330/分は0.05〜0.20△A330/分の
範囲内でM n P 9度に比例して線型である。この
範囲外の割合を生ずる酵素サンプルは活性の算出に用い
ない。この代りに、測定割合が前記線型範囲内に入るよ
うに、キュベツトあたりの試験サンプル量を減少または
増加させる。
1種類以上のLiP酵素と1種類以上のMnP酵素を含
む酵素製剤を用いる場合には、酵素製剤は反応混合物中
に上記濃度で存在すべきである。
本発明の最も好ましき態様においては過酸化水素の濃度
はリグニン分解酵素を用いた培養の間を通じて反応混合
物中に低安定状態の濃度で保持される。この過酸化水素
の濃度は0.001ないし0.511mMに保持される
べきである。好ましくは、過酸化水素濃度は0.005
ないし0.la+Mで保持される。過酸化水素濃度は例
えばグルコースに対するグルコース・オキシダーゼの作
用によるその場での酵素発生によって、好ましいレベル
に便利に維持することができる。従って、反応混合物へ
のグルコース・オキシダーゼ0.001= 10.OU
/mlとグルコース0、O1〜20.0mMとの添加、
典型的にはグルコース・オキシダーゼ1.OU/mlと
0.1〜lO,Odグルコースの添加を利用することが
できる。または、連続計量添加によって過酸化水素を供
給することができる。計量添加は、大規模な脱リグニン
反応において過酸化水素濃度を維持する好ましい方法で
ある。
過酸化水素濃度は定期的・な添加によっても大体維持す
ることができる。
pH値は脱リグニン反応を通して2〜8に、好ましくは
約3〜5の範囲内に維持するべきである。
pHは、ケモスタツティング(chcmostat 1
ng)によって・・・・・・適当量の酸または塩基の計
量添加または定期的添加によって維持することができる
。ケモスタッティングは大規模反応におけるpH維持の
好ましい方法である。または、反応混合物に緩衝波を用
いることによってpHを維持することができる。
好ましいp++で有効である好都合な緩衝液を用いるこ
とができる。好ましいp)I範囲における適当な緩衝液
の例は、酢酸塩、ジメチル・コハク酸塩、酒石酸塩およ
びトランス−アコニット酸である。緩衝液は通常、反応
混合物に約5〜50+++Hの濃度で、好ましくは15
〜25n+Hの濃度において加えられる。
リグニン分解反応混合物への非イオン洗剤または両性イ
オン洗剤の添加が好ましい。最も一般的には、非イオン
洗剤が用いられる。適当な非イオン洗剤の例には、オク
チル・グルコシド、ポリオキシエチレン・グリコールお
よびトライトン(Triton)系列とトウィーン(T
veen)系列の洗剤からの化合物がある。トウピーン
80が特に好ましい。洗剤は0.001−0.1XV/
V、好ましくは0.01〜0.05%V/Vの濃度で加
えられる。
用いられるリグニン分解酵素製剤がM n Pを含んで
いる場合には、反応混合物中にMn(II)が必要であ
る。用いられるリグニン分解酵素製剤が少なくとも1種
類のLiPを含み、M n Pを含まない場合には、M
n(II)の添加は必須ではない。
Mn (II)は例えば硫酸マンガンまたは酢酸マンガ
ンのような塩として便利に添加される。通常は硫酸マン
ガンとして添加される。添加される場合、Mn (II
)は0.05〜1.omM、好ましくは0.10〜0.
50mMの濃度で反応混合°物中に存在しなければなら
ない。標準的にはMn (II )は硫酸マンガンとし
て添加される。添加されるとき、Mn (n )は0.
05ないし1.OmMの濃度で反応混合物中に存在すべ
きである。好ましくはMn(n)の濃度は0610ない
しく1.5011Mである。
Mn(■)を反応混合物に加える場合には、少なくとも
1種類のα−ヒドロキシ酸を同様に加えることが好まし
い。適当なα−ヒドロキシ酸にはリンゴ酸塩、酒石酸塩
、クエン酸塩、乳酸塩、フェニル−乳酸塩、グリコール
酸塩、2−ヒドロキシブチレートおよびそれらの塩があ
る。乳酸塩の使用が好ましい。α−ヒドロキシ酸は反応
混合物中に0.5〜20.hM、好ましくは1.0〜I
O,OImMの濃度で存在しなければならない。
用いられるリグニン分解酵素製剤が少なくとも1種類の
LiP酵素を含み、MnP酵素を含まない場合には、リ
グニン分解酵素の基質として用いられうる置換芳香族ア
ルコール0.005〜0.80IIINを反応混合物に
加えることが好ましい。ベラトリル・アルコールを加え
ることが最も好ましい。使用されるリグニン分解酵素製
剤がLiP酵素とMnP酵索より成るときは、反応混合
物にリグニン分解酵素(例えばベラトリルアルコール)
の基体となり得る置換芳香族アルコールの0.005な
いし0.60mMを添加することが出来る。もし使用さ
れるリグニン分解酵素製剤がMnP酵素より成りいかな
るLiP酵素も含有しないならば、リグニン分解酵素(
例えばベラトリル・アルコール)の基体となり得る置換
芳香族アルコールを反応混合物に添加しないことが好ま
しい。
リグニン分解酵素を用いた酵素脱リグニンには酸素が必
要である。リグニン分解酵素を加える前に、反応混合物
を酸素で飽和することが好ましい。
典型的には、全ての反応成分を加えた後に、反応容器を
短時間酸素でフラッシュし、次に密封して酸素を多く含
む雰囲気を形成する。
リグニン分解反応混合物を15〜55℃において0.2
5 〜18時間インキュベートし、好ましくは40〜5
0℃において2〜8時間脱リグニン反応すべきである。
最も好ましくは脱リグニン反応を45℃において実施す
る。
脱リグニン反応中に反応混合物成分の混合を行うことが
好ましい。脱リグニン反応の規模に適した混合方法を使
用することが出来る。しかし酵素を泡立てかつ不自然に
するような激しい混合は避けるべきである。
キシラナーゼ処理工程 キシラナーゼ処理工程は、内容物を混合し、温度制御す
るための設備をとりつけた所望の大きさの容器中で行わ
れる。反応成分の添加順序は厳密ではないが、キシラナ
ーゼを最後に添加することが好ましい。基本的な反応混
合物は、脱リグニンされるリグノセルロース材料と活性
なキシラナーゼ製剤より成り、これらは適当、なpHで
保持された水溶液中にある。
脱リグニンされるリグノセルロース材料がウッドバルブ
であるときは、それは反応混合物中に0.1ないし15
%、好ましくは2ないし 10%のコンシスチンシーで
存在すべきである。
前記キシラナーゼ製剤は反応混合物中にバルブの乾Eg
あたり 0,1ないし 200単位のキシラナーゼ活性
度の比で存在する。好ましくはキシラナーゼ製剤はバル
ブの乾mgあたり 0.1ないし50.最も好ましくは
1ないし25、単位のキシラナーゼ活性度をもって存在
する。
キシラナーゼ活性度の1単位とは、標準反応状態の下で
25℃において1分あたり 1マイクロモルのキジロー
ズ(xylose)をキシラン(xylan)より製造
する酵素の量をいう。キシラナーゼによってキシランが
裂開すると糖の部分が減少する。ついでこれをジニトロ
サルチル酸(dlnHrosalicy口e He1d
) (”DNSA”)と試験溶液中で反応させると色調
が変化しこれは540nMで測定される。
540nHの吸光度対キジローズ濃度(μモル/ml)
の標準曲線は、pH5、0の50mM酢酸ナトリウム液
中の 10hMキジローズ(Malz and Bau
er、 Inc、)の数ケの希釈液を使って作成した。
この標準曲線によれば1マイクロモルのキジローズの5
40nHの吸光度は標準反応条件下で約0.0126で
あった。この定数は分析に供した試料溶液(例えば培養
の上澄液)のキシラナーゼ活性度の計算に使用された。
試料溶液の分析結果は540nHの吸光度で約0.2ま
で直線的であった。それ以上の吸光度をもつ試料溶液は
その吸光度がこの直線範囲内に入るように希釈された。
分析された各試料溶液(例えば培養上澄液)に対し、同
量の試料溶液(例えば培養上澄液)にpH5,0の50
5M酢酸ナトリウムを加え全量を1mlとした“対照溶
液を調製した。
各試験管にpH5,0の5[1mM酢酸ナトリウム中で
1%のカラマツ(larch)材のキシラン(SigI
la Ches+1−cal Co、 $X3875)
  溶液(0,5m1)を添加した。ついでpH5,0
の50mM酢酸ナトリウムの十分な量を試験管に加え、
試料溶液(例えば培養上澄液)とキシラン溶成を加えた
のち、1mlの最終的分析量とした。同様に50mfの
酢酸ナトリウムの十分な量を対照溶液に加え、試料溶液
(例えば培養上澄液)を添加したのち、1mlの最終的
分析量とした。ついで試料溶液の所望量(最大0.5m
1)を各試験管と対照溶液の管に加えた。これらの内容
物をゆるやかに混合し50℃で30分間培養した。培養
後蒸溜水中の1%DNS^(1ml)を容管に添加しこ
の管を室温で5分間培養した。ついで容管に5N Na
0H(0,2ml )を(色調を高めるために)添加し
、容管を室温で30分培養した。各試料溶液の540n
m吸光度は、対照溶液に対応する試料をブランクとして
0とした分光光度計を用いて測定した。
リグノセルロース材料をキシラナーゼで培養するあいだ
そのpHはずっと 4ないし8に保たれねばならない。
約5ないし 7のpHが好ましい。リグニン分解酵素を
用いる処理について上に述べたようにそのpHはChe
+gostating (生化学的恒常)によって保持
することが出来る。この方法は大規模な培養中にpHを
保持するのに好ましい方法である。代りにpHは反応混
合物中に緩衝液を使うことによっても維持できる。所望
のpHに有効な緩衝液ならいづれのものでも利用できる
。好ましいpH範囲に適した緩衝液として酢酸、酒石酸
、リン酸などがある。緩衝液は普通、0.lないし10
05M 、好ましくは40ないし60mM、の濃度で反
応混合物に添加される。
キシラナーゼ反応混合物は20ないし70℃、好ましく
は40ないし65℃、で培養されるべきである。
11時間は0.25ないし18時間、好ましくは0,5
ないし6時間で最も好ましいのは1ないし4時間である
培養液中に反応生成物を混合するためにキシラナーゼ製
剤を与えることは望ましいことである。
培養の規模に適した混合法であればいづれでも使用出来
る。しかし酵素を泡立たさせたり不自然にするような激
しい混合法は避けねばならない。
酵素処理工程後の抽出工程 本発明の第一の態様による 一段″酵素脱リグニン法は
リグノセルロース材料を上に述べたリグニン分解酵素製
剤で処理する単一の工程のみで成立−っている。同様に
本発明の第二の態様による二段法はリグノセルロース材
料をリグニン分解酵素製剤で処理してリグノセルロース
材料を遊離させ、ついでキシラナーゼ製剤を用いてそれ
を処理する工程(酵素処理工程の順序は保留する)のみ
で成り立つ。しかしこれらの方法の各工程は酵素脱リグ
ニン工程のあとに、リグノセルロース材料を抽出する工
程をさらに構成することが好ましい。
本発明の好ましい態様では、リグノセルロース材料に対
して各々の酵素脱リグニン工程後にアルカリ抽出工程を
実施する。このアルカリ土類金属は反応混合物へのアル
カリ性溶液の添加、次のリグノセルロース材料の0.1
−10%粘稠度における25〜lOO℃での2時間まで
の任意のインキュベーションをも含む。インキュベート
は0.3〜1.0%のパルプ粘稠度において70℃で約
1時間実施することが好ましい。インキュベーション後
に、通常、混合物を濾過してアルカリ性溶液からリグノ
セルロース材料を分離する。水酸化ナトリウムまたは水
酸化カリウムを含んでいるようなアルカリ性溶液は適当
である。このアルカリは抽出工程の間、パルプの乾ff
1100gあたり lないし5gのアルカリの比で存在
すべきである。軟水パルプのアルカリ抽出時にはアルカ
リはパルプ乾量100 gあたり4gアルカリの比で存
在し、硬水パルプのアルカリ抽出時にはパルプの乾量1
00 gあたり 2gアルカリの比で存在することが好
ましい。
反応混合物中の酵素の再使用が望まれるときはアルカリ
抽出の前に酵素を分離せねばならない。
リグノセルロース材料から酵素を分離する適当な方法は
真空濾過、沈澱および沈降である。通常この分離は濾過
を伴う。酵素が濾過された後リグノセルロース材料にア
ルカリ溶液が添加されて、アルカリ抽出工程は上述の如
く行なわれる。
リグノセルロース材料はアルカリ抽出工程のあと水で洗
浄される。この水洗工程では、リグノセルロース材料を
水中に0、lないし10%のコンシスチンシーで分散し
ついで濾過する。好ましくはこの水洗を1ないし3回く
りかえすべきである。ときにはアルカリ抽出工程なしで
酵素脱リグニン工程のあとすぐに水洗がおこなわれる。
酵素処理されたリグノセルロース材料を酸性抽出工程に
導くとより大きな脱リグニン化が得られる。酸性抽出は
、特にMn(II)の存在の下でリグニン分解酵素処理
をされたクラフトパルプの光沢化を劇的に向上させるこ
とが知られている。しかし、酸性抽出は、そのもたらす
利益がしばしばその経費をこえるために行われない傾向
にある。
酸性抽出はアルカリ抽出工程のあと直ちに行なうことが
出来る。代りに、もしリグノセルロース材料がアルカリ
抽出工程の後水洗されるかまたはアルカリ抽出工程の代
りに水洗されるときは、酸性抽出工程はその水洗工程の
あとで行われる。酸性抽出を行なうにはリグノセルロー
ス材料を回収し希酸中で懸濁させ、10〜100℃にお
いて0.1ないし10分間培養する。好ましくはリグノ
セルロース材料は濾過によって回収し希酸中で懸濁させ
、25℃で約0.1分培養する。希酸溶液は0.05な
いし0.5hMの酸より成ることが好ましい。適当な酸
には酢酸、コハク酸、乳酸、亜流酸および他の弱鉱酸が
ある。酢酸が好ましい。酸性抽出工程は、リグノセルロ
ース材料の乾ffi Igあたり約0.15ないし 2
.5Dの希酸を使って行われる。
多段法 本発明の好ましき態様のひとつでは、リグノセルロース
材料は多段工程の酵素脱リグニン法で処理される。本発
明の第一の態様では、多段工程の各工程はリグノセルロ
ース材料をリグニン分解酵素製剤を使って処理すること
より成る。本発明の第二の態様では、多段工程のすくな
くとも一工程はリグノセルロース材料をキシラナーゼ製
剤を使っで処理することより成りまた多段工程のすくな
くとも、もう−工程はリグノセルロース材料をリグニン
分解酵素製剤で処理することより成る。
本発明の好ましき態様として、酵素脱リグニンの各工程
