JPH0995885A - パルプの漂白方法 - Google Patents
パルプの漂白方法Info
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- JPH0995885A JPH0995885A JP27469895A JP27469895A JPH0995885A JP H0995885 A JPH0995885 A JP H0995885A JP 27469895 A JP27469895 A JP 27469895A JP 27469895 A JP27469895 A JP 27469895A JP H0995885 A JPH0995885 A JP H0995885A
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- Japan
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- bleaching
- pulp
- lignin
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無公害で効率の良いパルプの漂白方法を提供
すること。 【解決手段】 酸素漂白パルプを、０．０００１〜１．
０Ｕ／ｍｌの活性を有するリグニンペルオキシダーゼに
より処理することを特徴とするパルプの漂白方法。
すること。 【解決手段】 酸素漂白パルプを、０．０００１〜１．
０Ｕ／ｍｌの活性を有するリグニンペルオキシダーゼに
より処理することを特徴とするパルプの漂白方法。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は酵素を用いたパルプ
の漂白方法に関し、特に、酸素漂白パルプを、０．００
０１〜１．０Ｕ／ｍｌの活性を有するリグニンペルオキ
シダーゼにより処理する、パルプの漂白方法に関する。
の漂白方法に関し、特に、酸素漂白パルプを、０．００
０１〜１．０Ｕ／ｍｌの活性を有するリグニンペルオキ
シダーゼにより処理する、パルプの漂白方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パルプの漂白過程における蒸解後
のパルプ中には、リグニンを中心とした着色物質が多く
残存している。従って、蒸解後のパルプから着色物質を
除くために漂白という工程が必要となる。しかしなが
ら、この漂白工程には、塩素、二酸化塩素あるいは次亜
塩素酸ナトリウム等の塩素系薬品が多量に用いられてい
ることから、その廃液には金属を著しく腐食する塩素が
残され、蒸解の際の薬品回収工程における濃縮燃焼及び
漂白工程における再循環利用を困難なものとしている。
のパルプ中には、リグニンを中心とした着色物質が多く
残存している。従って、蒸解後のパルプから着色物質を
除くために漂白という工程が必要となる。しかしなが
ら、この漂白工程には、塩素、二酸化塩素あるいは次亜
塩素酸ナトリウム等の塩素系薬品が多量に用いられてい
ることから、その廃液には金属を著しく腐食する塩素が
残され、蒸解の際の薬品回収工程における濃縮燃焼及び
漂白工程における再循環利用を困難なものとしている。
【０００３】また、漂白廃液を活性汚泥や凝集沈殿など
で処理した後系外に排出する排水中には、極めて毒性の
高いダイオキシンを初めとする塩素化フェノール類が含
まれていることが近年明らかとなり、自然環境に対する
汚染を起こす恐れがあることが明らかとなった。そこ
で、塩素系漂白剤を全く使用しない酸素／アルカリ処理
等の酸素系漂白法、並びに、微生物や酵素を用いたバイ
オブリーチングとよばれる漂白法等が大きく注目される
に至った。
で処理した後系外に排出する排水中には、極めて毒性の
高いダイオキシンを初めとする塩素化フェノール類が含
まれていることが近年明らかとなり、自然環境に対する
汚染を起こす恐れがあることが明らかとなった。そこ
で、塩素系漂白剤を全く使用しない酸素／アルカリ処理
等の酸素系漂白法、並びに、微生物や酵素を用いたバイ
オブリーチングとよばれる漂白法等が大きく注目される
に至った。
【０００４】酸素／アルカリ漂白処理は、通常アルカリ
条件下で、リグニン中のフェノール性水酸基などの酸性
の水酸基を遊離させることによって電荷に富んだ部分を
作り、そこに酸素を求電子的に反応させることによりリ
グニンを分解するものであり、アルカリ条件下で圧縮空
気を吹き込むだけで反応が進行し、比較的容易に行える
漂白方法であるので、広く採用されている。しかしなが
ら、この漂白方法では、その反応機構上、リグニン中の
遊離のフェノール性水酸基を有する部分しか分解するこ
とができないので、実際には、蒸解後のパルプ中の約半
分のリグニンしか除去することができない。
条件下で、リグニン中のフェノール性水酸基などの酸性
の水酸基を遊離させることによって電荷に富んだ部分を
作り、そこに酸素を求電子的に反応させることによりリ
グニンを分解するものであり、アルカリ条件下で圧縮空
気を吹き込むだけで反応が進行し、比較的容易に行える
漂白方法であるので、広く採用されている。しかしなが
ら、この漂白方法では、その反応機構上、リグニン中の
遊離のフェノール性水酸基を有する部分しか分解するこ
とができないので、実際には、蒸解後のパルプ中の約半
分のリグニンしか除去することができない。
【０００５】一方、バイオブリーチング漂白法では、酵
素の基質特異性に基づいて特異的に選択漂白することが
できる上、常温・常圧及び中性領域で漂白を行うことが
可能なので、設備に特殊な性能が要求されず、また、使
用する薬品の危険性が極めて低いという利点がある。ま
た、バイオブリーチング漂白法を用いる場合における、
パルプ中の着色物質であるリグニンを分解できる酵素を
有する微生物としては、白色腐朽菌と呼ばれる一連のリ
グニン分解微生物が挙げられる。
素の基質特異性に基づいて特異的に選択漂白することが
できる上、常温・常圧及び中性領域で漂白を行うことが
