PL186468B1

PL186468B1 - Sposób obróbki materiałów celulozowych

Info

Publication number: PL186468B1
Application number: PL96327608A
Authority: PL
Inventors: Lene V. Kofod; Henrik Lund
Original assignee: Novozymes As
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2004-01-30
Also published as: DE69628195D1; JP2000502410A; PL327608A1; CN1105211C; US5968813A; EP0868559B1; ES2199306T3; DE69628195T2; EP0868559A1; AU1365897A; MA24039A1; CN1205753A; JP3289832B2; BR9612142A; TR199801160T2; WO1997023683A1; EP1338646A2

Abstract

1. Sposób obróbki materialów celulozowych, takich jak tkaniny celulozowe albo papier lub wyroby z pulpy, znamienny tym, ze material celulozowy kontaktuje sie w srodowisku wodnym z endotransglikozylaza ksyloglukanowa (XET), która stosuje sie w stezeniu odpowiadajacym 0,01 - 1000 µg bialka enzymatycznego/g materialu celulo- zowego. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki materiałów celulozowych, takich jak tkaniny celulozowe albo papier lub wyroby z pulpy.

Obecnie prawie wszystkie gatunki papieru, tekturę itp., wytwarza się z wodnej zawiesiny pulpy. Zazwyczaj pulpę zawiesza się w wodzie, miesza z różnymi dodatkami, a następnie kieruje do urządzenia, w którym formuje się, prasuje i suszy papier, tekturę itp. Niezależnie od tego, czy stosuje się pulpę wytworzoną mechanicznie, pulpę wytworzoną sposobem półchemicznym, niebieloną pulpę chemiczną, czy też pulpę uzyskaną z regenerowanych włókien (np. pulpę uzyskaną z makulatury, szmat itp.), często trzeba dodawać do pulpy różnych środków wzmacniających, aby uzyskać wyrób końcowy o odpowiedniej wytrzymałości. W przypadku papieru i tektury do stosowania w opakowaniach istotne znaczenie ma wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na rozdzieranie na sucho i na mokro; ponadto w przypadku pewnych gatunków tektury (np. w postaci tak zwanej niebielonej tektury do wytwarzania pudełek z tektury falistej, wykorzystywanych w opakowaniach, w transporcie itp.) istotnym czynnikiem jest również odporność materiału na ściskanie.

Wśród stosowanych obecnie środków wzmacniających jest szereg substancji niepożądanych dla środowiska, których zastąpienie materiałami bardziej przyjaznymi dla środowiska byłoby bardzo pożądane. Przykładowo można wymienić epichlorohydrynę oraz żywice mocznikowo-formaldehydowe i melaminowo-formaldehydowe.

Przemysł poszukuje również przyjaznych dla środowiska sposobów zwiększania wytrzymałości i/lub zachowania kształtu i/lub właściwości przeciwmnących tkanin bawełnianych. Obecnie stosuje się różne metody sieciowania:

- technologię DMU, w której stosuje się di mętylomocznik i katal i zator; wadą tej technologii jest uwalnianie się formaldehydu;

186 468

- technologia DMDHEU, w której stosuje się dimetylolodihydroksyetylenomocznik i katalizator; wadą tej technologii jest uwalnianie się pewnej ilości formaldehydu oraz powodowanie sztywności materiału celulozowego;

- technologia BTCA, w której stosuje się kwas butanotetrakarboksylowy i katalizator; wadą tej technologii jest powstawanie estru o małej trwałości, a ponadto sposób jest drogi.

Zatem istnieje zapotrzebowanie przemysłu na opracowanie bardziej przyjaznego środowisku sposobu poprawy wytrzymałości i/lub zachowania kształtu i/lub właściwości przeciwmnących różnych materiałów celulozowych; równocześnie sposób ten powinien zapewniać uzyskanie wyrobu o dużej trwałości.

Nieoczekiwanie okazało się, że sposobem według wynalazku można poprawić właściwości wytrzymałościowe materiałów celulozowych.