はさらに上述せるアルカリ抽出工程を含む。アルカリ抽
出工程が組込まれているならば、最終工程より前にさら
に上述せる水洗工程が含まれる。
最終工程はさらに上述せる酸抽出工程を含む。
本発明の第一の態様による多段工程法は一段工程法に比
べて同量のリグノセルロース材料に対して同じ総単位の
リグニン分解製剤を加えた場合に、リグノセルロース材
料をより大規模に脱リグニンする。この第一の態様によ
る二段工程法または三段工程法の各工程は、同じ脱リグ
ニン度を達成するために先行工程より少ない単位のリグ
ニン分解活性度を要することは明らかである。従って、
当業者は第一の態様による多段工程法の工程間に、リグ
ニン分解酵素製剤を分配するであろう。これらの考え方
はリグニン分解酵素処理工程をひとつ以上もつ本発明の
第二の態様による方法にも適用される。
本発明の第二の態様は上述せる如き一段または多段のキ
シラナーゼ処理(”X”)工程と一段または多段のリグ
ニン分解酵素処理(“L”)工程より成るリグノセルロ
ース材料の脱リグニン法を包含する。
LまたはX工程の絶対的な段数は(少なくとも各々一段
さえあれば)厳密ではない。しかし現在ではX工程の一
段以上より成る方法は、付加されているX工程でリグニ
ン含有量が有意な程威少しないことから、正当な方法と
はみられていない。それ数本発明の第二の態様による方
法ではX工程法は一段であることが好ましい。さらにX
工程と14工程の順序はどんな順でもよいが、工程の初
段階に一段またはそれ以上の(stage(s)) X
工程を配置することが好ましい。例えばL/Xの配列よ
りX/Lの配列の方が一般に好ましい。同様にX/L/
LとL/X/Lの配列は一般にL/L/Xの配列より好
まれる。
しかし配列の順序は処理されるパルプのリグニン含有量
や光沢に及ぼす影響は比較的小さい。L工程の絶対的な
段数の方がはるかに大きな影響をもっている。
一般に、本発明の第一または第2の態様による方法にお
いて、リグニン分解酵素処理段階の数が多い程リグノセ
ルロース材料が脱リグニンされる程度は大きい。好まし
き段数は当業者によって、峙間、経費および現行の漂白
工場設備の適合度を考慮して選ばれよう。例えば本発明
の第一の態様による一段、二段又は三段工程の酵素脱リ
グニン法あるいは本発明の第二の態様による二段または
三段工程の方法(一段キシラナーゼ処理工程より成る)
は、もし酵素脱リグニン法が現行の漂白工程と結合され
て完全な漂白物が作られるならば、いづれかの態様であ
れ五段法が好ましい。このような場合には酵素による漂
白工程の段数は全漂白工程の経済を最適にするものが選
ばれよう。
本発明は、本発明の第一の実施態様に係る1つ以上の酵
素脱リグニン段階または第二の実施態様に係る2以上の
段階が1つの要素にすぎないような多段階漂白方法をも
意図する。1つ以上の従来の漂白段階に酵素脱リグニン
段階を連続的に組合せることが考えられる。そのような
多段階漂白プロセスにおいては、従来の漂白段階の直前
の酵素脱リグニン段階は洗浄または抽出ステップを好適
に含まないであろう。効果的かつ補助的な従来の漂白工
程の例は二酸化塩素、塩素、次亜塩素酸塩、酸素、オゾ
ン、過酸化水素、他の弱酸化剤および電気還元仕漂白を
用いた段階である。この態様では付加的な塩素に基づく
漂白段階を用いるとしても、漂白プラント流出液中の塩
素化有機物の総量は1つ以上の酵素脱リグニン段階を含
めることによって有意に減少する。
本発明がさらに完全に理解されるために、本発明の方法
の次の例を以下に述べる。これらの例は説明のためのみ
であり、本発明がここでの詳述によって限定されるとは
みなすべきではない。
実施例1 非分画(unf ract 1onated)リグニン
分解酵素濃縮物の調製 リグニン分解酵素濃縮物を2種類の菌株、ファネロケー
テ・クリソスポリウムV K M −F −1767(
ATTC24725)と5C2B (N RRL  1
5978)から調製した。
培養菌株VKM−F−1767は胞子接種物から発生し
た。接種に適する胞子は次のように調製した:(1)微
量元素(Trace Element)溶液の1150
0希釈液、バイオチン(Biotin)溶酸のl/10
0希釈液を用い、クロロホルムを用いず、さらに2%w
lvモルトエキスおよび3X W/V酵母エキスを補充
して調製した胞子誘導培地[ボーゲル(Vogel)、
「菌類へのりシン経路の分布二進化との関係(Dist
ributlonorLyslne Pathways
 Among Fungi  : Evolution
ary ll1plicat1ons−)Jアム、ナト
(Aa+、Nat、) XCV m(903)、  4
53〜46頁(191i4)に述べられている「培地N
J]を含むプレートの寒天上に24℃において14〜2
6日間、培養物を増殖させる;(2)(プレートの大き
く膨らんだ外観から明らかであるように胞子が充分に発
達した後に、各1100X15+*プレートの寒天表面
を無菌水約3〜LOmlで洗浄して、胞子を遊離させる
;および(3)胞子を含む洗浄水を無菌グラスウール充
填無菌ロートに通して、汚染菌糸を除去する。次に、生
成した胞子懸濁液の650rvにおける吸光度を測定し
た、650nIIにおける吸光度1は5 X 106胞
子/ mlに大体等しい。これらの胞子製剤は使用する
まで4℃において貯蔵した。
V K M −F −1787培養物を発生させるため
に、増殖培地Aに胞子懸濁液を少なくとも0.5X 1
0’胞子/ ml 、通常は2.5X 10’胞子/ 
ml、の最終濃度に達するまで接種した。増殖培地Aは
キーク(Kirk)等の「ファネロケーテ・クリソスポ
リウムによるリグニン代謝に対する培養パラメーターの
影響(Influence of’ Cu1ture 
Parameters On Lignin Meta
bolism By Phanerochaete c
hrysosporius)Jアーク、ミクロパイオル
、 (Arch、旧crob1o1 。
)117巻、277〜85頁(1978)に述べられて
いる培地に、7倍の高濃度の「無機物」を加え、下記の
試薬を指示した濃度で補充したものである:1mM酒石
酸アンモニウム;0.1%■lvトウイーン80;1.
8μM硫酸マンガン; 2hM酢酸ナトリウム(pH4
,5)  ;6iMベンジル・アルコール;および2%
V/Vグルコース(炭素源として)。
菌株5C2Bは、増殖培地Al0m1への寒天プレート
からの菌糸の直接転移によって調製した出発培養物から
発生した。この代りに、無菌のワーリング・ブレンダー
(Waring blender)内で既存の菌培養物
を混和することによっても出発培養物を調製した。これ
らの出発培養物を使用前に少なくとも3日間、37℃1
こおいてインキュベートした。
5C2B培養物を発生させるために、増殖培地Aに出発
培養物1容ffi%、通常はlO容量%を接種した。
両菌株は2g無菌容器(エルレンマイヤー・フラスコま
たはローラー・ボトルのいずれか)内において0.1〜
t、op量で決まりきった方法で培養した。接種後に、
培養物を酸素でパージし、50rpo+の回転振とう器
(エルレンマイヤー・フラスコの場合)または40rp
mのローラーボトル・インキュベーターにおいて、37
℃でインキュベートした。接種直後に混合を開始した。
接種後4日月から、培養物の細胞外培地をV、AO活性
に関して監視した(上述の、発明の詳細な説明参照)。
少なくとも約0 、05 U / mlのVAOA性が
検出された時に、培養培地を回収し、増殖培地Bに取り
替えた。増殖培地・Bは増殖培地Aの低炭素変形であり
、3.611■M酒石酸アンモニウムと0、BW/Vグ
ルコースとを含む点で、増殖培地Aとは異なる。個々の
培養物が15日間以内に好ましいレベルの酵素活性に達
しなかった場合には、酵素活性を高めるための試みにお
いて前記培地を増殖培地Bに替えた。
細胞外培養培地が望ましいレベルのVAOA性に達した
場合には、培養物をグラス・ウール含有ロートに注入す
ることによって、それを採取した(このようにして菌類
菌糸体を除去す・る)。次にこの活性培地から、P旧0
透析膜を備えたアミコン・モデル(Amicon Mo
del)  8400限外濾過セルを用いる加圧透析に
よって、リグニン分解酵素濃縮物を調製した。限外濾過
は窒素20psi下で、活性培地を攪拌しながら実施し
た。培地量がその最初の量の約5〜10%に減少した時
に、濃縮物を取出した。この濃縮物は使用するまで一7
0℃に貯蔵した。
この濃縮リグニン分解酵素製剤は典型的に0.1〜1、
OU/mlのVAO活性゛を有した。
実施例2 PRO活性を有するがVAOA性は実質的に有さない5
C26酵素濃縮物分画による北洋産(Northern
)硬水クラフト・パルプの脱リグニンと増白この実験に
おいては、ファネロケーテ・クリソスポリウム菌株5C
ZBの非分画酵素濃縮物を、陰イオン交換クロマトグラ
フィーによって分画化した。
コノ分画をVAOA性とABTSB化(ABTSO)活
性(ABTSはLiP酵素に対して非常に耐性であるペ
ルオキシダーゼ基質である)に関して検定した。分画の
260nmと407■における吸光度も測定した。酵素
活性に基づいて分画を選択し、3種類のプールを形成す
るように組合せた。ブールIを形成するように組合せた
分画はABTSOB性によって特性づけられるが、検出
可能なVAOA性は示さなかった。プール■を形成する
ように組合せた分画はVAOA性によって特性づけられ
るが、ABTSOB性は実質的に含まなかった。
プール■を形成するように組合せた分画は両タイプの活
性を示した。次に3種類のプールをそれらのVAO,P
ROおよびABTSOB性に関して、および260nm
と 407■における吸光度に関して検定した。最後に
、これらのプールの硬水クラフトパルプを脱リグニンし
、増白する能力を検定した。
7111+定可能なVAOA性を全く含まず、従って活
性なLiP酵素を含まないと考えられるブールIがバル
ブ増白に関して非常に効果であるという意外な結果が得
られた。全ての工程は他に指示しないかぎり、室温にお
いて実施した。
5C26酵素濃縮物の分画化 非分画酵素濃縮物をファネロケーテ・クリソスポリウム
菌株5C2Bから、実施例1で述べたように調製した、
但しこの場合にはグルコースの代りに0.2%W/Vグ
リセロールを用いるように増殖培地Bを変更した。全体
で1.31の培養物上清(3培養物からプールしたもの
)を実施例1に述べたような加圧透析によって濃縮した
二重蒸留水で予め平衡させた、アンバーライト(Amb
erlitc) XAD−2樹脂[マリンクロッツ社(
Malllnckrodt Inc、)ケンタラキー州
パリス、# 3409コ充填1.5X6cmカラムに通
して、5C2B酵素濃縮物を処理した。次に、このXA
D−2カラムを二重蒸留水で洗浄し、この溶出液を流過
液(rIowthrough)と共にプールした。組合
せたXAD−2プールは65 ml量を有した。これを
さらに次のように特性化した:A2.0−2.5; A
407−0.5; VA O活性−0,81U/ ml
 ;およびABTSOB性−9,OU/ml。
全XAD−2プールを二重蒸留水で予め平衡させた6X
lOcmDEAE−セファセル(Sephacel) 
[ファーマシア ファイン ケミカルス(Pharma
cia Pine Chemicals)、スウェーデ
ン、アブセラ]カラムに装入した。装入した後に、カラ
ムを二重蒸留水l OOmlで洗浄した。次にカラムを
約100〜200 ml/時の流量において5raM酒
石酸ナトリウム中0.1〜0.5M塩化ナトリウム(p
H4,8)直線勾配770 mlで溶出した。分画く3
00滴/分画)を勾配の開始時から回収した。
カラム分画の選択 他の全ての分画をVAOとABTSOB性、ならびに2
60nm・における吸光度に関して検査した。
上記発明の詳細な説明に述べられているようにVAOA
定は実施され、ABTSOB定は以下の記述のようにし
て実施される。
ABTSO活性1単位は、標準検定条件下25℃におい
て、415■での検定溶酸の吸光度(1吸光度単位/分
)を変化させるような酵素量として定義した。ABTS
OB定には3種類の試薬を用いた。試薬AはABTS 
(ベーリンゲル マンハイム、西ドイツ、#10294
6)  0.045に/N 、 80%乳酸ナトリウム
!Oml/ff、ウシ血清アルブミンまたはゼラチン3
.4g/IIを5hMコハク酸ナトリウム(pH4,5
)力、1ら戊る。試薬Bは50aMコハク酸ナトリウ 
 ム  (9114、5>    中  の  l0m
M  硫酸マグネシウムであった。試薬Cは50mMコ
ハク酸ナトリウム(pH4,5)中に0.0171%過
酸化水素を含んだ(毎日新たに調製)。ABTSOB定
を実施するために、以下のステップが実施される。(a
)試薬A900μgを石英キュベツトに加え;(b)試
験サンプル100μDを加え;(C)試薬BIOμgを
加え;(d)キュベツトの中味をケーブル・タイを用い
て直ちに混合した;(e〉分光測定計はこのキュベツト
では415r+n+にお、いてブランクであった;(r
)試薬CIOμDを加えた;(g)キュベツトの中味を
ケーブル・タイによって直ちに混合し;(g)415n
a+における吸光度を25℃において30秒間測定した
。試験サンプル1ミリリツトルあたりのABTSOB性
単位(IJ/ml)を次式を用いて算出した:(ΔA/
分)(検定した試験サンプル量(mり)−’ ABTSOB性の広巾の複合ピークは大体分画18〜6
0に及ぶものであった。大体分画35〜50.70〜8
0および80〜92に及ぶ、3つの分離したVAOA性
ピークが存在した。カラム分画を選択し、組合せて3種
類の溶出液プールを形成し、使用するまで一70℃にお
いて保存した。これらのプールをVAOSABTSOお
よびPRO活性に関してならびに260rvと407n
mにおける吸光度に関して検定した。プールを形成する
ように組合せたカラム分画ならびにこれらのプールの特
性を第1表に記載する。
第 表 プール   I     n     II分  画 
    18−34    36−48  72−77
&82−89ABTSO活性 3.7   2.4  
 0.05(U/m1) PRO活性  2.9   0.2   0.03(U
/m1) VAOA性” 0.00+0.000.II3 +0.