可能なので、設備に特殊な性能が要求されず、また、使
用する薬品の危険性が極めて低いという利点がある。ま
た、バイオブリーチング漂白法を用いる場合における、
パルプ中の着色物質であるリグニンを分解できる酵素を
有する微生物としては、白色腐朽菌と呼ばれる一連のリ
グニン分解微生物が挙げられる。
【０００６】この様な微生物を用いたパルプ漂白の報告
として、Phanerochaete chrysosporium を用いた例（バ
イオテック・レター． I,347〜353(1979))、及び、Cori
olisversicolor を用いた例（タッピ・ジャーナル．198
9年5 月号217 〜220)などが挙げられる。しかしなが
ら、このような微生物によるバイオブリーチング処理で
は処理時間が長い上、リグニンを分解すると同時にセル
ロースも分解するという欠点があった。
として、Phanerochaete chrysosporium を用いた例（バ
イオテック・レター． I,347〜353(1979))、及び、Cori
olisversicolor を用いた例（タッピ・ジャーナル．198
9年5 月号217 〜220)などが挙げられる。しかしなが
ら、このような微生物によるバイオブリーチング処理で
は処理時間が長い上、リグニンを分解すると同時にセル
ロースも分解するという欠点があった。
【０００７】そこで処理時間を短縮化するために、これ
らの微生物が生産する酵素を用いて直接漂白を行うこと
が考えられる。従来から、リグニンを酵素により分解
し、紙パルプ工業の漂白に利用しようとする試みは多く
なされており、この目的のために、リグニンペルオキシ
ダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ、ラッカーゼ等の前
述した白色腐朽菌が生産するフェノール酸化酵素が用い
られている。
らの微生物が生産する酵素を用いて直接漂白を行うこと
が考えられる。従来から、リグニンを酵素により分解
し、紙パルプ工業の漂白に利用しようとする試みは多く
なされており、この目的のために、リグニンペルオキシ
ダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ、ラッカーゼ等の前
述した白色腐朽菌が生産するフェノール酸化酵素が用い
られている。
【０００８】それらの具体例としては、P.chrysosporiu
m の化学修飾したリグニンペルオキシダーゼを用いて、
過酸化水素の非存在下でパルプの漂白や排水処理を行う
方法（特開平３−１０４９９３号公報）、P.chrysospor
ium の変異株ＳＣ２６のリグニンペルオキシダーゼｒＬ
ＤＭを用いたパルプ処理あるいは漂白排水を脱色する方
法（特表昭６２−５００６０４号公報）等が開示されて
いる。しかしながら、単なる酵素のみの漂白ではパルプ
中に残留するリグニンが簡単に分解されないという欠点
があった。
m の化学修飾したリグニンペルオキシダーゼを用いて、
過酸化水素の非存在下でパルプの漂白や排水処理を行う
方法（特開平３−１０４９９３号公報）、P.chrysospor
ium の変異株ＳＣ２６のリグニンペルオキシダーゼｒＬ
ＤＭを用いたパルプ処理あるいは漂白排水を脱色する方
法（特表昭６２−５００６０４号公報）等が開示されて
いる。しかしながら、単なる酵素のみの漂白ではパルプ
中に残留するリグニンが簡単に分解されないという欠点
があった。
【０００９】そこで、上述した酵素と数種類の薬品等を
組み合わせて用いる多段漂白が行われた。例えば、ラク
ターゼ処理、及び、二酸化塩素又は二酸化塩素と塩素ガ
スの混合物を用いた漂白処理の後、さらにアルカリ抽出
を行う方法（特開平３−１３０４８５号公報）、レドッ
クス電位を２００〜５００ｍＶの範囲に調節し、その後
リグニン分解酵素を添加することによって漂白反応を開
始する方法（特表平５−５０５８５７号公報）等が開示
されている。
組み合わせて用いる多段漂白が行われた。例えば、ラク
ターゼ処理、及び、二酸化塩素又は二酸化塩素と塩素ガ
スの混合物を用いた漂白処理の後、さらにアルカリ抽出
を行う方法（特開平３−１３０４８５号公報）、レドッ
クス電位を２００〜５００ｍＶの範囲に調節し、その後
リグニン分解酵素を添加することによって漂白反応を開
始する方法（特表平５−５０５８５７号公報）等が開示
されている。
【００１０】一般的に、薬品による漂白では、パルプ中
のリグニンの化学構造と適正な反応性を有する薬品を選
択する必要性がある。即ち、有毒物質である塩素化フェ
ノール類を低減しようとする場合には特にこの点が重要
となってくる。しかしながら、上記の多段漂白の発明に
おいてはその点が考慮されていないのでリグニン分解酵
素を有効に利用しているとは言い難く、塩素化フェノー
ル類の発生を完全に抑制することが出来ないことはもと
より塩素系の残存物を除去することもできなかった。
のリグニンの化学構造と適正な反応性を有する薬品を選
択する必要性がある。即ち、有毒物質である塩素化フェ
ノール類を低減しようとする場合には特にこの点が重要
となってくる。しかしながら、上記の多段漂白の発明に
おいてはその点が考慮されていないのでリグニン分解酵
素を有効に利用しているとは言い難く、塩素化フェノー
ル類の発生を完全に抑制することが出来ないことはもと
より塩素系の残存物を除去することもできなかった。
【００１１】上記の方法とは異なり、無塩素の多段漂白
方法として、過酸化水素の約０．００１〜０．５ｍＭの
定常状態濃度下で、活性が０．０５〜１０．０Ｕ／ｍｌ
であるリグニンペルキシダーゼ又はマンガンペルオキシ
ダーゼを用いる漂白方法も開示されている（特開平２−
８０６８７号公報）。
方法として、過酸化水素の約０．００１〜０．５ｍＭの
定常状態濃度下で、活性が０．０５〜１０．０Ｕ／ｍｌ
であるリグニンペルキシダーゼ又はマンガンペルオキシ
ダーゼを用いる漂白方法も開示されている（特開平２−
８０６８７号公報）。
【００１２】ところで、リグニンペルオキシダーゼがリ