Tak więc zgodny z wynalazkiem sposób obróbki materiałów celulozowych, takich jak tkaniny celulozowe albo papier lub wyroby z pulpy, polega na tym, ze materiał celulozowy kontaktuje się w środowisku wodnym z endotransglikozylazą ksyloglukanową (XET), którą stosuje się w stężeniu odpowiadającym 0,01 - 1000 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego.

Korzystnie stosuje się enzym XET otrzymany z rośliny, korzystniej z rośliny wybranej z grupy obejmującej rośliny dwuliścienne i jednoliścienne.

W szczególności stosuje się enzym XET z roślin dwuiiściennych wybranych z grupy obejmującej kalafiory, soję, pomidory, ziemniaki, rzepak, słoneczniki, bawełnę i tytoń, względnie z roślin jednoliściennych wybranych z grupy obejmującej pszenicę, ryz, kukurydzę i trzcinę cukrową.

Można również stosować enzym XET wytworzony przez hodowanie w warunkach aerobowych transformowanego organizmu gospodarza, zawierającego odpowiednią informację genetyczną z określonej rośliny.

Enzym XET korzystnie stosuje się w stężeniu odpowiadającym 0,1 - 100 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego.

Dla zwiększenia działania XET korzystnie stosuje się środowisko wodne zawierające dodatkowo ksyloglukan.

Sposobem według wynalazku nadaje się materiałowi celulozowemu zwiększoną wytrzymałość i/lub zdolność zachowania kształtu i/lub właściwości przeciwmnące.

Zgodnie z wynalazkiem materiałem celulozowym jest dowolny materiał w całości lub w części wykonany z celulozy.

Do takich materiałów należą np. papier i wyroby z pulpy oraz tkaniny celulozowe.

Tkaninę celulozową stanowi dowolna znana tkanina zawierająca celulozę, taka jak bawełna, wiskoza, jedwab sztuczny, ramia, len, Tencel lub ich mieszaniny, albo mieszaniny dowolnych z tych włókien, albo mieszaniny dowolnych z tych włókien z włóknami syntetycznymi lub z wełną, takie jak mieszaniny bawełny i spandeksu (elastycznych włókien poliuretanowych), Tencelu z wełną, wiskozy z poliestrem, bawełny z poliestrem oraz bawełny z wełną.

Papier lub wyrób z pulpy może stanowić dowolny materiał zawierający ligninę, zwłaszcza dowolny wyrób modyfikowany ligniną, taki jak płyta wiórowa, płyta pilśniowa lub papier.

Endotransglikozylaza ksyloglukanowa (XET) jest znanym enzymem pochodzenia roślinnego. Stephen C. Fry i inni sugerują w Biochem. J. (1992), 282, str. 821-828, ze XET jest odpowiedzialna za rozcinanie i ponowne łączenie międzymikrowłókienkowych łańcuchów ksyloglukanu, oraz ze XET może powodować rozluźnienie ścian niezbędne dla powiększania się komórek rośliny.

Zaproponowano zastosowanie XET do regulowania morfologii roślin, patrz EP 562836, str. 2, wiersze 27 - 28.

Uważa się, ze XET występuje we wszystkich roślinach, a zwłaszcza we wszystkich roślinach lądowych. XET wyodrębniono z roślin dwuliściennych i jednoliściennych, a zwłaszcza z trawiastych roślin jednoliściennych i liliowatych roślin jednoliściennych, a także z mchu i wątrobiaka, patrz np. Biochem. J (1992), 282, str. 823.

186 468

XET można otrzymać z rośliny w sposób opisany w przykładzie 1 (z kalafiora) oraz w przykładzie 5 (z zielonych pomidorów), albo w sposób opisany w Biochem. J (1992), 282, str. 821 - 828.

XET można także uzyskać przez prowadzoną w warunkach aerobowych hodowlę transformowanego organizmu gospodarza, np. Aspergillus, a zwłaszcza A oryzae lub A niger, zawierającego odpowiednią informację genetyczną z określonej rośliny. Takie transformanty można wytworzyć i hodować znanymi sposobami; tak np. gen XET można uzyskać w sposób ujawniony w EP 562836, a komórki gospodarze zawierające konstrukt DNA XET można otrzymać w następujący sposób.