020.42 +O,l0(U/m1) A2so   、    0.43     0.15
     0.20A 407.      0.04
     0.05     0.11” VAOA性
値は独立した2回の測定の平均値である;標準偏差を示
す。プール1はいずれの;3PJ定においてもVAOA
性を示さなかった。
パルプの調製 北洋産硬水クラフト・パルプm ffi 30 gを二
重蒸留水2p中に懸濁させ、ワーリング・ブレンダー(
高速)で15秒間旋回した。パルプを真空濾過によって
回収し、5a+MEDTA1ρ中に再懸濁させ、再び真
空濾過によって回収した。次に、パルプを0.17N酢
酸IN中に再懸濁させ、真空濾過によって回収した。最
後に、パルプを二重蒸留水2D中に再懸濁させ、真空濾
過によって回収し、使用するまで4℃に保存した。この
湿った「洗浄パルプ」は241%の粘稠度(バルブ乾f
jh O,24g /洗浄バルブ湿量g)を有した。
酵素反応:実験A 次の反応成分を含むマスター・ミックスを調製した二二
重蒸留水175m1 ;  0.2M酢酸ナトリウム(
+)H5,0) 20m1 ; 10%V/V)ウィー
ン800.5ml  ;2.0M乳酸塩1.0ml ;
  0.3Mグルコース1.0ml;0.1M硫酸マン
ガン0.2ml ;  O,1Mベラトリル・アルコー
ル0.8mlおよびN A D H(2mg / ml
 )  0.5m10酸素をこのマスター・ミックスに
通して3分間バブルさせた。次に反応ミックスを10個
の50m1−コニカル・ボトム・ポリプロピレン遠心管
に一様に分配しく管あたり〜20m1)、洗浄パルプ湿
量0.5g (乾ff10,12g)を容管に加えた。
次に酵素濃縮物分画を次のように加えた: 反応  酵素プール  量(ml ) 0 2     1      1 3    1     2 4     1      4 5      I      10 I20 7      n       2 8      II       5 9      m      2 10■5 最後に、グルコース・オキシダーゼ[シグマ・ケミカル
社(Sigma Cheffiical Co、)、#
G 65001.OU/μD]20μgを容管に加えた
。グルコース・オキシダーゼを加えた後、容管を短時間
、酸素でフラッシュし、栓をして、60rpmにセット
された回転シェーカーに水平に付けて、37℃において
18時間インキュベートした。
インキュベートした後に、0.5N水酸化ナトリウムを
容管に、約50m1の最終量に達するように加えた。容
管の中味をホワットマン(Whatian) 3 Mフ
ィルター付きの各焼結ガラス・フィルター・ロートに加
えた。次に空になった反応管をそれぞれ0.5N水酸化
ナトリウム約30m1で洗浄し、これらの洗液を適当な
フィルター・ロートに加えた。各フィルター・ロート内
のパルプを真空濾過によって回収した。二重蒸留水約2
50 mlを各フィルター・ロートに攪拌しながら加え
、バルブを回収した。
次に0.17N酢酸約250m1を各フィルター・ロー
トに攪拌しながら加え、パルプを再び回収した。白色度
(brlghtness)をml定する前にバルブを3
時間風乾させ、テクニダイン・コーポレーション モデ
ルS4ブライテイメーター(Technidyne C
orporalion Model S4 Brigh
tlIIleter)を用いて白色度(G、E、%)を
測定した。これらの反応の結果は第2表に要約する。
第2表 反応 VAOA性度  PRO活性度 (U/it)  (U/g  ”  (υ/mlン C
U/g  ”紐υ)      把υ) 白色度 (X G、E、) 0.0 0.0 0.0 0、O O,0 0,0 0,015 0,032 0,038 0,084 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,7 6、7 7、O 17,5 0,0 O114 0,26 0,4B 0.97 1.45 0.02 0.04 0.003 o、ooe 0.0 24.2 48.3 96.6 2[L7 4g3.3 3.3 8.3 0.5 1.3 39.2 44.0 47.8 50.5 53.2 53.4 46.0 46.3 52.2 52.7 *反応混合物中の乾量パルプ1gの単位酔素反応:実験
B ネジ込みキヤツジを備えた250m1−ポリカーボネー
ト◆エルレンマイヤー・フラスコ3個の各に次の試薬を
加えた二二重蒸留水125m1 ;  0.2M酢酸ナ
トリウム(pH5,0) 20m1 ; 10%■/■
トウイーン800.5ml :  2.0M乳酸塩1.
0ml ;  0.3Mグルコース1.0ml ;  
0.1M硫酸マンガン0.2ml ;  0.1Mベラ
トリル・アルコール0.8ml;およびNADf((2
■/ml)  0.5ml。各フラスコの反応4合物を
通して酸素を3分間バブルさせた。次に、洗浄パルプ混
ffi5g(乾ff11.2g)を各フラスコに加えた
二重蒸留水50m1を反応Aに加えた。プール1 50
m1を反応Bに加えた。プールm  50m1を反応C
に加えた。最後にグルコース・オキシダーゼ(1,OU
/μj7)0.2mlを各フラスコに加えた。
グルコース・オキシダーゼを加えた後、各フラスコを酸
素でフラッシュし、栓をし、60rpIlにセットされ
た回転振とう器上で37℃において18時間インキュベ
ートした。
インキュベーション後に、各反応からのパルプをホワッ
トマン3Mフィルター付きの焼結ガラス・フィルター・
ロートでの真空濾過によって回収した。各バルブ・パッ
ドを0.5N水酸化ナトリウム約200 ml中に攪拌
しながら再懸濁させ、次に濾過によって回収した。この
水酸化ナトリウム洗浄をくり返した。最後にパルプを0
.17N酢酸約250m1中に攪拌しながら再懸濁させ
、濾過によって回収した。バルブ・パッドをリグニン含
量(カッパ数)と白色度(%G、E、)を測定する少な
くとも4時間前に風乾させた。本質的にヴイ、バージン
ス(V、Berzins)、「カッパ数の迅速測定方法
(A I?apidProcedure For Th
e Determination o[’ Kappa
 Nuraber)」、タッピ(Tappi) 48(
1) 、15〜1g頁(1965)に述べられている通
りにマイクロカッパ数を測定した。これらの分析結果を
第3表に示す。
第3表 反応      A     B     CVAO活
性 (U/ml )      0,0   0.0   
0.11(U/g バルブ)”       0.0 
      0.0     17.5PRO活性 (U/ml )      0.0   0.73  
0.01CIJ/g バルブ)’       0.0
     120.8      1.3白色度(i%
G、E、)  41.1   54.5  51.0リ
グニン含量  7,9±0.5 6.2±1.2 7.
0±0.5(μカッパ数)n 8各反応におけるパルプ乾量1gあたりの単位0μカツ
パ数の値は2回の独立した測定の平均値を表す;標準偏
差を示す。
実施例3 V K M −F −1787非分画酵素濃縮物での多
段階処理による北洋産硬水クラフト・バルブの脱リグニ
ンと増白 この実験においては、北洋産硬水クラフト・バルブに対
してファネロケーテ・クリソスポリウムVKM−F−1
767非分画酵素濃縮物による1段階、2段階または3
段階処理を実施した。2段階または3段階処理の最終段
階の前の各段階は次の3連続工程から構成される:(1
)バルブを酵素濃縮物と共にインキュベートする;〈2
)バルブをアルカリで抽出する;および〈3)バルブを
水で洗浄する。
多段階処理の最終段階または1段階処理の単一段階はさ
らに、希酸によるバルブの抽出という付加的な第4段階
を含んだ。3種類の濃度の酵素濃縮物を各段階でテスト
した。1反応条件以外の全ての反応条件を二重にランし
た。酵素濃縮物を含まない対照(control)反応
は各段階の分析に対して三重にランした。
バルブの調製 北洋産硬水クラフト・バルブを蒸留水による「洗浄」に
よって、酵素処理用に調製した。バルブ(湿m1oO〜
200g)をプリティシュ・シート・ディスインチグレ
ーター(BrL口sh 5heet Disinteg
rator)によって蒸留水約111中に4〜5分間分
散させた。バルブを小ワツトマン3M濾紙を備えたブフ
ナーーo−ト(Buchner funnel)内で真
空濾過によって回収した。それから該バルブをアリコー
トバルブ湿=100gにつき蒸留水約30gで洗浄した
。洗浄のために、フィルター・ロートへのアリコート(
aliquot)内に前記水を加え、攪拌し、バルブを
散らした。各々の添加後、水を真空濾過によって排除し
、他のアリコートの水を加えた。
このプロセスをくり返して、バルブを望ましい量の水で
洗浄した。
湿った「洗浄」バルブは23,4%(バルブ乾量0.2
34g/パルプ湿量g)の粘稠度を有した。この洗浄バ
ルブは38%G、E、の白色度、13Jのμカッパ数お
よび26.0CPの粘度を有した。
酵素濃縮物の調製 V K M −F −1787非分画酵素濃縮物をロー
ラーボトルと増殖培地Aとを用いて、実施例1に述べた
ように調製し、使用するまで一70℃に貯蔵した。
同じ濃縮物製剤を全ての第1段階反応に用いた。
第2段階と第3段階反応に第2濃縮物製剤を用い、これ
らの段階の間この濃縮物を4℃に貯蔵した。
酵素濃縮物のVAOA性とPRO活性を各段階の直前に
、上記発明の詳細な説明にて記述したプロトコールに従
って測定した。これらの活性は次の通りであった: 段 階  VAOA性  PRO活性 (Ll/ml )     (U/ml )1    
  g、7      13.42     3.0 
     12.13     1.9      1
2.0第1段階 バルブ、酵素濃縮物及びグルコース・オキシダーゼを除
いた全ての反応成分を含む反応ミックスを調製した。反
応ミックスの調製において酢酸ナトリウムpH4,5ス
トツク溶液を用いた。反応ミックスを調製後に1.ON
水酸化ナトリウムによってpH4,5に調節した。反応
ミックスを17個の反応管(50mlコニカル・ボトム
・ポリプロピレン遠心管)と9個の対照反応管の各々に
加えて、次の成分から成る最終反応条件(酵素濃縮物に
よって与えられる反応成分を除く)を得る : 20+
nM酢酸ナトリウム(pH4,5)  ; 0.025
%トゥイーン80 ; 10mMグルコ−ス;  0.