グニンを分解する場合には、リグニンペルオキシダーゼ
が基質であるリグニンから電子を引き抜く酵素反応とそ
れに続く非酵素的なラジカル反応の２段階の反応が起き
る[(K.Hammelら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83,3708,198
6)、(K.Hammel ら、J.Biol.Chem.,260,8348,1985)]こと
が知られている。この２段階目の反応は、生成したカチ
オンラジカルによるランダムな反応なので、このラジカ
ルの濃度が、反応における重要な因子となる。即ちラジ
カルの濃度が高い場合、ラジカル同志が再結合し、反応
は分解よりもむしろ重合の方に進行することになる。
グニンを分解する場合には、リグニンペルオキシダーゼ
が基質であるリグニンから電子を引き抜く酵素反応とそ
れに続く非酵素的なラジカル反応の２段階の反応が起き
る[(K.Hammelら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83,3708,198
6)、(K.Hammel ら、J.Biol.Chem.,260,8348,1985)]こと
が知られている。この２段階目の反応は、生成したカチ
オンラジカルによるランダムな反応なので、このラジカ
ルの濃度が、反応における重要な因子となる。即ちラジ
カルの濃度が高い場合、ラジカル同志が再結合し、反応
は分解よりもむしろ重合の方に進行することになる。
【００１３】従って、活性が約０．０５〜１０．０Ｕ／
ｍｌである、前記したリグニンペルオキシダーゼ、ある
いは、マンガンペルオキシダーゼによる漂白を行って
も、リグニンペルオキシダーゼやＭｎベルオキシダーゼ
が高濃度であるため、リグニンの高分解率を得ることが
できない。さらに、上記酵素による漂白においては、ベ
ラトリルアルコールや硫酸マンガンといった補酵素を添
加しなければならないという欠点もあった。
ｍｌである、前記したリグニンペルオキシダーゼ、ある
いは、マンガンペルオキシダーゼによる漂白を行って
も、リグニンペルオキシダーゼやＭｎベルオキシダーゼ
が高濃度であるため、リグニンの高分解率を得ることが
できない。さらに、上記酵素による漂白においては、ベ
ラトリルアルコールや硫酸マンガンといった補酵素を添
加しなければならないという欠点もあった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、リグニンを分解する過程中の各化学反応機構に併せ
て、リグニンペルオキシダーゼを活用する方法について
鋭意検討した結果、酸素漂白パルプを、特定範囲の活性
を有するリグニンペルオキシダーゼにより処理すること
が特に有効であることを見い出し、本発明を完成させ
た。従って、本発明の目的は、無公害で効率の良いパル
プの漂白方法を提供することにある。
は、リグニンを分解する過程中の各化学反応機構に併せ
て、リグニンペルオキシダーゼを活用する方法について
鋭意検討した結果、酸素漂白パルプを、特定範囲の活性
を有するリグニンペルオキシダーゼにより処理すること
が特に有効であることを見い出し、本発明を完成させ
た。従って、本発明の目的は、無公害で効率の良いパル
プの漂白方法を提供することにある。
【００１５】
【問題点を解決するための手段】本発明の上記の目的
は、酸素漂白パルプを、０．０００１〜１．０Ｕ／ｍｌ
の活性を有するリグニンペルオキシダーゼにより処理す
ることを特徴とするパルプの漂白方法によって達成され
た。本発明で用いられるリグニンペルオキシダーゼ（以
下ＬｉＰと略す）とは、１９８３年にP.chrysosporium
の培養液から単離精製された酵素であり（M.Tienら、サ
イエンス221,661,1983あるいはJ.Glenn ら、Biochem.Bi
ophys.Res.Commun.,114,1077,198）、活性中心にヘム鉄
を含み、一般的には、過酸化水素共存下でベラトリルア
ルコール（３，４−ジメトキシ−フェノール）がベラト
ルムアルデヒドに酸化されることに伴って活性を示す。
は、酸素漂白パルプを、０．０００１〜１．０Ｕ／ｍｌ
の活性を有するリグニンペルオキシダーゼにより処理す
ることを特徴とするパルプの漂白方法によって達成され
た。本発明で用いられるリグニンペルオキシダーゼ（以
下ＬｉＰと略す）とは、１９８３年にP.chrysosporium
の培養液から単離精製された酵素であり（M.Tienら、サ
イエンス221,661,1983あるいはJ.Glenn ら、Biochem.Bi
ophys.Res.Commun.,114,1077,198）、活性中心にヘム鉄
を含み、一般的には、過酸化水素共存下でベラトリルア
ルコール（３，４−ジメトキシ−フェノール）がベラト
ルムアルデヒドに酸化されることに伴って活性を示す。
【００１６】ＬｉＰを得るための菌としては、一般にリ
グニンを分解できる菌を挙げることができ、その具体例
として、カワラタケ属（Coriolus versicolor IFO 3034
0 等）、マクカワタケ属（Phanerochaete chrysosporiu
m ATCC 34541等）、シロアミタケ属（Trametes dickins
ii IFO 6488 等）、タマチョレイ属（Polyporus mikado
i IFO 6517等）等が挙げられる。
グニンを分解できる菌を挙げることができ、その具体例
として、カワラタケ属（Coriolus versicolor IFO 3034
0 等）、マクカワタケ属（Phanerochaete chrysosporiu
m ATCC 34541等）、シロアミタケ属（Trametes dickins
ii IFO 6488 等）、タマチョレイ属（Polyporus mikado
i IFO 6517等）等が挙げられる。
【００１７】本発明におけるＬｉＰの単離方法は用いる
菌株によって異なるが、一般的に行われている方法で単
離することができる。この方法としては、たとえば、M.