Komórką gospodarzem jest korzystnie komórka eukariotyczna, a zwłaszcza komórka grzybowa, np. komórka drożdży lub grzyba włóknistego, albo komórka bakteryjna. W szczególności komórki mogą należeć do gatunku Trichoderma, korzystnie Trichoderma harzianum lub Trichoderma reesei, albo do gatunku Aspergillus, najkorzystniej Aspergillus oryzae lub Aspergillus niger. Komórki grzybowe można transformować w procesie obejmującym wytworzenie protoplastów i transformowanie protoplastów, a następnie regenerację ściany komórkowej w znany sposób. Zastosowanie Aspergillus jako drobnoustroju gospodarza opisano w EP 238023 (Novo Nordisk A/S). Komórką gospodarzem może być także komórka drożdży, np. ze szczepu Saccharomyces, a zwłaszcza Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces kluyveri lub Saccharomyces uvarum, ze szczepu Schizosaccharomyces sp., np. Schizosaccharomyces pombe, szczepu Hansenula sp., Pichia sp., Yarrowia sp., np. Yarrowia lipolytica, albo Kluyveromyces sp., np. Kluyveromyces lactis.

Do przykładowych odpowiednich gospodarzy bakteryjnych należą bakterie Gramdodatnie, takie jak Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus lentus, Bacillus brevis, Bacillus stearothermophilus. Bacillus alkalophilus, Bacillus amyloliguefaciens Bacillus coagulans, Bacillus circulans, Bacillus laulus, Bacillus megaterium, Bacillus thuringiensis albo Streptomyces lividans lub Streptomyces murinus, albo bakterie Gram-ujemne, takie jak E. coli. Transformowanie bakterii można np. przeprowadzić drogą transformacji protoplastów lub stosując komórki kompetentne, w znany sposób.

Zgodnie z wynalazkiem jako enzym XET korzystnie stosuje się enzym uzyskany z rośliny dwuliściennej lub jednoliściennej, a zwłaszcza z rośliny dwuliściennej wybranej z grupy obejmującej kalafiory, soję, pomidory, ziemniaki, rzepak, słoneczniki, bawełnę i tytoń, albo z rośliny jednoliściennej wybranej z grupy obejmującej pszenicę, ryz, kukurydzę i trzcinę cukrową.

Zgodnie z wynalazkiem wykorzystano fakt, ze ksyloglukan jest obecny we włóknach bawełny, patrz Carbohydrate Research 181, 1988, str. 273 - 277, oraz że ksyloglukan może tworzyć silne wiązania wodorowe z celulozą, patrz The Plant Journal 3, 1993, str. 1 - 30, toteż w wyniku dodania enzymu XET do materiału celulozowego można zwiększyć liczbę wzajemnych wiązań pomiędzy włóknami celulozy z udziałem ksyloglukanu. Dzięki temu stworzono środowisko sprzyjające procesowi enzymatycznemu poprawiającemu wytrzymałość i/lub zachowanie kształtu i/lub właściwości przeciwmnące różnych materiałów celulozowych jako rozwiązanie alternatywne w stosunku do procesów chemicznych opisanych powyżej.

Aktywność XET oznacza się metodą Fry'ego i innych, Biochem. J (1992), 282, str. 821 - 828.

Do 20 μΐ roztworu enzymu dodaje się 20 pl 0,25% ksyloglukanu (MegaZyme, Australia) w 50 mM buforze z octanu sodu, pH 6.

Dodaje się 8 μΐ irytowanego oligomeru ksyloglukanu ([³H]XG9, otrzymanego od C. Fry'ego) i reakcję prowadzi się przez 1 godzinę w 30°C. Ślepą próbę wykonuje się zastępując roztwór enzymu buforem. Reakcję przerywa się dodając 50 pl 40% kwasu octowego Mieszaninę reakcyjną nanosi się na bibułę filtracyjną (Whatman nr 3MM) i suszy przez 30 minut w 60°C.