45+nMベラトリル・アルコール;1omM乳酸; 
 0.lff1M硫酸マンガン。酸素を6管の反応ミッ
クスに通して3分間バブルさせた。次に、洗浄パルプ1
.7g (パルプ乾fmO,4g)を6管に加え、パル
プを分散させるために管をおだやかに旋回させた。グル
コース・オキシダーゼ(1,OLl/μg。
シグマ・ケミカル社(Slgma Chemical 
Co、)# G 6500]を6管に加えた。酵素濃縮
物および/または二重蒸留水を6管に最終反応ff12
0.0mlに達するように加えた:5管はLiP5.0
単位とMnF2.7単位を受容しくサンプル4〜5.1
3および2I〜22)、6管はLtP 10単位とMn
F15.4単位を受容しくサンプル6〜7.14〜15
および23〜24);6管はLiP 20単位とMnF
30.8単位を受容しくサンプル8〜9.16〜17お
よび25〜2B);9管は対照として用いられ(サンプ
ル1〜3、lO〜12および18〜20)、二重蒸留水
のみを含み、酵素濃縮物を含まなかった(第4表参照)
。最後に、反応管を短時間、酸素でパージし、栓をし、
おだやかに数回逆さにして混合した。
反応管を約125rpmのG24エンヴイロメンタル・
インキュベーター・シェーカー(Environa+e
ntal 1ncubator 5haker) [ニ
ュー・プルンスウィック・サイエンティフィック社(N
ew Brunsvick 5cfcntfflc C
O,Inc、) ニューシャーシー州、エジソン]内で
37℃において1晩インキユベートした。前記反応管は
インキュベーション中水平状態で前記シェーカー・プラ
ットフォームに付された。
インキュベーション後、各反応からのパルプをホワット
マン3Mフィルターを含む別々の焼結ガラス・ロートに
加えた。次に 0.5N水酸化ナトリウム80m1を各
フィルター・ロートに加え、ロート中味を攪拌し、パル
プを真空濾過によって回収した。各フィルター・ロート
内にパルプを約250 mlの蒸留水中に攪拌しながら
再懸濁させ、真空濾過によって再び回収した。この水洗
を2回くり返した。
最後の水洗後に、サンプル1〜9からのパルプを0.1
7N酢酸約250 ml中にそれぞれ攪拌しながら再懸
濁させ、次に濾過によって回収した。これらのパルプ・
パッドをパルプの白色度(%G、E、)、リグニン含量
(μカッパ数)、および粘度(cp)を測定する少なく
とも12時間前に風乾させた。X G、E。
およびμカッパ数を実施例2に述べたように測定した。
本質的に「パルプの粘度二毛管粘度測定法(Visco
sity of Pu1p: CapH1arly V
Iscoo+eter Method) J 、タツピ
(TAPP I) 、試験方法No、T230−O8−
78ジョーシア州アトランタ(197B)に述べられて
いるように、粘度を測定した。第5表にはこれらの分析
結果を示す。
第2段階 pit−e、調節し、酸素化した、上述のような反応混
合物を含む、別々の反応管にサンプル10〜26からの
パルプを再び装入した。管をおだやかに旋回して、パル
プを分散させ、グルコース・オキシダーゼ20μgを各
反応管に加えた。酵素濃縮物及び/または二重蒸留水を
次のように加えて、各管内の最終反応ff120.0m
lを得た:3管はLiP2.0単位とMnF2.1単位
を受容しくサンプル13及び21〜22)=4管はLi
P4.0単位とMnF16.1単位を受容しくサンプル
14〜15及び23〜24);4管はLiP8.0単位
とMnF32.3単位を受容しくサンプル1〜1フ及び
25〜26);及び6管は対jl((とじて用いられ(
サンプル1〜12及び18〜20)、酵素濃縮物を受容
しなかった(第4表参照)。最後に、反応管を短時間、
酸素でパージし、栓をし、おだやかに数回逆さにして混
合した。
管を第1段階に対して上述したようにインキュベートし
た。次に、パルプを管から取り出し、別々に水酸化ナト
リウムで1回、水で3回、上述のように洗浄した。最後
の水洗後に、サンプル1〜1フからのパルプをO,17
N酢酸で上述のように洗浄した。生成したパルプ・パッ
ドをパルプの白色度(%G、E、) 、リグニン含量(
μカッパ数)、及び粘度(cp)をAPI定する少なく
とも12時間前に、上述のように風乾させた。
第3段階 サンプル18〜2Gからのパルプを再び、上述したまう
なpH調節し、酸素化した反応混合物を含む、別々の反
応管に装入した。管をおだやかに旋回してパルプを分散
させ、グルコース・オキシダーゼ20μgを各反応管・
に加えた。酵素濃縮物及び/または二重蒸留水を次のよ
うに加えて、冬着の最終反応量20 、0 mlを得た
=2管はLiPl、0単位とMn P  6.3fli
位を受容しくサンプル21〜22);2管はLiP2.
0単位とMnP12.8単位を受容しくサンプル23〜
24);2管はLiP4.0単位とMnP25.3単位
を受容しくサンプル25〜2B)3管は対照として用い
られ(サンプル18〜20)、酵素濃縮物を受容しなか
った(第4表参照)。最後に、反応管を酸素で短時間パ
ージし、栓をし、おだやかに数回逆さにして混合した。
管を第1段階に対して上述したようにインキュベートし
た。次にバルブを前記管から除去し、水酸化ナトリウム
で1回、水で3回、上述したように別々に洗浄した。最
後の水洗後に、上述のようにサンプル18〜2Bからの
バルブを0.17N酢酸で洗浄した。これらのバルブ・
パッドをバルブの白色度(%G、E、)リグニン含量(
μカッパ数)及び粘度(cp)を測定する少なくとも1
2時肖前に、上述のように風乾させた。
結  果 第4表は、各段階のバルブ・サンプルに加えたLiPと
MnPの単位を示す。LiP単位は上記発明の詳細な説
明に記述されたように定義されかつ測定されたVAO活
性の単位を表す。MnP単位は上記発明の詳細な説明に
記述されたように定義されかつ4p1定されたPRO活
性の単位を表す。
各反応は20m1ffi中にパルプ乾ff10.4gを
含むので、バルブ乾ffi 1 gあたりの単位および
反応容量あたりの単位は第4表の数値から算出すること
ができる。
第5表はこの実験の結果−一処理パルブの白色度、リグ
ニン含量及び粘度を示す。反復実験も含める。サンプル
1〜9は第1段階後に検定した。
サンプル同〜I7は第2段階後に検定した。サンプル1
8〜26は第3段階後に検定した。第5表は各バルブ・
サンプルに加えたLiPとMnPの累積111位値をも
示す。例えば、サンプル26のLiPの累積+1i位値
として示した値(32,0)は第1段階、第2段階及び
第3段階で供給したLiP単位の合計(20,0+8.
0+4.0)を表す。
V K M −F −1767酵素濃縮物による硬水ク
ラフト・バルブの1段階処理は、酵素を加えなかった対
照サンプルからのバルブに比べて、バルブの有意な脱リ
グニンと増白を示した。2段階処理は1段階処理に比べ
て低いリグニン含量と大きい白色度とを有するバルブを
製造した。3段階処理は2段階処理よりもさらに良好に
作用した。リグニン含量の低下と白色度の増大が粘度の
許容できる減少を伴って得られた。
第4表 S杉 段 階 1、iP MnP 0.0 0.0 0 0.0 0 5.0 1080 10,0 00 20,0 0,0 0,0 7,7 7,7 15,4 15,4 30,8 30,8 第 段 階 jP MnP 0.0 0.0 0 5.0 10.0 0.0 0.0 0.0 7.7 15.4 0.0 0.0 0.0 2.0 4.0 0.0 0.0 0.0 8.1 16.1 15 1010 15,4 4,0 16,1 6 20,0 30,8 8,0 32,3 7 20,0 30,8 8,0 32,3 0,0 0,0 0,0 5,0 5,0 10,0 1000 20,0 20,0 0,0 0,0 0,0 7,7 7,7 15,4 15,4 30,8 30,8 0,0 0,0 0,0 2,0 2,0 4,0 4,0 8,0 8,0 0,0 0,0 0,0 8,1 8,1 16,1 te、t 32.3 32.3 第3 LIP 01o 0.0 0.0 1.0 1.0 2.0 2.0 4.0 4.0 段階 MnP 01o 0.0 0.0 6.3 6、3 12.6 12.6 25.3 25.3 第 5表 加えた酵素 の累積単位 LIP  MnP o、o  o、。
o、o  o、。
o、o  o、。
白色度 リグニン含量 (j力1パNo、) 12.2 to、e 11.1 粘度 (cp) 27.3 26.2 27.6 5.0   7.7    48 5.0   7.7    52 11.2    26.7 8.9    24.9 10.0  15.4    53 10.0  15.4    53 7.9    24.9 8.5    24.7 20.0 20.0 30.8    54 30.8    55 8.0    24.5 5.2    24.6 0.0   0.0    49 0.0   0.0    49 1(1,726,4 11,726,9 2 0,0 0,0 9 11,2 25,2 3 7,0 15,8 8 8,8 20,4 4 5 214,03+、5    67 2   +4.0  31.5     B[i6.1
    20.4 6.1    20.2 G 7 2  2g、0  63.1    6B2   zg
、o   G3.I     C74,519,8 5,220,3 8 9 0 30,00,051 3(1,(10,Q     50 3   0.0   0.0    511014 25,5 1000 27,4 25,5 1 2 8,022,175 8,022,176 4,320,1 4,320,0 3 4 5 16、0  44.1    78 1G、0  44.1    7B 32.0   g8.4    76 4.3    18.7 4.3    18.8 4.7    23.3 26    3  32.0  88.4    76
      4.7    18.3非処理洗浄バルブ
    38   13.3  26.0実施例4 v K M −F −1767非分画酵素濃縮物による
1段階、2段階または3段階処理による南洋産軟木クラ
フトパルプの脱リグニン この実験においては、南洋性軟水クラフト・パルプに対
して]7ネロケーテ・クリソスポリウム−V K M 
−F −1787非分画酵素濃縮物による1段階、2段
階または3段階処理を実施した。実験は、以下に述べる
ように変更した、実施例3の方法に従って実施した。
パルプの調製 実施例3に記述されたように南洋産軟木クラフト・パル
プが酵素処理用に必須的に調製された。
湿った「洗浄」南洋産軟木クラフト・パルプは25.4
%の粘稠度、25%G、E、の白色度及び25,0のμ
カッパ数を有した。
酵素濃縮物の調製 VKM−F−1767非分画酵素濃縮物を実施例1に述
べたように、ローラー・ボトルと増殖培地Aとを用いて
調製し、使用するまで一70℃に保存した。全ての反応
に対して同じ濃縮物製剤を用いた。
酵素濃縮物を解凍し、第1段階反応に加える直前にその
VAOA性を測定した;この値は下記にリストする。第
1段階反応に用いた酵素濃縮物のPRO活性のリストし
た値は、凍結前の濃縮物のPRO活性と第2段階の前に
測定した濃縮物のPRO活性との平均値を表す。第1段
階反応に用いるためのアリコートを取り出した後、酵素
濃縮物を4℃において1晩貯蔵した。翌日、酵素濃縮物
を第2段階反応に加える前に、VAOとPROの画情性
に関して酵素濃縮物を再び検定した。酵素濃縮物を第3
段階に用いるまで4℃において再び保存した。この実験
では、第3段階を第2段階と同じ日に開始した。第2段
階と第3段階との間の経過時間が比較的短かったため、
第3段階の直前に、濃縮物の3回目の検定は実施しなか
った。従って、第3段階反応に対して第7表でリストし
たLiPとMnPの単位は第2段階の直前に実施した検
定からのVAOi性とPRO活性とを用いて算出したも
のである。各段階で加えた酵素単位の算出に用いた酵素
濃縮物のVAOA性とPRO活性との値を次に示す: VAOA性 段  階     (U/m1) 1     12.0 2     11.2 3     11.2 第1段階 次の組成の IOX反応ミックスを調製した:200m