H.Goldらの方法(Arch.Biochem.Biophy.,234,353-362,19
84) 、Renganathan らの方法(Arch.Biochem.Biophy.,24
1,304-314,1985) 、F.Tonon & E.Odier の方法(Appl.En
viron.Microbiol.,54,462-472,1988) 、A.Jager らの方
法(Appl.Envrion.Microbiol.,50,1274-1288,1985) 、T.
Kirkらの方法(Enzyme Microbiol.Technol.,8,27,1986)
、M.Kuwaharaらの方法(Mokuzai Gakkaishi,33,821,198
7) 等が知られている。
菌株によって異なるが、一般的に行われている方法で単
離することができる。この方法としては、たとえば、M.
H.Goldらの方法(Arch.Biochem.Biophy.,234,353-362,19
84) 、Renganathan らの方法(Arch.Biochem.Biophy.,24
1,304-314,1985) 、F.Tonon & E.Odier の方法(Appl.En
viron.Microbiol.,54,462-472,1988) 、A.Jager らの方
法(Appl.Envrion.Microbiol.,50,1274-1288,1985) 、T.
Kirkらの方法(Enzyme Microbiol.Technol.,8,27,1986)
、M.Kuwaharaらの方法(Mokuzai Gakkaishi,33,821,198
7) 等が知られている。
【００１８】本発明で使用する酵素は精製されている必
要性はなく、ＬｉＰ活性が存在すれば良い。ＬｉＰがリ
グニンを分解することによって生じたラジカルの濃度を
低く抑えるために、本発明におけるＬｉＰの活性は０．
０００１〜１．０Ｕ／ｍｌの範囲であることが必要であ
り、特に０．００１〜０．１Ｕ／ｍｌの範囲であること
が好ましい。
要性はなく、ＬｉＰ活性が存在すれば良い。ＬｉＰがリ
グニンを分解することによって生じたラジカルの濃度を
低く抑えるために、本発明におけるＬｉＰの活性は０．
０００１〜１．０Ｕ／ｍｌの範囲であることが必要であ
り、特に０．００１〜０．１Ｕ／ｍｌの範囲であること
が好ましい。
【００１９】活性が１．０Ｕ／ｍｌより高くなると、Ｌ
ｉＰにより生成したリグニンのラジカルが再結合する機
会が多くなり、漂白による白色度の上昇が抑制されるこ
とになる。また、逆に活性が０．０００１Ｕ／ｍｌより
低くなると反応が進行しなくなるため、漂白効果は表れ
ない。
ｉＰにより生成したリグニンのラジカルが再結合する機
会が多くなり、漂白による白色度の上昇が抑制されるこ
とになる。また、逆に活性が０．０００１Ｕ／ｍｌより
低くなると反応が進行しなくなるため、漂白効果は表れ
ない。
【００２０】本発明用いる酸素漂白パルプとしては、ア
ルカリ性下、加温・加圧下で酸素と反応することにより
脱リグニンを行ったパルプを用いられることができる。
本発明におけるパルプの処理に際しては、先ず、酸素漂
白パルプを通常、０．１ないし３０重量％、好ましくは
０．５ないし１０％の範囲内で水中に懸濁し酵素リグニ
ンペルオキシダーゼを添加し処理を行う。
ルカリ性下、加温・加圧下で酸素と反応することにより
脱リグニンを行ったパルプを用いられることができる。
本発明におけるパルプの処理に際しては、先ず、酸素漂
白パルプを通常、０．１ないし３０重量％、好ましくは
０．５ないし１０％の範囲内で水中に懸濁し酵素リグニ
ンペルオキシダーゼを添加し処理を行う。
【００２１】パルプ濃度が０．１％以下では酵素とパル
プの接触が不十分となり処理効率が低下し、他方３０重
量％以上では水分量が少なすぎ、酵素の分散が悪くなる
ために反応性が低下する。その際における処理液のｐＨ
及び温度は、酵素が失活しない範囲であればその条件は
問わないが、通常、ｐＨとしては２〜７、好ましくは３
〜５、温度としては２０〜５０℃、好ましくは３０〜４
０℃の範囲内であれば良い。また、反応時間は処理条件
により相違するが、通常３０分〜４８時間、好ましくは
１〜２４時間程度で十分である。
プの接触が不十分となり処理効率が低下し、他方３０重
量％以上では水分量が少なすぎ、酵素の分散が悪くなる
ために反応性が低下する。その際における処理液のｐＨ
及び温度は、酵素が失活しない範囲であればその条件は
問わないが、通常、ｐＨとしては２〜７、好ましくは３
〜５、温度としては２０〜５０℃、好ましくは３０〜４
０℃の範囲内であれば良い。また、反応時間は処理条件
により相違するが、通常３０分〜４８時間、好ましくは
１〜２４時間程度で十分である。
【００２２】尚、本発明においてはベラトリルアルコー
ル等の芳香族化合物を添加することなくリグニンを分解
することができる。この理由については明確ではないが
以下のように推論される。即ち、従来、ベラトリルアル
コールは、酵素と基質であるパルプ等の間でラジカル運
搬体として機能しているとされてきたが、最近の知見で
はリグニンペルオキシダーゼの活性部位から表面まで電