Bibułę przemywa się bieżącą wodą dejonizowaną przez 1 godzinę i suszy przez 30 minut w 60°C. Bibułę filtracyjną przenosi się do fiolki scyntylacyjnej, dodaje się 5 ml scyntylanta (OptiPhase HiSafe, Wallac) i oznacza się 3h w liczniku scyntylacyjnym.

186 468

Sposobem według wynalazku, w wyniku obróbki enzymem XET można uzyskać materiał celulozowy o lepszych właściwościach wytrzymałościowych i/lub o zwiększonej zdolności do zachowywania kształtu i/lub o właściwościach przeciwmnących. Enzym XET wykazuje zdolność przegrupowywania i łączenia cząsteczek ksyloglukanu, które są połączone wiązaniami wodorowymi z włóknami celulozowymi, co pozwala osiągnąć powyższe cechy.

Właściwości wytrzymałościowe można zmierzyć dowolną znaną metodą, np. w sposób przedstawiony w przykładach 3 i 4.

Zdolność zachowania kształtu można zmierzyć znaną metodą, np. podaną w ATCC Test Method 88C-1992, „Retention of Creases in Fabrics after Repeated Home Laundering”, który to test jest przeznaczony do oceny zachowania zaprasowanych fałd w tkaninie po wielokrotnym praniu w domu.

Właściwości przeciwmnące można zmierzyć znaną metodą, np. podaną w ATCC Test Method 128-1994, „Wrinkle Recovery of Fabrics: Appearance Method”, będącą testem, w którym oznacza się wygląd tkaniny po wywołanym pomarszczeniu.

W przykładzie 2 niniejszego opisu wykazano, że tkaniny bawełniane zawierają ksyloglukan, a w przykładzie 3 wykazano, że można zwiększyć względną wytrzymałość tkaniny bawełnianej.

W przykładzie 6 niniejszego opisu wykazano, że obróbkę XET można stosować w celu nadania trwałego zaprasowania materiału celulozowego. Brak jest niestety przykładów wykazujących właściwości przeciwmnące, jednak trwałe zaprasowanie i właściwości przeciwmnące oznaczają mniej więcej to samo.

W celu zwiększenia działania XET może być dogodne w pewnych przypadkach dodanie ksyloglukanu do materiału celulozowego, dzięki czemu enzym będzie mógł związać ze sobą więcej materiału celulozowego. W przykładzie 4 przedstawiono wpływ dodawania ksyloglukanu do tkaniny bawełnianej przed dodaniem enzymu XET.

W przyrodzie enzym XET działa w roślinie, a zatem enzym może działać w środowisku wodnym.

Sposób według wynalazku można prowadzić w wodzie, albo tez można go prowadzić w wodzie w obecności pewnych składników, takich jak bufor i/lub środek zwilzający i/lub stabilizator i/lub polimer i/lub składnik organiczny zmniejszający aktywność wody, taki jak DMSO.

Do odpowiednich buforów należą bufor fosforanowy, boranowy, cytrynianowy, octanowy, adypinianowy, trietanoloaminowy, monoetanoloaminowy, dietanoloaminowy, węglanowy (w szczególności zawierający węglan metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych, a zwłaszcza węglan sodu lub potasu, albo sole amonowe i chlorowodorki), diaminowy, zwłaszcza diaminoetanowy, imidazolowy, Tris lub aminokwasowy.

Środek zwilżający służy do zwiększenia zwilżalności materiału celulozowego. Korzystnym środkiem zwilżającym jest środek powierzchniowo czynny typu niejonowego.

Stabilizatorem może być środek stabilizujący enzym XET.

Zgodnie z wynalazkiem stężenie XET w środowisku wodnym może wynosić 0,01 1000 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego, korzystnie 0,1 - 100 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego.

Zazwyczaj dogodnie prowadzi się inkubację środowiska reakcji (zawierającego materiał celulozowy i enzym XET) przez co najmniej kilka minut. Zazwyczaj odpowiedni będzie czas inkubacji od 1 minuty do 20 godzin, a często korzystny będzie czas inkubacji od 30 minut do 10 godzin.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku temperatura środowiska reakcji może dogodnie wynosić 10 - 50°C, w zależności od konkretnego enzymu XET.