M酢酸ナトリウム(pif4.5)  ;  0.5%
トウイーン80 ;  4.Om Mベラトリル・アル
コール;  100mM乳酸塩;  1.0mM硫酸マ
ンガン。この反応ミックスを水酸化ナトリウムによって
pl+4.5に調製した。
反応ミックスを11反応管と6対魚管の各々に加えた(
2.0ml/管)。次に洗浄バルブ1.6g (パルプ
乾ff10.4g)を6管に加えた。次に、全ての反応
PRO活性 (U/m1) 23.8 22.5 22.5 成分を加えた時に管あたりの最終反応量が20 mlに
なるために必要な量で、二重蒸留水を6管に加えた。酵
素濃縮物によって与えられるグルコースを除いて、最終
反応濃度が10.0m Mになるように6管にグルコー
スを加えた。次に、管を旋回して混合した。管の中味を
通して3分間、酸素をバブルさせた。次に酵素濃縮物を
加えた。第6表は各反応管に加えたLiPとM n P
の単位を示す。最後に、グルコース・オキシダーゼ(1
,OV/μp)20μgを6管に加えた。6管の最終反
応量は20m1であった。グルコース・オキシダーゼを
加えた後に、管に栓をし、おだやかに旋回させて中味を
屈合し、バルブを分散させた。
実施例3に記述されたように、サンプルを1晩インキユ
ベートした。実施例3に記述されたように、インキュベ
ーション後に、各反応からのバルブを水酸化ナトリウム
で洗浄し、次に水で2回洗浄した。実施例3に記述され
たように、第2の水洗後にサンプルl−6からのバルブ
を酢酸で洗浄して、1晩風乾させ、白色度、リグニン含
量及び粘度に関して検定した。第7表はこれらの分析結
果を示す。
第2段階 サンプル7〜17からのパルプに対して、蒸留水約25
0 mlによる新たな水洗を実施した。この最後の水洗
後に、これらのサンプルからのパルプを再び反応管に入
れ、第1段階で上述したと同様に、酵素濃縮物と共にイ
ンキュベートした。第6表は第2段階反応に加えたLi
PとMnPの単位を示す。
第2段階反応を実施例3に述べたように5時間インキュ
ベートした。次に、各反応からのバルブを水酸化ナトリ
ウムで1回及び水で2回、第1段階で述べたように、洗
浄した。実施例3に述べたように、第二の水洗後にサン
プル7〜11からのパルプを酢酸で洗浄し、1晩風乾さ
せ、白色度、リグニン含量及び粘度に関して検定した。
第7表はこれらの分析結果を示す。
第3段階 サンプル12〜17からのパルプに対して蒸留水約25
0 mlによる新たな水洗を実施した。この最後の洗浄
後にサンプル12〜17からのパルプを再び反応前に入
れ、第1段階で上述したように、酵素濃縮物と共にさら
にインキュベートした。第6表は第3段階反応に加えた
LiPとM n Pの単位を示す。
実施例3で述べたように第3段階反応を1晩インキユベ
ートした。次に、各反応からのパルプを、第1段階で上
述したように、水酸化ナトリウムと水で洗浄した。実施
例3で述べたように第二の水洗後にサンプル12〜17
からのパルプを酢酸で洗浄し、1晩風乾させ、白色度、
リグニン含量及び粘度に関して検定した。第7表はこれ
らの分析結果を示す。
結  果 第6表は各段階のパルプ・サンプルに加えたLiPとM
nPの単位を示す。実施例3と同様に、バルブ乾m 1
 gあたりのLiPまたはM n P Q3位及び反応
混合物量あたりの単位は、各反応が20 ml量中にパ
ルプ乾No、4gを含むので、第6表の値から算出する
ことができる。
第7表はこの実験の結果−一処理パルブの白色度、リグ
ニン含量及び粘度を示す。反復実験も含める。サンプル
1〜6は第1段階後に検定した。
サンプル7〜11は第2段階後に検定した。サンプル1
2〜17は第3段階後に検定した。第6表は各パルプ・
サンプルに加えたLiPとM n Pの累積単位をも示
す。
南洋産軟水クラフト・パルプのVKM−F−1767酵
素濃縮物による1段階処理は、酵素濃縮物を受けていな
かった制御サンプルから得られるパルプと比較してパル
プの有意な脱リグニンを生じた。
2段階処理は1段階処理よりもリグニン含量がさらに低
いパルプを生じた。3段階処理は2段階処理よりもさら
に良好に作用した。1段階処理及び2段階処理によって
も有意な脱リグニンが達成されたが、パルプは増白され
なかった。この理由はリグニン含量が増白を生ずるほど
充分に低下しなかったためと考えられる。しかし、3段
階処理後には、リグニン含量が充分に低下し、増白が観
察された。パルプ粘度は酵素処理によって減少しなかっ
た。
部 表 部 段 階 LiP MnP 0.0 0.0 0、口 9.6 9.6 19.2 19.2 0.0 19、O 19,0 38,1 38,1 0,0 0,0 9,6 9,6 19,2 0,0 0、O 19、O 19,0 38,1 第 2 1P Ooo 0.0 4.8 4.8 9.6 段 階 MnP 0.0 0.0 9.6 9.6 19.3 部 段 階 LiP MnP 2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0、O 0.0 9,6 9.8 19.2 19.2 0、O I9.0 19.0 38.1 38.1 0.0 4.8 4.8 9.6 9.6 0.0 9.6 9.6 19.3 19.3 0.0 0.6 0.6 1.3 1.3 0.0 1.2 1.2 2.6 2.6 fンプル 第7表 加えた酵素 白色度 の累積単位 LIP  MnP o、o  o、。
o、o  o、。
(%G、E、)  (uむヱ4し)包公3B     
  23.5 36      22.4 リグニン含量 粘度 14.3 9.8  19.0    2B 9.8  19.0    27 19.9    21.4 20.1    19.4 19.2  38.1    2g 19.2  38.1    26 17.9    1g、3 19.4    19.5 0.0    G、0    35 0.0   0.0    34 23、(17,7 22,312,8 14,42g、13    31 14.4  26.6    30 16.0 15.0 14.3 26.8 57.4 0 i6.4 (5,9 2 3 (1,0 0,0 0,033 0,035 20,1 20,4 11,9 4 5 15,0 15,0 29,8 29,8 12,4 1002 14,2 6 7 30,1 30,1 81)、0    40 600    43 10.1    13.9 g、7    14.3 非処理洗浄バルブ 5 25.0 [実施例5]  cha1nia種[NCL 82−5
−1]からのキシラナーゼの調製 Chain1a種[NCL 82−5−1](ATCC
53812)をポテトデキシトローズ(potato 
dextrose)の寒天斜面培養基上で4℃で保った
。微生物をキシラン原(例えば5%の小麦ぬか(Whe
at bran)または1%のキシラン)と従来の栄養
剤(例えば1%イースト抽出物)を含有する無菌状の培
養地に移した。培養物を振盪フラスコ中で30℃で、キ
シラナーゼ活性度(前述の試験法で測定して)がピーク
に達するまで(普通3ないし5日)激しく攪拌して培養
した。
活性度がピークに達したあと、微生物細胞と他の固体は
従来の方法(例えば濾過とか遠心分離)で除去し、清澄
な濾液あるいは上澄液を得た。濾液または上澄液は限外
濾過または真空蒸発に供する前に典型的な濃縮を行なっ
た。培養物より得られたキシラナーゼの収率は、5%の
wheat branを媒体としたときは約10101
l7、ixキシランが媒体のときは約25υ/mlであ
った。
[実施例(i]   Cha1nla種[NCL 82
−5−11キシラナ−ゼとA VKM−P−1767未
分別酵素濃縮物の組合せによる硬水クラフトパル プの処理:併行処理対連結処理 本実験では北部産硬水クラフトバルブをChalnia
 Fli[NCL 82−5−11(ATCC5H12
)単独またはこれとファネロケーテ・クリソスポリウム
株VKM−P−1767(ATCC24725)からの
未分別酵素濃縮物と組合せたものについて、その濃度を
色々変えて処理した。
リグニン分解酵素濃縮物をキシラナーゼ処理と併行法と
連続法の両法に適用した。
パルプの調製 北部産硬水クラフトバルブは実施例3に述べた方法で本
質的に酵素処理された。湿っぽい“洗浄パルプ1は使用
するまで4℃で貯蔵した。この組成(コンシスチンシー
)は26%(湿量パルプgあたり乾量パルプ0.26g
)であった。
酵素の調製 本実施例で利用されるリグニン分解酵素製剤はファネロ
ケーテ・クリソスポリウムVKM−P−1767の未分
別リグニン分解酵素濃縮物であった。これはローラーボ
トルと生育媒体(Growth MedluIl) A
を使って実施例1に述べた方法で調製され、使用するま
で一70℃で保存した。この濃縮物のVAOおよびPR
O活性度は解凍したのち前述の如く測定した。その活性
度は、V^0活性度(すなわちtxp)は17.5U/
mlでPRO活性度(すなわちU/ml nP )は2
0.7U/mlであった。
本実施例で利用された未分別のキシラナーゼ製剤はCh
alnia種[NCL 82−5−11の培養上澄液か
ら実施例5で述べた真空蒸発によって得られたものであ
る。この粉末は2500υ/gのキシラナーゼ活性度を
もっており、使用するまで20℃で貯蔵された。
本実験の直前に、“キシラナーゼ岐″が作られたがそれ
は9115.0の5On+M酢酸ナトリウムの 1ml
あたりこの酵素粉末の10■を含有していた(すなわち
25 U / mlキシラナーゼ)。
酵素処理工程 サンプル1はサンプル2〜4に対しマイナスの酵素コン
トロールであった。サンプル2〜4はキシラナーゼ液の
みで、濃度を変えて処理された。
サンプル5はサンプル6〜11に対するマイナスの酵素
コントロールであった。サンプル6はリグニン分解酵素
濃縮物のみで処理された。サンプル7〜10はキシラナ
ーゼ液とリグニン分解酵素濃縮物の両者とひとつの培養
中で処理された。サンプル11はサンプル12−14に
対するマイナス酵素コントロールであった。サンプル1
2−14は、第一段階で各種の濃度のキシラナーゼ液で
処理され、第二段階でリグニン分解酵素濃縮物の1℃度
のもので処理された。各酵素処理は約20m1の体積の
、乾量で0.3gのパルプについて行われた。すべての
酵素培養は50−mlの底部円錐状のポリプロピレン遠
心管中で行われた。
A、サンプルニー4 り+!5.0の5011mM酢酸ナトリウムの20m1
と洗浄パルプの1.07g (乾量パルプとして0.3
g>をサンプル管1−4に添加した。ついでキシラナー
ゼ液(25Ll/ml)をサンプル管2−4に添加し、
パルプの乾量Igあたりキシラナーゼ単位をTab l
 e■の比とした。ついで管の蓋をして、静かにかきま
ぜて内容物を混合し、60rpmにセットされた回転振
盪器に水平にとりつけ、50℃で6時間培養した。
培養後、多管に0.5Nの水酸化ナトリウムを添加し全
量を約50m1とした。多管の内容物をホットマン(W
baLman ) 3Mの濾紙をつけた各個ノシンター
ド(s 1ntered)ガラス漏斗に添加した。つい
で空になった反応管を約30m1の0.5N水酸化ナト
リウムで洗浄しこれらの洗浄物を適当なフィルター漏斗
に添加した。各フィルター漏斗中のパルプはついで真空
濾過で集められた。ついで約250 mlの蒸溜水を各
フィルター漏斗に添加し攪拌して再びパルプを集めた。
最後に各フィルター漏斗に約250 mlの0.17N
酢酸を添加し攪拌してパルプを再び集めた。
このパルプパッド(pad)はすくなくとも 3時間空
気乾燥したのちその光沢度とリグニン含有量を実施例3
で述べた方法で測定した。
6、サンプル5−9 次の組成をもつりグニナーゼ反応混合物を調製した: 205M酢酸ナトリウム、pH4,3;  0.025
%Tween 80 ;0.tsMベラトリルアルコー
ル;  0.2+M硫酸マンガン; 10mMラクテー
ト(lacLate)  ; 3mMグルコース。
この反応混合物のpHを丁度4.3に調節し、前記液を
通して酸素を3分間バブルさせた。
リグニナーゼ反応混合物の20m1と洗浄パルプの1.