荷リレーより電位差が移動することにより、酵素表面に
電荷の差が生じ、そこでパルプとの間で電子の授受が行
われ、反応が進行するものと推測される。
ル等の芳香族化合物を添加することなくリグニンを分解
することができる。この理由については明確ではないが
以下のように推論される。即ち、従来、ベラトリルアル
コールは、酵素と基質であるパルプ等の間でラジカル運
搬体として機能しているとされてきたが、最近の知見で
はリグニンペルオキシダーゼの活性部位から表面まで電
荷リレーより電位差が移動することにより、酵素表面に
電荷の差が生じ、そこでパルプとの間で電子の授受が行
われ、反応が進行するものと推測される。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、酵素漂白パルプ
を更に漂白するいかなる場合にも適用することができ
る。蒸解後のパルプを単に、オゾン処理或いは酸素／ア
ルカリ漂白処理した後に、一度乾燥された酸素漂白パル
プに対して行うことも、前記漂白処理の後工程として、
乾燥した酸素漂白パルプを得ることなく連続して行うこ
ともできる。その他、多段処理等の従来の漂白処理の最
終工程として、或いは中間工程として行うこともでき
る。
を更に漂白するいかなる場合にも適用することができ
る。蒸解後のパルプを単に、オゾン処理或いは酸素／ア
ルカリ漂白処理した後に、一度乾燥された酸素漂白パル
プに対して行うことも、前記漂白処理の後工程として、
乾燥した酸素漂白パルプを得ることなく連続して行うこ
ともできる。その他、多段処理等の従来の漂白処理の最
終工程として、或いは中間工程として行うこともでき
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、リグニンの分解反応機
構に沿って、ＬｉＰによる漂白処理と酸素系漂白処理を
有効に組み合わせるので、低い酵素活性で漂白を行うこ
とが可能である上、ベラトリルアルコール等の芳香族化
合物の添加が必要でないため、完全に無塩素で、無公害
な漂白が可能となった。
構に沿って、ＬｉＰによる漂白処理と酸素系漂白処理を
有効に組み合わせるので、低い酵素活性で漂白を行うこ
とが可能である上、ベラトリルアルコール等の芳香族化
合物の添加が必要でないため、完全に無塩素で、無公害
な漂白が可能となった。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
又、特に断らない限り、以下に記載する「部」及び
「％」は、それぞれ「重量部」及び「重量％」を意味す
る。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
又、特に断らない限り、以下に記載する「部」及び
「％」は、それぞれ「重量部」及び「重量％」を意味す
る。
【００２６】カーク塩( Kirk's salt) 液の調製 表１に示した如く各試薬を純水に溶かした後、ＨＣｌあ
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、カーク塩液を
調製した。
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、カーク塩液を
調製した。
【表１】 ────────────────── KH2PO4 20g MgSO4 ・7H2O 5g CaCl2 1g ミネラル溶液 100ml チアミン塩酸 10mg 純水 1000ml ──────────────────
【００２７】表１中のミネラル溶液の調製 表２に示した如く各試薬を純水に溶かした後、ＨＣｌあ
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１リットルの
ミネラル溶液を調製した。
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１リットルの
ミネラル溶液を調製した。
【表２】 ───────────────────ニトリロトリアセテート 1.5g MgSO4 ・7H2O 3.0g MnSO4 ・7H2O 0.5g NaCl 1.0g FeSO4 ・7H2O 100mg CoSO4 100mg CaCl2 ・2H2O 100mg ZnSO4 ・5H2O 10mg AlK(SO4)2 10mg H2O2 10mg NaMoO4 10mg ───────────────────
【００２８】P.chrysosporium を用いたリグニンペルオ
キシダーゼの調製 ゴールド等の方法（Gold et al.,Arch.Biochem.Bioph
y.,234,353-362,1984 ）及び（Renganathan,V., Miki,
K. and Gold,M.H.,Arch.Biochem.Biophy.,241,304-314,
1985 ）を若干改良し、種菌培養、前培養（液体静
置培養）、大量振盪培養、及び、濾過の４工程で調
製した。
キシダーゼの調製 ゴールド等の方法（Gold et al.,Arch.Biochem.Bioph
y.,234,353-362,1984 ）及び（Renganathan,V., Miki,