W celu zwiększenia wytrzymałości i/lub zachowania kształtu i/lub właściwości przeciwmnących tkaniny celulozowej enzym XET można stosować jako składnik środka detergentowego, jako składnik środka do płukania, albo jako składnik środka zmiękczającego.

Detergent może mieć dowolną dogodną postać, np. proszku, granulatu lub płynu.

Detergent zazwyczaj zawiera środek powierzchniowo czynny, który może być anionowy, niejonowy, kationowy, amfoteryczny, albo stanowić mieszaninę tych typów. Detergent

186 468 będzie zazwyczaj zawierać 5 - 30% anionowego środka powierzchniowo czynnego, takiego jak liniowy alkllobenzenosulfonian (LAS), α-olefinosulfonian (AOS), etoksysiarczan alkoholu (AES) lub mydło. Może on również zawierać 3 - 20% niejonowego środka powierzchniowo czynnego, takiego jak etoksylat nonylofenolu lub etoksylat alkoholu.

Detergent może zawierać 1 - 40% wypełniacza detergentowego, takiego jak zeolit, fosforan, fosfonian, cytrynian, NTA, EDTA lub DTPA, albo może nie zawierać wypełniacza (być zasadniczo wolny od wypełniacza detergentowego). Może on ponadto zawierać inne znane składniki detergentów, np. środki do kondycjonowania tkanin, środki wzmagające pienienie, środki bakteriobójcze, rozjaśniacze optyczne i środki zapachowe.

Ciekły detergent może być środkiem opartym na wodzie i zawierać 20 - 70% wody oraz 0 - 20% rozpuszczalnika organicznego.

Wartość pH (oznaczana w wodnym roztworze detergentu) powinna odpowiadać odczynowi obojętnemu lub alkalicznemu i wynosić np. 7-10.

Środek detergentowy będzie zazwyczaj zawierać inne enzymy zwiększające skuteczność oczyszczania i/lub chroniące tkaninę, oprócz enzymu XET. Do takich enzymów należą proteazy, lipazy, kutynazy, amylazy, celulazy, ksyloglukanazy, peroksydazy i oksydazy (np. lakkazy).

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

Przykład 1. Wyodrębnianie XET z kalafiora

W 750 ml 50 mM buforu MES, 400 mM NaCl, pH 6,2, shomogenizowano 250 g kalafiora. Dodano 18,75 g PVPP (poliwinylopirolidonu) i mieszanie kontynuowano przez 10 minut. Zawiesinę przesączono i poddawano wirowaniu przez 30 minut przy 10000 x g. Do supernatanta dodano 80% (NH4ESO4 (516 g/litr) i całość mieszano aż do całkowitego rozpuszczenia (NHąESOą. Mieszanie kontynuowano następnie przez 20 minut. Po odwirowywaniu przez 30 minut przy 18000 x g osad zawieszono w 25 mM MES o pH 5,8 i dodano nasyconego (NH4ESO4 w stosunku 1:1. Po 20 minutach zawiesinę poddawano wirowaniu przez 30 minut przy 18000 x g, po czym osad rozpuszczono w 50 ml 25 mM MES o pH 5,8 i dializowano wobec 5 litrów 25 mM MES o pH 5,8 przez noc. Bufor zmieniono i dializę kontynuowano przez 1 godzinę. Dializowaną próbkę wprowadzono z szybkością 2 ml/minutę do 5 ml kolumny kationowymiennej HiTrapSP (Pharmacia) kalibrowanej 25 mM MES o pH 5,8, po czym kolumnę przemyto tym samym buforem w ilości równej 2 objętościom kolumny. Związane białka wyeluowano 2 objętościami 25 mM MES 500 mM NaCl, pH 5,8. Frakcje wykazujące aktywność XET połączono i wprowadzono do 4 ml kolumny Octhyl Sepharose (Pharmacia) kalibrowanej 25 mM MES, 35% (NH4hSO4, pH 5,8 z szybkością 0,5 ml/minutę. Kolumnę przemyto tym samym buforem w ilości równej 2 objętościom kolumny i 2 objętościami 25 mM MES, 20% (NH4)2SO^ pH 5,8. Związane białka wyeluowano 3 objętościami 25 mM MES, 40% glikol etylenowy, pH 5,8. Frakcje wykazujące aktywność XET połączono, w wyniku czego uzyskano łączną objętość 10 ml o stężeniu XET około 1 pg/ml oznaczonym wyżej opisanym sposobem.