07 g (乾量で0.3g)をサンプル管5−9に添
加した。ついでキシラナーゼ液(250/ml)および
/または未分別リグニン分解酵素濃縮物(17,5U/
ml Lip; 20.7U/ml MnP)をサンプ
ル管8−9に添加し、パルプの乾量1gあたりの酵素単
位をTable■に示される比とした。最後に、サンプ
ル管6−9に20μpのグルコースオキシダーゼ(シグ
マ化学会社二零G−6500.1.OU/μp)を添加
した。容管に短時間、酸素をフラッシュし、蓋をして静
かにかきまぜて内容物を混合した。護管を、80rpm
にセットされた回転振盪器に水平にとりつけ、37℃で
18時間培養した。
培養後、バルブサンプルを加工して光沢度とリグニン含
有量をパルプサンプルl−4で述べた方法で分析した。
C,サンプル10−14 第一段 pH5,0の50m M酢酸ナトリウムの20m1と洗
浄パルプの1.07g (乾量で0.3g)をサンプル
管10−14に添加した。ついでキシラナーゼ液(25
U/ml )をサンプル管11−14に加え、パルプの
乾ff11gあたりの酵素単位をTable■の比とし
た。ついで護管に蓋をし、静かにかきまぜて内容物を混
合し、80rpImにセットされた回転振盪器に水平に
とりつけて、50℃で6時間培養した。
キシラナーゼ液で培養された後、各サンプル管の内容物
はホットマン3M濾紙をつけた別々のシンタートガラス
漏斗に加えられ、真空濾過でパルプが集められた。各漏
斗中のパルプをついで約250m1の蒸溜水中に再び懸
濁し、攪拌して再び真空濾過をしてパルプを集めた。こ
の水洗は2度くりかえした。
第二段 サンプル管10−14からのパルプを再び別々の管内に
いれた。ついで容管にリグニナーゼ反応混合物(サンプ
ル5−9で上述した)の20m1を加えた。
未分別リグニン分解酵素濃縮物(17,5LI/ml 
Lip ;20.7U/ml  MnP)をついでサン
プル管11−14にTab 1e■に示されるように添
加した。最後に20μρのグルコースオキシダーゼ(シ
グマ化学会社: IIG−6500,1、OU/μII
)をサンプル管11−14に添加した。容管に、ついで
短時間酸素をフラッシュし、蓋をして静かにかきまぜて
内容物を混合した。60rpm+にセットされた回転振
盪器に平行にとりつけ、37℃で18時間培養した。
リグニン分解酵素濃縮物で培養後、パルプサンプルを加
工し上述のサンプルl−4で述べた如く光沢度とリグニ
ン含有量を分析した。
結果 各酵素処理段階に存在するパルプの乾ffi Igあた
りの酵素単位をTable■に示す。L1p単位は[発
明の詳細な説明]で述べられたように定義されて測定さ
れたVAO活性度の単位を表わす。Mnpの単位は〔発
明の詳細な説明]で述べられたように定義されて測定さ
れたPRO活性度の単位を表わす。キシラナーゼの単位
は[発明の詳細な説明]で述べられたように定義されて
測定されたものである。“酵素添加“という頭書きの欄
の下の記載事項は、各バルブサンプルがうけた酵素処理
を表わしている。例えば“X”とあるのはキシラナーゼ
液を用いた処理法を”IOX”とあるのはキシラナーゼ
液を10倍量用いた処理法を表わしている。”X十L“
はキシラナーゼ液とリグニン分解酵素濃縮物の両者を1
つの培養中で処理したことを表わす。
X/Lは一段目にキシラナーゼ液処理を二段目にリグニ
ン分解酵素濃縮物を用いて処理したことを表わす。
Table IXはこれらの実験の結果−処理されたバ
ルブサンプルの光沢度とリグニン含有量−を示す。
Table Xは、酵素処理されたバルブサンプルにつ
いて光沢化されたパーセントおよび脱リグニンされたパ
ーセントを適当なマイナスの酵素コントロールと比較し
て示す。(例えばサンプル6−IOの光沢化のパーセン
トはパルプサンプル5と関連したものである)。
啼7ブル Tab l e  ■ 各段階でバルブの乾ff11gあたりに添加された酵素
単位 第一段 111iJI   Lip     MnP   キシ
ラナーゼ0.0    0.0    0.O X     O,00,016、7 2X     O,00,033,3 10X     O,00,0166、70、O L     48.3 X+L    48.3 2X+L   46、3 10X+L   4g、3 o、o    o、。
57.3   0.0 57.3   16、7 57.3   33.3 57.3  166.7 第二段 −/− X/L 2X/L 10X/L 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16、7 33.7 168.7 0.0 48.3 48.3 48.3 0.0 57.3 57.3 57.3 0.0 0.0 OoO O90 サンプル Table  IX 酵素添加 光沢度 (%G、E) 41.9 X    44.0 2X    46、2 10X    47.2 リ グニン含有量 (μ  カフバー) 12.0 1012 1010 9,4 x+L 2x±L 10X+L 10X+2L 41.9 52.5 47.3 45.2 44.9 43.2 11.6 8.4 9.8 9.8 to、e 067 一/− X/L 2X/L 10X/L 43.1 56、3 55.1 55.1 11.8 6、9 7.2 6.5 Table  X 酵素添加 光沢化% 5 2X       10 10X       13 L      25 x+t、       ta 2X+L    8 tox+t、    7 10X+2L        3 X/L    31 2X/L    2g 10X/L    26 TablelKおよびTableXのデーターから次の
ことが示される。すなわち、硬水クラフトパルプをキシ
ラナーゼで、ついでリグニナーゼで連続的に処理すると
キシラナーゼやりグニナーゼ単独で処理する時より大き
な光沢化%と大きな脱リグニンSが得られる。
思いがけないことだが、キシラナーゼおよびリグニン分
解酵素を用いて同じ一培養中で処理するとリグニン分解
酵素単独で処理する時より低い光沢化と脱リグニン度を
示した。
〔実施例7] Cha[n1a FIi[NCL 82−5−1]キシ
ラナーゼとVKM−P−1767未分別酵素濃縮物とを
用いた硬水クラフトパルプの連続処理二段数と順序の影
Vt この実験は、キシラナーゼの単独処理およびキシラナー
ゼとりグニナーゼの連続処理を用いた硬水クラフトパル
プの一段法および多段法の段数の影響を決定するために
設定された。これらの酵素製剤を用いた連続処理の色々
な順序の影響についても研究した。
バルブの調製 北部性の硬水クラフトパルプを実施例3に述べたように
酵素処理するために調製した。湿った“洗浄”パルプは
26.3%の組成(バルブの湿ff11gあたり乾量で
0.263g)であった。
酵素の調製 この実験に使用される未分別リグニン分解酵素濃縮物は
Phanerochaete chrysospori
ua VKM−P−1767から実施例Bに記述した方
法でつくられた。この調製剤の特性は、VAO活性度(
Lip)が12.4U/ml。
PRO活性度(MnP)が31.5U/mlであった。
この実験で用いられた未分別キシラナーゼ製剤(pH5
,0の50mM酢酸ナトリウム中25 U / mlの
キシラナーゼ)はChainia種 [NCL82−5
−1](ATCC53812)培養上澄液から実施例6
に記述した方法で作られた。
酵素処理段階 各バルブサンプルの関与した酵素処理段階の構成をTa
ble XIの“処理順序“の頭書の下に示した。
未分別キシラナーゼ液でパルプを培養する工程よりなる
処理段階を°゛X”で表わした。未分別リグニン分解酵
素濃縮物(LipとMnPの両者を含有している)でパ
ルプを処理する工程より成る処理段階を”L”で表わし
た。リグニン分解酵素とキシラナーゼのいづれもが存在
しない処理工程(すなわちマイナス酵素コントロール)
を”0“で表わした。連続的に処理する段階を”l”の
記号で表わした。
すべての酵素培養物を容量約20m1で底部が円錐状の
ポリプロピレン製の50m1遠心管に入れた。各サンプ
ル管に湿量で1.9gの洗浄パルプ(乾量で0.5sr
)を入れた。各パルプサンプルの処理に用いられた累積
酵素単位をバルブの乾11gあたりでTable XI
に示した。
キシラナーゼ処理段階 キシラナーゼ処理段階は次の如く行われた。各バルブサ
ンプルにpH5,0の5011mM酢酸ナトリウム20
m1を添加して処理した。ついで0 、5 mlのキシ
ラナーゼ液(25U/ml)を培養中でバルブの乾量1
gあたりキシラナーゼが25.0単位となるように添加
した。この管についで蓋をし、静かにかきまぜて内容物
を混合し、80rpmにセットされた回転振盪器に水平
につけて50℃で培養した。第一段または第三段でのキ
シラナーゼ培養は16時間であった。第二段または第四
段でのキシラナーゼ培養は6時間であった。
ひきつづきもうひとつの酵素処理段階がなされるべきキ
シラナーゼ培養では、培養後蒸溜水でパルプを洗浄した
。洗浄するために6管の内容物をホットマン3M濾紙を
つけた個別のシンタートガラス漏斗に添加された。空に
なった反応管はついて約20〜30 mlの蒸溜水で洗
浄し、これらの洗浄物を適当なフィルター漏斗に添加し
た。各フィルター漏斗中のパルプはついで真空濾過で集
められた。
ついで各フィルター漏斗に約250m1の蒸溜水を加え
、攪拌しながら再びバルブを集めた。この水洗は2回く
りかえした。最後にバルブを反応管に戻しひきつづく酵
素処理用とした。
リグニン分解酵素処理段階 リグニン分解酵素処理段階は次の如くであった。
次の組成をもつlOxリグニナーゼ反応反応物合物製し
、ついでpl+を4,5に調節した:  200mM酢
酸ナトリウムpl+4.5  ;  0.25%Tve
en80 ; 1.0mM硫酸マンガン; 10hMラ
クテート; 100n+Mグルコース。
2 mlのIOXリグニナーゼ反応反応物合物8m1の
蒸溜水を各バルブサンプルに添加して処理した。ついで
混合物を通して酸素を3分間バブルした。ついで0.5
mlのリグニン分解酵素濃縮物(12,4U/ mlt
、tp : 31,50/ ml Mnp)を添加し培
養中でパルプの乾=tgあたりLIpが6.2単位、パ
ルプの乾量tgあた一す MnPがi5.8単位の比と
した。最後に20μgのグルコースオキシターゼ(シグ
マ化学会社1t(i−6500;1.OU/llN )
を添加した。これらの管をついで酸素で短時間フラッシ
ュし、蓋をして静かにかきまぜて内容物を混合し、BO
rpmにセットされた回転振盪器に水平にとりつけて3
7℃で培養した。一段目または三段目の培養は16時間
行われた。二段目または四段目の培養は6時間行われた
ひきつづきもうひとつの酵素処理される未分別リグニン
分解酵素濃縮物はその各培養の後、そのバルブをアルカ
リで抽出した。6管に水酸化ナトリウム(0,5N)を
添加し全量を約50 mlとした。6管の内容物をホッ
トマン3M濾紙をつけた個別のシンタートガラス漏斗に
添加した。空になった反応管をついで約30m1の0.
5N水酸化ナトリウムで洗浄し、これらの洗浄物を適当
なフィルター漏斗に添加した。次に各フィルター漏斗内
のバルブを真空濾過により集めた。該バルブをその反応
管に戻しひきつづく酵素処理用とした。
マイナス酵素コントロール バルブサンプル18と19は“マイナス酵素″コントロ
ールであった。バルブサンプル18は、キシラナーゼ処
理段階で述べたように、緩衝液中で培養されついで水で
洗浄された。この段階を3回くりかえしついで以下に述
べるようにバルブを抽出した。バルブサンプル19はリ
グニン分解酵素処理段階用として述べたように、緩衝液
中で培養しついで抽出が行われた。上述したようにこの
段階を3度くりかえしついでバルブは以下に述べる方法
で抽出された。
処理の各順序の最終段階における酵素処理後のバルブ抽
出 リグニン分解酵素またはキシラナーゼを用いた培養工程
のあとで行われる各処理順序の最終の酵素処理段階では
、バルブはアルカリで抽出され、蒸溜水で洗浄されつい
で希酸で抽出された。これらの抽出および洗浄は本質的
に実施例Bに記載された方法で行われた。生成したバル
ブパッドを少なくとも3時間空気乾燥しそのあと実施例
3に述べた方法で光沢度とリグニン含有量を測定した。
これらの分析結果をTable XIに示す。
Table 1 9 0101010 01o 0.0 O20 4 i2,6 [実施例8] 硬水クラフトバルブのChalnia種[NCL 82
−5−11キシラナーゼとVKM−P−1767未分別
酵素濃縮物による連続処理二段数と順序の影響(■) この実施例では硬水クラフトバルブは (a)Chainia種[NCL 82−5−1]から
得られた未分別キシラナーゼ製剤を用いて一段および二
段処理、(b) Phanerochaete chr
ysosporium種VKM−P−1767から得ら
れた未分別酵素濃縮物を用いて一段、二段および三段処
理、および(C)これらの酵素製剤の両者を用いて、色
々な二段、三段および四段処理を施された。
バルブの調製 クラフトバルブ(軟木;〜23%、硬水5〜77%)を
水でよく洗浄し酵素処理用に調製した。バルブ(湿量で
約100g)を英国製の紙分解答(Br1t1shSh
eet Dis!ntegratOr)を使って約2g
の蒸溜水中に4ないし5分分散した。ついでこのバルブ
を15ffの蒸溜水を用いて実施例3に述べた方法で洗
浄し、使用まで密封したプラスチック袋の中で4℃で保
存した。混った“洗浄パルプは27.2%の組成(バル
ブの湿ff11gあたりバルブの乾量0.272g)で
あった。この洗浄バルブは光沢度が35%G、E、でカ
ッパー数は16.2μカツパーであった。
酵素の調製 この実施例には二種の異なる未分別リグニン分解酵素濃
縮物が用いられた。再濃縮物は実施例6に述べた方法で
Phanerochacte chrsosporlu
m  VKM−F−1787カら調製された6a縮物A
の特性4;! VAOA性度(LIP)が1.17U/
mlでPRO活性度(MnP)は14Ll/mlでこれ
らはTable X Ifに示された実験の直前に分析
されたものである。濃縮物への特性はTabIeX m
に示された実験の直前の分析では1.1507m1Li
Pおよび16、4U/ml MnPであった。濃縮物B
はV^O活性度(LjP)が45.8U/ mlでPl
?0活性度(MnP)は521.3 U/mlであった
この実施例に使用した未分別キシラナーゼ製剤は実施例
6に述べた方法でChainia種[NCL 82−5
−11の培養上澄液より調製されたキシラナっゼ液(p
115.0の50.mM酢酸ナトリウム中250/ml
)であった。
酵素処理 各パルプサンプルに施された酵素処理段階の順序をTa
ble X IIとX■に“処理順序”と頭書して示す
。処理段階の順序を示すのに使った記号の意味は実施例
7に先述しである。
再現性をみるために実質的に同じ実験を実質的に同じ方
法で日を異にして行った。さらにこれらの実験で一対の
バルブサンプルによって各処理順序の評価を行った。こ
れらの2つの個々の実験結果をTable X Uおよ
びTableX mにそれぞれ示す。
すべての酵素培養は底部が円錐状のポリプロピレン製の
容量50m1の遠心管中で容量を20m1として行った
。洗浄バルブの湿ff11.47g (乾量で0.4g
 )を各サンプル管に入れた。各パルプサンプルの処理
に伴った累積酵素単位はバルブの乾ff11gあたりで