K. and Gold,M.H.,Arch.Biochem.Biophy.,241,304-314,
1985 ）を若干改良し、種菌培養、前培養（液体静
置培養）、大量振盪培養、及び、濾過の４工程で調
製した。
【００２９】種菌培養 下記表３の培地組成に従ってスラントを調整し、これに
P.chrysosporium を接種し、３０℃で１週間培養を行
い、胞子を形成させ、この状態で４℃で保存した。 培地組成：
P.chrysosporium を接種し、３０℃で１週間培養を行
い、胞子を形成させ、この状態で４℃で保存した。 培地組成：
【表３】 ──────────────────────── 麦芽エキス ３％ 酵母エキス ０．１５％ カーク塩液 １０ｍ／１００ｍ 酒石酸アンモニウム ２４ｍＭ 寒天 １．５％ ────────────────────────
【００３０】前培養（液体静置培養） 下記表４の各培地組成分を純水に溶かした後、ＨＣｌあ
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１２０ミリリ
ットルの培地液を調製した。 培地組成：
るいはＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１２０ミリリ
ットルの培地液を調製した。 培地組成：
【表４】 ──────────────────────── グルコース 1.2g (1%) 酒石酸アンモニウム 1.2ml (1.2mM) カーク塩液 12ml 2,2 −ジメチルコハク酸 12ml (20mM) ────────────────────────
【００３１】得られた培地液を２０ｍｌずつ分けて、２
００ｍｌの三角フラスコに分注し、オートクレーブで滅
菌すると同時に、９ｍｌの滅菌水を菌種培養の工程で得
られたスラントに加え、培地の表面をスパーテルでか
き、胞子を水に懸濁させた。得られた胞子懸濁水０．１
ｍｌをピペットで採取し、滅菌した２００ｍｌの三角フ
ラスコの培地に接種し、３７℃で３日間静置培養を行っ
た。
００ｍｌの三角フラスコに分注し、オートクレーブで滅
菌すると同時に、９ｍｌの滅菌水を菌種培養の工程で得
られたスラントに加え、培地の表面をスパーテルでか
き、胞子を水に懸濁させた。得られた胞子懸濁水０．１
ｍｌをピペットで採取し、滅菌した２００ｍｌの三角フ
ラスコの培地に接種し、３７℃で３日間静置培養を行っ
た。
【００３２】大量培養（振盪） 下記表５の各培地組成分を純水に溶かし、ＨＣｌあるい
はＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１．５リットルの
培地液を調製した。培地組成：
はＮａＯＨでｐＨを４．５に合わせ、１．５リットルの
培地液を調製した。培地組成：
【表５】 ──────────────────────── グリセリン 15g (1%) 酒石酸アンモニウム 15ml (1.2mM) カーク塩液 150ml ミネラル溶液 90ml 酢酸ナトリウム 200ml (20mM) ツイン80 7.5g (0.5%) ────────────────────────
【００３３】得られた培地液を５００ｍｌの三角フラス
コ（ＰＹＲＥＸの製品を使用）に２５０ｍｌずつ分注
し、酸素パージ用のガラス管を通したシリコン栓でフラ
スコに栓をし、ガラス管をアルミホイルで覆った後、オ
ートクレーブに１５分間入れて滅菌した。前培養した菌
体マットフラスコ１個分を、ワーリングブレンダーで２
０秒ほど均一化した後、その菌体サスペンションを５０
０ｍｌの三角フラスコに植菌し、フラスコ６個分、６回
繰り返した後、３７℃、１４０ｒ．ｐ．ｍ．で振盪培養
を行った。培養３日目にＬｉＰ誘導のため、ベラトリル
アルコール０．２５２ｇを各フラスコに添加すると共に
酸素のパージを開始した。酸素パージは、最低１日１時
間、培養フラスコのガラス管を通して行った。
コ（ＰＹＲＥＸの製品を使用）に２５０ｍｌずつ分注
し、酸素パージ用のガラス管を通したシリコン栓でフラ
スコに栓をし、ガラス管をアルミホイルで覆った後、オ
ートクレーブに１５分間入れて滅菌した。前培養した菌
体マットフラスコ１個分を、ワーリングブレンダーで２
０秒ほど均一化した後、その菌体サスペンションを５０
０ｍｌの三角フラスコに植菌し、フラスコ６個分、６回
繰り返した後、３７℃、１４０ｒ．ｐ．ｍ．で振盪培養
を行った。培養３日目にＬｉＰ誘導のため、ベラトリル
アルコール０．２５２ｇを各フラスコに添加すると共に
酸素のパージを開始した。酸素パージは、最低１日１時
間、培養フラスコのガラス管を通して行った。
【００３４】（培養液）濾過 ＬｉＰが生産されるにつれて培養液はオレンジ色から茶
色に着色していく。培地の色が濃くなり始める頃からＬ
ｉＰの活性を測定し、高活性が得られた時点で培養を中
止し、直ちにガーゼで濾過して菌体を分離した後、濾液
を遠心分離した。上清をさらに冷却しながらメンブラン
フィルター（孔径は０．４５μｍ）で濾過した。得られ
た濾液をイオン交換カラムを用いて精製し、ＬｉＰ活性
画分及びマンガンペルオキシダーゼ活性画分を集めた。
色に着色していく。培地の色が濃くなり始める頃からＬ