Połączone frakcje nie wykazywały aktywności celulozowej (oznaczanej na AZCL-HEcelulozie z MegaZyme), ani aktywności ksyloglukanazowej (oznaczanej na AZCLksyloglukanie z MegaZyme), ani tez aktywności celobiohydrolazowej (oznaczanej jako powstawanie redukującego cukru z Avicelu spęcznionego kwasem).

Przykład 2. Wprowadzanie [³hXG9] do tkaniny bawełnianej z udziałem XET , Do 0,05 g tkaniny bawełnianej dodano 600 pl 50 mM octanu sodu o pH 6,0, 16 pl [^jHXG9] i 40 pl roztworu XET z kalafiora, otrzymanego w sposób opisany w przykładzie 1

Inkubowanie prowadzono przez noc w 30°C. Tkaninę bawełnianą płukano 1 godzinę pod bieżącą wodą i suszono przez 30 minut w 65°C. Kawałek tkaniny przeniesiono do fiolki scyntylacyjnej i oznaczono 3h w opisany sposób. Przygotowano 2 ślepe próby, jedną, w której roztwór XET zastąpiono buforem, oraz drugą, w której roztwór XET zdezaktywowano w wyniku gotowania przez 20 minut. Zliczone impulsy/minutę (CPM) podano w tabeli 1.

186 468

Tabela 1

Wprowadzanie oligomeru ksyloglukanu do tkaniny bawełnianej

	CPM
Bez XET	23
Zdezaktywowana XET	24
XET	149

Wyniki podane w tabeli 1 wskazują, że tkanina bawełniana zawiera ksyloglukan, do którego mogą się przyłączyć inne cząsteczki ksyloglukanu w wyniku działania XET.

Przykład 3. Pomiary wytrzymałości tkaniny

Poniższy przykład ilustruje zdolność endotransglikozylazy ksyloglukanowej (XET) do nadawania zwiększonej wytrzymałości tkaninie celulozowej. Próby wykonywano zużyciem XET pochodzącej z kalafiora, otrzymanej w sposób opisany w przykładzie 1.

Próbki tkaniny ze 100% bawełny (4 kawałki 1,5 cm x 4,0 cm) inkubowano z około 50 ng XET przez 3 godziny w 40 ml 50 mM buforu Tris, pH 5,8, w 25°C. Dla porównania wykonano ślepą próbę bez dodawania XET.

Po mkubowaniu próbki ostrożnie przepłukano wodą dejonizowaną i przycięto na wymiar 1,0 x 3,0 cm, aby wyeliminować pomiar częściowo nie skręconych końców przędzy.

Po przepłukaniu próbki trzymano w wodzie de-onizowanej przez 15 minut przed pomiarem wytrzymałości na rozciąganie na mokro.

Wytrzymałość próbek na rozciąganie mierzono (w kierunku wzdłużnym) w aparacie INSTRON Model 5564 przy odległości pomiędzy szczękami 2,5 cm.

Wyniki podano w tabeli 2.

Tabela 2

Próbka	Względna wytrzymałość na rozciąganie na mokro, średnio
Ślepa próba (tylko bufor)	100%
XET	107,5%

P r z y k la d 4. Inkubowanie tkanin celulozowych z ksyloglukanem

Ponizszy przykład ilustruje, ze inkubowanie tkaniny celulozowej z ksyloglukanem po obróbce eędotraęsglikozylaze ksyloglukanową (XET) może służyć jako alternatywny sposób zwiększania wytrzymałości tkaniny celulozowej.