TableX IIとTableX IIIに示しであ
る。
キシラナーゼ処理段階 キシラナーゼ処理段階は次のようにして行った。
処理すべき各パルプサンプルに、pH5,0の50mM
酢酸ナトリウム(2,0m1)と蒸溜水<16.4m1
)を添加した。この管を短時間かきまぜて緩衝液中のバ
ルブを分散させた。キシラナーゼ培養(1,6m1)を
添加しキシラナーゼの比を容ff120m1中のバルブ
の乾量igあたり 100単位とした。この管をついで
蓋をして150rp11にセットされた回転振盪器に水
平にとりつけ50℃で2時間培養した。
他の酵素処理段階がつづいて行われる各キシラナーゼ培
養では、そのあとバルブを実施例6で本質的に述べたよ
うに約20m1の0.5N水酸化ナトリウムで抽出しつ
いで3杯の蒸廂水を用いて(各〜250m1)洗浄した
。抽出と水洗の後、バルブパッドを反応混合物を含有す
る適当な管に移し次の段階に供した。
リグニン分解酵素処理段階 リグニン分解酵素処理段階は次の如くおこなわれた。次
の組成の lOxリグナーゼ反応混合物を調製した。 
 pH4,0の 200mM酢酸ナトリウム、 0.1
Mグルコース、 0.1Mラクテート;la+M硫酸マ
ンガン:1%Twee+l[lo この反応混合物をp
H4,DJ= :J5 JT7 した。
反応混合物(2ml)に二度蒸溜した水を処理されるべ
き各パルプサンプルに添加し最終的な反応混合物を20
m1とした。この管を短時間かきまぜてバルブを分散さ
せた。
ついでVKM−P−1787未分別リグニン分解濃縮物
〈八またはB)を加え培養中の比を一般的にバルブ乾量
1gあたりのPI?O活性度 (MnF’)が約25単
位とした。
TableX IIに示される実験では濃縮物A(1,
17U/m1LiP ; 14U/ml MnP)がす
べてのリグニン分解酵素処理段階に使用され、これらの
段階での濃度はバルブの乾Hk1gあたり 2.1単位
LiPであった。TabIeX mに示される実験には
、濃縮物A(1,15U/ml LIP; 16.4U
/ml MnP)がバルブサンプルlから20までのリ
グニン分解酵素の一回処理のすべての段階と、リグニン
分解酵素の2回処理の段階に使用され、これらの段階の
LIPはバルブの乾ffi Igあたり 1.8単位の
比であった。濃縮物B(45,8U/ml LiP ;
521.3U/ml MnP)は残りのリグニン分解酵
素処理段階に使用されこれらの段階でのLIPはバルブ
の乾Ea 1gあたり 2.2単位の比であった。しか
しリグニン分解酵素を用いたサンプル21と22の二つ
の培前段階では、濃縮物Bが少し多く添加されその結果
この段階の比はパルプの乾量1gあたりLiPが2.4
7単位、MnPが26.2単位となった。最後に20μ
pのグルコースオキシダーゼ(シグマ化学会社、11G
−8500、1,OU/μρ)を添加した。ついで管の
蓋をし静かにかきまぜて内容物を混合し150rり10
にセットされた回転振盪器に水平にとりつけて50℃で
2時間培養した。
他の酵素処理段階が続いて行われるリグニン分解の濃縮
物を用いた各培養では、そのあとキシラナーゼ処理段階
で上述したようにパルプを水酸化ナトリウムで抽出し、
ついで蒸溜水を用いて洗浄した。抽出と洗浄ののち、パ
ルプパッドを反応混合物を含有する適当な管に移し次に
工程に供した。
マイナス酵素コントロール パルプサンプル23と24はこの実施例での両実験に対
する“マイナス酵素コントロール“である。
これらは上述のリグニン分解酵素処理工程で述べたよう
に四段階のモック(mock) (マイナス酵素)処理
に使われた。最終段階でのモック酵素培養のあとパルプ
は次の方法で抽出された。
各連続処理の最終の工程での酵素処理の後のパルプ抽出 各連続処理でリグニン分解酵素あるいはキシラナーゼを
用いた培養工程のあとの最終酵素処理段階でパルプサン
プルは実施例3で本質的に述べたような方法で約20m
1の水酸化ナトリウムで抽出され、−杯の蒸溜水(〜2
50m1)で洗浄され、−杯の0.17N酢酸を用いて
抽出された。生成したパルプパッドを少くとも3時間空
気乾燥したのち実施例3に述べた方法で光沢度、リグニ
ン含有量および粘度を測定した。これらの分析結果をT
able X■およびXmに示した。
Table  XII サンプル 処理順序 パルプの乾量1gあたりの累積酵
素単位 LiPMnP  キシラナーゼ I    L     2.+   25.0   0
.02    L     2.1  25.0   
003    X     O,00,010G、04
    X     O,00,0100,05X/L
    2.1  25.0   100.06   
  X/L       2.1    25.0  
  100.07    L/X     2.1  
25.0   100.08   L/X    2.
1  25.0   100.09    L/L  
  4.2  50.0   0.010L/L   
 4.2  5G、0   0.OII    X/X
    O,00,0200,012X/X    O
,00,0200,013L/L/X、   4.2 
 50.0   10G、0+4   L/L/X  
 4.2  50.0   1G0.015   L/
X/L   4.2  50.0  10G、018 
  L/X/L   4.2  50.0   100
.0+7   X/L/L   4.2  50.0 
  100.01g   X/L/L   4.2  
50.0  100.。
+9     L/L/L     8.3   75
.0      0.02OL/L/L   6.3 
 75.0   0.02L   L/L/L/X  
6,3  75.0   100.022     L
/L/1.、/X   6.3   75.0    
100.023  0101010 0.0  0.0
   0.024   0101010   O,00
,00,0未処PPの洗浄パルプ 光沢度  リグニン  粘度 含有量 (%C,E、) (μカッパー) (cp)41   
 11.4  23.0 44    11.7  24.4 44    13.2  26.4 45    13.9  211.7 47     +0.2  23.9 48    9.3  24.4 45    10、(i   24.044    1
0.5  27.8 52    9.5  2+、3 53    11.7  21.9 45    12.2  26.0 4B     11.11  29.354    7
.9  21.3 53    7.8  22.2 53    8.1  20.9 52     6、3  19.7 59    5.9  21.4 57    8.0  21.5 B+     7.0  19.1 83    6.0  20.0 B4    7,6  22.0 65    4.3  20.0 4B     13.4  26.4 47    13.5  273 35    18.2 Table  Xm サンプル 処理順序 パルプの乾ff11gあたりの累
積酵素単位 LiPMnP  キシラナーゼ I    L     1.11  25.0   0
.02    L     1.8  25.0   
003    X     O,00,0100,04
X     O,00,0100,05X/L    
1.11  25.0   100.06    X/
L    1.8  25.0   100.07  
  L/X    1.8  25.0    +00
.08    L/X    t、g   25.0 
  100.09    L/L    3.5  5
0.0   0.0+0   L/L    3.5 
 50.0   0.011   X/X    O,
00,020G、012   X/X    O,00
,0200,013L/L/X   −3,550,0
100,014L/L/X   3.5  50.0 
  10G、015   L/X/L   4.0  
50.0   10G、016   L/X/L   
4.0  50.0   100.017   X/L
/L   4.0  50.0   100.0III
   X/L/L   4.0  50.0   10
G、019   L/L/L   5.11   ?5
.0   0.020   L/L/L   5.8 
 75.0   0.021    L/L/L/X 
  6.5  78.2   100.022    
L/L/L/X   6.5  71+、2   10
0.023  0101010  O,00,00,0
2401010100,00,00,0未処理の洗浄バ
ルブ 光沢度  リグニン 含有ユ (%G、E、) (μかソバ−) 40    13.6 39     +4.6 44    13.8 45    14.4 46    10.9 48    11.9 43    12J 43   、 12.8 50    9.11 50    9.5 46、    13.1 45    11.8 53    8.7 ’55    85 57    7.2 54    7J 59    6.9 B+     6.4 132    7.5 83    8.4 64    4.7 85    4.3 411     +3.6 45    12.6 35    16.2 粘度 [実施例9] Cha1nla種[NCL 82−5−11キシラナー
ゼとVKM−P−1767未分別酵素濃縮物を用いた軟
木クラフトパルプの連続処理二段数および順序の影響■
この実施例では軟木クラフトパルプを (a)ChainlaFli[NCL 82−5−1]
(^TCC53812)から調製した未分別キシラナー
ゼ製剤を用いた3段および4段処理、(b) Phan
erochaete ehrysosporlum種V
KM−P−1783から調製した未分別酵素濃縮物を用
いた3段および4段処理、および(C)この両者の酵素
製剤を三段および四段の色々な順序の処理に供した。
パルプの調製 軟木クラフトパルプを水で十分に洗浄して酵素処理に用
いた。パルプ(湿量で約100g)を約2gの蒸溜水中
に英国製の紙分解答を使って4〜5分間分散させた。つ
いでこのパルプを実施例3で述べた方法で15IIの蒸
溜水を用いて洗浄し、使用するまで封をしたプラスチッ
ク袋中で4℃で貯蔵した。湿った“洗浄パルプ°は18
.57%(パルプの湿量1gあたり乾量でO,18Bs
r )の組成であった。
この洗浄パルプのカッパー数は27.4μカツパーであ
った。
酵素の調製 この実施例に用いられた未分別リグニン分解酵素濃縮物
はPhanerochaete chrysospor
iua+  VKM−F−1787から実施例6の方法
で作られた。この濃縮物の特性はVAO活性度(LIP
)が1.84IIml 、  PRO活性度 (MnP
)が39.5U/mlであった。
この嚢胞例に用いられた未分別キシラナーゼ製剤はCh
aln’Ja FJ[NCL H−5−13の培養上澄
液から実施例6の方法で調製されたキシラナーゼ液(p
H5,0で50mMの酢酸ナトリウムの緩衝液中で25
07m1)であった。
酵素処理 各パルプサンプルに施された酵素処理段階の順序はTa
blc XIVに“処理順序0の頭書の下に示しである
。処理段階の順序を示すのに使われた記号の意味は先に
実施例7で述べである。再現性を評価するために各処理
順序について一対のバルブサンプルが用いられた。結果
をTableXIVに示す。
すべての酵素培養は50m1の底面が円錐形のポリプロ
ピレン遠心管中で20m1の容量で行われた。各サンプ
ル管には湿量で2.15g (乾量で0.4g)のパル
プが入れられた。各バルブサンプルの処理に伴った累積
された酵素単位はパルプの乾m1gあたりとしてTab
leX IVに示しである。
キシラナーゼ処理段階 キシラナーゼ処fIJ!段階は次の如く行われた。
p115.0の500mM酢酸ナトリウム緩衝液(2m
l)と水(15,44m1)を処理すべき各バルブサン
プルに添加した。管を短時間かきまぜてパルプを分散さ
せた。
キシラナーゼ液(2,58m1)を添加し容ff120
m1中、パルプの乾jl1g当りキシラナーゼを160
単位の比とした。ついで管に蓋をし、150rpmlこ
セットされた回転振盪器に水平にとりつけて50℃で2
時間培養した。
もうひとつの酵素処理段階にすすむべき各キシラナーゼ
培養の場合は、その後、実施例6で本質的に述べた方法
で約20m1の0.5N水酸化ナトリウムを用いてパル
プを抽出しついで3杯の蒸溜水(各〜25Gml)を用
いて洗浄した。抽出と水洗の後バルブを反応混合物を入
れた適当な管に移し次の工程に供した。
リグニン分解酵素処理工程 リグニン分解酵素処理工程は次の如くして行われた。次
の組成をもつfoxリグニナーゼ反応混合物を調製した
。  pH4,0の200gM酢酸ナトリウム;0.1
Mグルコース; 0.1Mラクテート;  laM硫酸
マンガン; 1%Tween80゜反応混合物(2ml
)に二度蒸溜した水を最終的な反応量が20m1となる
ように添加し、これに処理すべき各バルブサンプルを添
加した。管は短時間かきまぜてパルプを分散させた。
ついでVKM−P−1767未分別リグニン分解濃縮物
を添加し培養中のバルブ乾ff11gあたりのPRO活
性度(MnP)が50単位に、またVAO活性度(LI
P )が2.3単位の比とした。最後に20μDのグル
コースオキシダーゼ(シグマ化学会社、$G−6500
  ;  1.OU/μρ)を添加した。ついで管に蓋
をつけ静かにかきまぜて内容物を混合し、150rpm
lこセットされた回転振盪器に水平にとりつけて50℃
で2時間培養した。
もうひとつの酵素処理段階がつづくようなリグニン分解
濃縮物を用いた各培養では、培養後に上述のキシラナー
ゼ処理段階で述べたようにパルプを水酸化ナトリウムで
抽出しついで蒸蒲水で洗浄した。抽出と洗浄のあとパル
プパッドは反応混合物を入れた適当な管に移し次の工程
に供した。
マイナス酵素コントロール パルプサンプル21と22はこの実施例における実験に
対する“マイナス酵素コントロール°である。
これらはリグニナーゼコントロールとして処理された。
これらは上述のリグニン分解酵素処理工程で述べたよう
に四段階のモック(Ilock) (マイナス酵素)処
理に使われた。最終段階でのモック酵素培養のあとパル
プを以下に述べる方法で抽出した。
呂連続処理の最終工程での酵素処理の後のパルプ抽出 リグニン分解酵素またはキシラナーゼを用いた培養工程
の後の各連続処理の最終酵素処理段階で、パルプサンプ
ルは実質的に実施例3で述べたような方法で約20m1
の水酸化ナトリウムで抽出され、1杯の蒸溜水(〜25
0m1)で洗浄され、1杯の0、17N酢酸を用いて抽
出された。生成したパルプパッドを少くとも3時間空気
乾燥した後、実施例3で述べた方法で光沢度、リグニン
含有量および粘度を測定した。これらの分析結果をTa
bleX rVに示す。
サレブル 処理順序 able パルプの乾ff11g あたりの累積酵素単位 IV 光沢度 リグニン 含有量 粘度 X/X/X X/L/X X/L/X X/1./L X/L/L 4B0.0 320.0 320.0 160.0 11io、0 L/L/X L/L/X L/L/L L/L/L X/1./XA。
X/L/X/L L/X/L/X L/X/L/X L/L/L/L L/L/L/L X/X/X/X X/X/X/X 0101010 0101010 ieo、。