ｉＰの活性を測定し、高活性が得られた時点で培養を中
止し、直ちにガーゼで濾過して菌体を分離した後、濾液
を遠心分離した。上清をさらに冷却しながらメンブラン
フィルター（孔径は０．４５μｍ）で濾過した。得られ
た濾液をイオン交換カラムを用いて精製し、ＬｉＰ活性
画分及びマンガンペルオキシダーゼ活性画分を集めた。
【００３５】リグニンペルオキシダーゼ活性測定 得られたリグニンペルオキシダーゼの活性を測定するた
め、下記表６の混合物試料を３ｃｃの試験管に入れ、３
７℃の恒温槽内で１０分間振盪して加温した後、コント
ロール以外では５０ｍＭのH2O2２０μｌ、コントロール
では純水を添加し、そのままさらに、３７℃で５分間振
盪した後、水浴につけたステレンスの試験管立てに試験
管を移して保温した。
め、下記表６の混合物試料を３ｃｃの試験管に入れ、３
７℃の恒温槽内で１０分間振盪して加温した後、コント
ロール以外では５０ｍＭのH2O2２０μｌ、コントロール
では純水を添加し、そのままさらに、３７℃で５分間振
盪した後、水浴につけたステレンスの試験管立てに試験
管を移して保温した。
【００３６】測定液組成分：
【表６】 ──────────────────────── 20mM succinate 緩衝液(pH3.0) 1480μｌ 10mM ベラトリルアルコール緩衝液 100μｌ リグニンペルオキシダーゼ（培養濾液等） 400μｌ ────────────────────────
【００３７】得られた試薬の３１０ｎｍにおける反応前
後の吸光度を測定し、下式から酵素の比活性を算出し
た。
後の吸光度を測定し、下式から酵素の比活性を算出し
た。
【数１】 但し、式中のｔは反応時間、Ａt は反応後の吸光度、Ａ
o は反応前の吸光度、＊はベラトルムアルデヒドの３１
０ｎｍにおけるモル吸光係数である。
o は反応前の吸光度、＊はベラトルムアルデヒドの３１
０ｎｍにおけるモル吸光係数である。
【００３８】マンガンペルオキシダーゼ活性測定 マンガンペルオキシダーゼ活性は、ペイスらの方法（Pa
ice et al.,Appl.Environ.microbiol.,59(1993)260) に
従い、Ｍｎを基質として２７０ｎｍにおける吸光度の変
化を測定することにより行った。尚、１分間に２７０ｎ
ｍの吸光度を１だけ変化させる酵素量を１Ｕとした。
ice et al.,Appl.Environ.microbiol.,59(1993)260) に
従い、Ｍｎを基質として２７０ｎｍにおける吸光度の変
化を測定することにより行った。尚、１分間に２７０ｎ
ｍの吸光度を１だけ変化させる酵素量を１Ｕとした。
【００３９】実施例１．リグニンペルオキシダーゼによるパルプの漂白 活性が０．０８Ｕ／ｍｌのＬｉＰ、活性が０．０５Ｕ／
ｍｌのグルコースオキシダーゼ、グルコース５０ｍＭ、
ｐＨ４（２，２−ジメチルこはく酸で調整）、及び、界
面活性剤（ツイン８０）を０．０５％含む溶液を調製
し、これを用いて工場製未晒パルプ（ＵＫＰ）及び酸素
漂白後パルプ（ＯＫＰ）をそれぞれ４ｇ（乾燥）を、３
７℃、１４０ｒｐｍ、２４時間の条件で漂白反応を行っ
た。反応終了後、手抄紙を作製し、白色度（ＪＩＳＰ８
１２３）を測定した結果は表７に示した通りである。
ｍｌのグルコースオキシダーゼ、グルコース５０ｍＭ、
ｐＨ４（２，２−ジメチルこはく酸で調整）、及び、界
面活性剤（ツイン８０）を０．０５％含む溶液を調製
し、これを用いて工場製未晒パルプ（ＵＫＰ）及び酸素
漂白後パルプ（ＯＫＰ）をそれぞれ４ｇ（乾燥）を、３
７℃、１４０ｒｐｍ、２４時間の条件で漂白反応を行っ
た。反応終了後、手抄紙を作製し、白色度（ＪＩＳＰ８
１２３）を測定した結果は表７に示した通りである。
【００４０】
【表７】
【００４１】実施例２．ＬｉＰの活性を表８の活性に変
化させた他は、実施例１と全く同様の方法にしてＯＫＰ
の漂白を行った結果は同表に示した通りである。
化させた他は、実施例１と全く同様の方法にしてＯＫＰ
の漂白を行った結果は同表に示した通りである。
【表８】 表８の結果から、酸素漂白後パルプの漂白は、ＬｉＰの
活性が0.0001〜1.0 U/mlで顕著であり、特にＬｉＰの活
性が0.001 〜0.1U/ml の範囲であることが好ましいこと
が実証された。
活性が0.0001〜1.0 U/mlで顕著であり、特にＬｉＰの活
性が0.001 〜0.1U/ml の範囲であることが好ましいこと
が実証された。
【００４２】実施例３．補酵素としてベラトリルアルコ
ール(VA)を０，０．００５，０．０５，０．５，５ｍＭ
を添加した他は、実施例１と全く同様の方法にしてＯＫ
Ｐの漂白を行た結果は表９に示した通りである。
ール(VA)を０，０．００５，０．０５，０．５，５ｍＭ
を添加した他は、実施例１と全く同様の方法にしてＯＫ
Ｐの漂白を行た結果は表９に示した通りである。
【００４３】
【表９】 表９の結果から、ＬｉＰによるパルプの漂白は補酵素
（ベラトリルアルコール）に依存しないことが実証され
た。
（ベラトリルアルコール）に依存しないことが実証され
た。
【００４４】実施例４．実施例１でＬｉＰにより漂白し
た酸素漂白したパルプを、N.Liebergottの条件(Tappi.