leO,0 0,0 0,0 320,0 320,0 320,0 320,0 0,0 0,0 540,0 540,0 0,0 0 [実施例10] Chainia種[NCL 82−5−11キシラナー
ゼとVKM−P−1767未分別酵素濃縮物を用いた軟
水クラフトパルプの連続処理二段数および順序の影yg
 11この実施例で用いた軟木クラフトパルプを(a)
 Chainia種[NCL 82−5−11から調製
した未分別キシラナーゼ製剤を用いた二段処理、 (b)Phanerochaete chysospo
rium種VKM−r’−1767から調製した未分別
酵素濃縮物を用いた二段および二段処理、および(C)
これらの両酵素製剤を用いた巴々な二段および三段の連
続処理に供した。
パルプの調製 酵素処理用の軟水クラフトパルプは実施例9で述べた方
法で水で十分洗浄して調製した。湿った“洗浄パルプ”
の組成は26.6% (パルプの湿量1gあたり乾量で
0.268g )であった。この洗浄パルプのカッパー
数は29.6であった。
酵素調製 この実施例に供した未分別リグニン分解酵素濃縮物を実
施例6に述べた方法でPhanerochaetech
rysosporiufllVKM−F−1767から
調製した。この濃縮物の特性はVAO活性度(LiP)
が1.92U/ml。
PRO活性度 (MnP)が15.5U/mlであった
この実施例に用いられたキシラナーゼ製剤はChain
la種[NCL 82−5−1]の培養上澄液から実施
例Bで述べた方法で作られたキシラナーゼ液(pH5,
で501M酢酸ナトリウム緩衝液中で250/ml)で
あった。
酵素処理 各バルブサンプルに施された酵素処理段階の順序をTa
bleX Vに“処理順序°の頭書の下に示す。
処理段階の順序を示した記号の意味はさきに実施例7に
示しである。再現性を調べるために一対のバルブサンプ
ルを使って各処理順序について評価した。その結果をT
ableX Vに示す。
すべての酵素培養を底部が円錐形の5(1mlのポリプ
ロピレン遠心管中で20m1の容量について行った。
各サンプル管に湿量で1.49gの洗浄バルブ(乾量で
0.426g)を入れた。各バルブサンプルを処理する
のに用いた累積酵素単位をバルブの乾量1gあたりの1
11位でTableX Vに示す。
キシラナーゼ処理段階 キシラナーゼ処理段階は次のようにして行われた。 9
115.0の 500a+M酢酸ナトリウム緩衝液(2
ml)と水(lf3.81m1)を処理すべき各バルブ
サンプルに添加した。管を短時間かきまぜてバルブを分
散させた。キシラナーゼ液(1,[1IIll)を添加
し20m1の容量中でキシラナーゼがバルブの乾ff1
ls−当り 160単位となるような比とした。ついで
この管の蓋をし、150rpIIlにセットされた回転
振盪器に水平にとりつけて50℃で2時間培養した。
さらに他のひとつの酵素処理段階がつづくべきキシラナ
ーゼ培養ではその各培養のあとバルブを実施例6で本質
的に述べた方法で0.5N水酸化ナトリウム約20 m
lを用いて抽出し、ついで3杯の蒸溜水(各〜250m
1)を用いて洗浄した。抽出と水洗ののち、このバルブ
パッドを反応混合物を入れた適当な管中に移し次の工程
に供した。
リグニン分解酵素処理工程 リグニン分解酵素処理工程は次の如く行われた。
次の組成をもつ IOXのりゲナーゼ反応混合物を調製
した。  pH4,0の 200a+M酢酸ナトリウム
; 0.1Mグルコース、0.1Mラクテート;  1
111M硫酸マンガン;1%Tveen80.反応混合
物(2ml)に二度蒸瑠した水を加え最終的に反応容量
を20m1とし、これを処理すべき各バルブサンプルに
添加した。この管を短時間かきまぜてバルブを分散させ
た。
ついでVKM−F−1787未分別リグニン分解濃縮物
を加え培養中でバルブの乾ff11gあたりのPRO活
性度(MnP)が50単位、VAO活性度(LIP)が
6.16単位となるような比とした。最後に20μJの
グルコースオキシダーゼ(シグマ化学会社、JIG−6
500。
1、OU/μII)を添加した。ついでこの管の蓋をし
て静かにかきまぜて内容物を混合し、150rpa+に
セットされた回転振盪器に水平にとりつけて50℃で2
時間培養した。
さらにもうひとつの酵素処理段階がつづくべきリグニン
分解濃縮物を用いた培養ではその各培養のあと上述のキ
シラナーゼ処理段階で述べた方俵のようにバルブを水酸
化ナトリウムで抽出しついで蒸溜水で洗浄した。抽出と
洗浄のあと、バルブパッドを反応混合物を入れた適当な
管中に移し次の工程に供した。
マイナス酵素コントロール バルブサンプル9〜10および11〜12はこの実施例
の丈験に使われた“マイナス酔素コントロール″である
。これらはりグニナーゼコントロールとして処理された
。サンプル9〜10および11〜12はリグニン分解酵
素処理工程で前述したようにそ・れぞれ二段および三段
のモック(mock) (マイナス酵素)処理に供され
た。最終段階でのモ・ツタ酵素培養のあとバルブを次に
述べる方法で抽出した。
各連続処理の最終段階における酵素処理の後のバルブ抽
出 リグニン分解酵素またはキシラナーゼを用いる培養工程
のあとの各連続処理の最終酵素処理段階において、バル
ブサンプルは実施例3で述べた方性と本質的に同じく、
約20m1の水酸化ナトリウムで抽出され、−杯の7X
a水て(〜25[1m1)で洗浄され、−杯の0.17
N酢酸で抽出された。生成したバルブパッドを少くとも
3時間空気乾燥しそのあと実施例3で述べた方法で光沢
度、IJり゛ニン含有量および粘度を測定した。これら
の/1)析審吉果をTableXVに示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)各々のリグニン分解酵素処理段階が、効果的
    な量のリグニン分解酵素製剤を含むリグニン分解反応混
    合物中でリグノセルロース材料を培養する工程を含む一
    段またはそれ以上のリグニン分解酵素処理段階および (b)各々のキシラナーゼ処理段階が、効果的な量のキ
    シラナーゼ製剤を含むキシラナーゼ反応混合物中でリグ
    ノセルロース材料を培養する工程を含む一段またはそれ
    以上のキシラナーゼ処理段階を含む二段またはそれ以上
    の酵素脱リグニン工程を含むことを特徴とするリグノセ
    ルロース材料の脱リグニン方法。 2、前記リグノセルロース材料がウッドパルプであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、前記リグニン分解酵素製剤が白腐れ菌 (whiterotfungus)からつくられたもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 4、前記白腐れ菌がファネロケーテクリソスポリウム(
    Phanerochaetechrysosporiu
    m)株であることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
    載の方法。5、前記ファネロケーテクリソスポリウム株
    は、NRRL15978の同定特性を有するSC26,
    ATTC24725の同定特性を有するVKM−F−1
    767およびATCC34541の同定特性を有するM
    E−446より成るグループから選ばれたものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の方法。 6、前記リグニン分解酵素製剤は白腐れ菌の細胞外培養
    媒体濃縮物より成る未分別酵素濃縮物であることを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 7、前記リグニン分解酵素製剤は少なくともひとつのリ
    グニンパーオキシダーゼを含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の方法。 8、前記リグニン分解酵素製剤は少なくともひとつのM
    n(II)−依存性のパーオキシダーゼを含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 9、前記リグニン分解酵素製剤は少なくともひとつのリ
    グニンパーオキシダーゼと少なくともひとつのMn(I
    I)−依存性のパーオキシダーゼを含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 10、前記キシラナーゼ製剤は、アスペルギラス(As
    pergillus)、スポロトリチュム(Sporo
    trichum)、スクレロチム(Sclerotiu
    m)、チャエトミウム(Chaetomium)、シゾ
    フイラム(Schizophyllum)、チャイニア
    (Chainia)、クロストリヂウム(Clostr
    idium)、ストレプトマイセス(Streptmy
    ces)、バシルス(Bacillus)およびトリコ
    デルマ(Trichoderma)株より成るグループ
    から選ばれた微生物からのものであるか、またはチャイ
    ニアもしくはストレプトマイセス株からのものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 11、前記株は、ATCC15896の同定特性を有す
    るストレプトマイセススクレロチアルス(sclero
    tialus)、ATCC19347の同定特性を有す
    るストレプトマイセスフラビスクレロチカス(flav
    iscleroticus)、ATCC19345の同
    定特性を有するスプレプトマイセスフミガチスクレロチ
    クス(fumigatiscleroticus)、A
    TCC17757の同定特性を有するスプレプトマイセ
    スミヌチスクレロチクス(minutisclerot
    icus)、ATCC17756の同定特性を有するス
    トレプトマイセスニゲル(niger)、ATCC15
    814の同定特性を有するストレプトマイセスオクラセ
    イスクレロチカス(ochraceiscleroti
    cus)、ATCC15723の同定特性を有するスト
    レプトマイセスポオネンシス(poonensis)、
    ATCC17755の同定特性を有するストレプトマイ
    セスロゼイスクレロチカス(roseisclerot
    ius)、ATCC27946の同定特性を有するスト
    レプトマイセス種およびATCC43962の同定特性
    を有するチャイニアヒグロアトロシアナ(hygroa
    trocyanea)より成るグループから選ばれた株
    であることを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の
    方法。 12、前記リグニン分解反応混合物はさらに、過酸化水
    素を含みかつ該過酸化水素は約0.001ないし0.5
    mMの安定状態の濃度で保持されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 13、前記リグニン分解反応混合物はさらに、0.5な
    いし1.0mMのMn(II)を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第12項記載の方法。 14、前記リグニン分解反応混合物はさらに、0.5な
    いし20mMのアルファ−ハイドロキシアシッド(α−
    hydroxyacid)を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第13項記載の方法。 15、前記リグニン分解反応混合物はさらに、非イオン
    性および両性イオン洗剤より成るグループより選ばれた
    洗剤の0.001ないし0.1%を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第14項記載の方法。 16、前記リグニン分解反応混合物はさらに、非イオン
    性および両性イオン洗剤より成るグループより選ばれた
    洗剤の0.001ないし0.1%を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第12項記載の方法。 17、前記過酸化水素の濃度は、その場での過酸化水素
    の酵素発生によって安定状態のレベルに保持されたもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第12ないし第
    16項のいづれかに記載の方法。 18、0.01ないし20mMのグルコース上で0.0
    01ないし10U/mlのグルコースオキシダーゼの作
    用によってその場で過酸化水素を発生することを特徴と
    する特許請求の範囲第17項記載の方法。 19、前記過酸化水素の濃度は、過酸化水素を時間をは
    かりまたは定期的に添加してその安定状態のレベルを保
    持されることを特徴とする特許請求の範囲第12ないし
    第16項のいづれかに記載の方法。 20、前記Mn(II)は、硫酸マンガンとして供給さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第13、第14ま
    たは第15項に記載の方法。 21、前記アルファ−ハイドロキシアシッドは、乳酸で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第14または第1
    5項記載の方法。 22、前記酵素膜リグニン工程の各々はさらに、ひきつ
    づいてリグノセルロース材料をアルカリで抽出する工程
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 23、一段またはそれ以上の酵素脱リグニン工程はさら
    に、リグノセルロース材料を水を用いて十分に洗浄する
    工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 24、前記酵素脱リグニン工程の各々はさらに、ひきつ
    づいてリグノセルロース材料を水を用いて十分に洗浄す
    る工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第22項
    記載の方法。 25、最終酵素処理工程がさらに、ひきつづいて希酸溶
    液を用いてリグノセルロース材料を抽出する工程を含む
    ことを特徴とする特許請求の範囲第22、23または2
    4項記載の方法。 26、(a)リグニン分解酵素製剤を用いた培養が15
    〜55℃で、0.25〜18時間行われ、そして(b)
    キシラナーゼ製剤を用いた培養が20〜70℃で、0.
    25〜18時間行われる ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 27、少なくとも1つの従来の漂白工程および少なくと
    も2つの酵素膜リグニン工程を含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
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