J.,75(1)145(1992)) に従って更にオゾン漂白を行った
ところ、その白色度は８６．８％に上昇した。
た酸素漂白したパルプを、N.Liebergottの条件(Tappi.
J.,75(1)145(1992)) に従って更にオゾン漂白を行った
ところ、その白色度は８６．８％に上昇した。
【００４５】比較例１．マンガンペルオキシダーゼによるパルプの漂白 活性が０．０８Ｕ／ｍｌのＬｉＰを、活性が０．１Ｕ／
ｍｌのマンガンペルオキシダーゼに代え、さらに硫酸マ
ンガンを０．５ｍＭ添加した他は、実施例１と全く同様
にしてＬｉＰによるパルプの漂白を行った結果は表１０
に示した通りである。
ｍｌのマンガンペルオキシダーゼに代え、さらに硫酸マ
ンガンを０．５ｍＭ添加した他は、実施例１と全く同様
にしてＬｉＰによるパルプの漂白を行った結果は表１０
に示した通りである。
【００４６】
【表１０】
【００４７】表７及び表１０の結果から、ＬｉＰによる
パルプ漂白においては酸素漂白後のパルプを用いるとよ
り大きい白色度の上昇が見られること、また、マンガン
ペルオキシダーゼは、ＵＫＰを漂白することができるも
ののＯＫＰについてはあまり漂白することができないこ
とから、ＯＫＰの酵素漂白にはＬｉＰが好適であること
が実証された。
パルプ漂白においては酸素漂白後のパルプを用いるとよ
り大きい白色度の上昇が見られること、また、マンガン
ペルオキシダーゼは、ＵＫＰを漂白することができるも
ののＯＫＰについてはあまり漂白することができないこ
とから、ＯＫＰの酵素漂白にはＬｉＰが好適であること
が実証された。
【００４８】比較例２．実施例１に用いた酸素漂白パル
プを用いて下記表１１の条件で塩素系薬品による漂白を
行い、白色度８７．２％のパルプを得た。 塩素系薬品による漂白条件：
プを用いて下記表１１の条件で塩素系薬品による漂白を
行い、白色度８７．２％のパルプを得た。 塩素系薬品による漂白条件：
【表１１】
【００４９】ダイオキシンの分析 実施例１及び比較例２において調整したパルプ中のダイ
オキシンの量を以下の手順に従って分析した。所定量の
風乾パルプをソックスレー抽出器につめ、内部標準物質
としてトルエン１００μｌをパルプに添加した後、エタ
ノールで４８時間抽出を行った。この抽出液にダイオキ
シン保持剤であるｎ−テトラデカンを４滴加えてロータ
リーエバポレーターを用い、減圧下３５℃で１ｍｌまで
濃縮した。この濃縮液をｎ−ヘキサンに溶解し、硫酸シ
リカゲルカラム、アルミナカラム、活性炭カラムに順次
かけた。次に、溶出液にｎ−テトラデカン１０μｌを加
え、ドラフト内で風乾させ分析用試料を調整した。この
様にして調整した試料を高分解能ガスクロマトゲラフ質
量分析により分析した結果は表１２に示した通りであ
る。
オキシンの量を以下の手順に従って分析した。所定量の
風乾パルプをソックスレー抽出器につめ、内部標準物質
としてトルエン１００μｌをパルプに添加した後、エタ
ノールで４８時間抽出を行った。この抽出液にダイオキ
シン保持剤であるｎ−テトラデカンを４滴加えてロータ
リーエバポレーターを用い、減圧下３５℃で１ｍｌまで
濃縮した。この濃縮液をｎ−ヘキサンに溶解し、硫酸シ
リカゲルカラム、アルミナカラム、活性炭カラムに順次
かけた。次に、溶出液にｎ−テトラデカン１０μｌを加
え、ドラフト内で風乾させ分析用試料を調整した。この
様にして調整した試料を高分解能ガスクロマトゲラフ質
量分析により分析した結果は表１２に示した通りであ
る。
【００５０】
【表１２】 ──────────────────────── 実施例１ 比較例２ ──────────────────────── 検出不可能 １．８ｎｇ／ｋｇ ──────────────────────── 表１２の結果から、実施例１のパルプがダイオキシンフ
リーであり、通常の塩素漂白パルプよりその安全性が高
いことが実証された。
リーであり、通常の塩素漂白パルプよりその安全性が高
いことが実証された。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸素漂白パルプを、０．０００１〜１．
０Ｕ／ｍｌの活性を有するリグニンペルオキシダーゼに
より処理することを特徴とするパルプの漂白方法。 - 【請求項２】 置換芳香族化合物を添加しないことを特
徴とする請求項１に記載されたパルプの漂白方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27469895A JPH0995885A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | パルプの漂白方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27469895A JPH0995885A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | パルプの漂白方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995885A true JPH0995885A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17545325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27469895A Pending JPH0995885A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | パルプの漂白方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0995885A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010265564A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Mitsubishi Gas Chemical Co Inc | Ｅｃｆ漂白パルプの製造方法 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP27469895A patent/JPH0995885A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010265564A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Mitsubishi Gas Chemical Co Inc | Ｅｃｆ漂白パルプの製造方法 |
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