Próby wykonywano z użyciem XET pochodzącej z kalafiora, otrzymanej w sposób opisany w przykładzie 1.

Próbki tkaniny ze 100°% bawełny (8 kawałków 1,5 cm x 4,0 cm) namoczono na 15 minut w 100 ml wody dejonizowanej zawierającej 0,50 g/litr ksyloglukanu otrzymanego z nasion tamaryszku (ksyloglukan (Amyloid), partia TKG90901, otrzymany zMegaZyme, Australia), w 25°C. Próbki wyjęto z roztworu ksyloglukanu. 4 mokre próbki inkubowano z około 50 ng XET przez 3 godziny w 40 ml 50 mM buforu Tris, pH 5,8, w 25°C, a pozostałe 4 próbki inkubowano w 40 ml buforu Tris, pH 5,8, nie zawierającego XET (ślepa próba).

Po inkubowaniu próbki ostrożnie przepłukano wodą de-onizowaną i przycięto na wymiar 1,0 x 3,0 cm, aby wyeliminować pomiar częściowo nieskręconccg końców przędzy. Po przepłukaniu próbki trzymano w wodzie dejonizowanej przez 15 minut przed pomiarem wytrzymałości na rozciąganie na mokro. Wytrzymałość próbek na rozciąganie mierzono (w kierunku wzdłużnym w aparacie INSTRON Model 5564 przy odległości pomiędzy szczękami 2, 5 cm

Wyniki podano w tabeli 3.

186 468

Tabela 3

Próbka	Względna wytrzymałość na rozciąganie na mokro, średnio
Ślepa próba (tylko bufor)	100%
XET	115,9%

Przykład 5. Wyodrębnianie XET z zielonych pomidorów kg zielonych pomidorów pocięto na połówki, po czym usunięto pestki i natychmiast zamrożono w ciekłym azocie. Uzyskane zamrożone pomidory w ilości 7,2 kg zdyspergowano w 10,8 kg 0,1 M fosforanu sodu jako buforu o pH 7,2, z 1% poliwinylopirolidonu. Zawiesinę shomogenizowano w 0°C w młynku z chłodzeniem. Pastę mieszano przez 1 godzinę w 0°C, po czym ją przesączono i uzyskano 13,7 kg przesączu. Utrzymywano temperaturę poniżej 3°C. Dodano 8,3 kg siarczanu amonu i roztwór mieszano przez 45 minut w 0°C. Wytrącony materiał oddzielono przez odwirowanie. Osad rozpuszczono w 2 litrach 0,2 M octanu sodu o pH 5,7 i uzyskano łącznie 7.4 litra. Następnie dodano 1,2 litra nasyconego roztworu siarczanu amonu Po mieszaniu przez 15 minut w 3°C wytrącony materiał oddzielono przez odwirowanie. Osad rozpuszczono w 500 ml 0,2 M octanu sodu jako buforu o pH 5,7 i dializowano wobec tego samego buforu przez noc w 3°C. Do dializy zastosowano rurę D 0655 z Sigma, odcinającą masę cząsteczkową 12000 Da. Zawartość rury do dializy odwirowano, w wyniku czego otrzymano 600 ml roztworu XET.

Aktywność XET potwierdzono w teście XET, a brak aktywności celulazowej i ksyloglukanazowej potwierdzono wykonawszy testy przy pH 6,0 na AZCL-HE-celulozie i AZCLksyloglukanie z MegaZyme, Australia..

Roztwór XET z pomidorów zastosowano do badania wpływu na trwałość zaprasowania tkaniny bawełnianej (przykład 6) i do badania wzmacniania papieru (przykład 7).

Przykład 6. Trwałe zaprasowanie z XET kawałki białej tkaniny (6 cm x 140 cm) odklejono z użyciem 0,05% roztworu Termamylu 300 L (produkowanego przez Novo Nordisk) przez 10 minut w 60°C. Tkaninę przepłukano w wodzie przez 10 minut. Tkaninę przeniesiono na 4 tace z wodą destylowaną, przy czym w 2 tacach znajdowało się dodatkowo 0,1% ksyloglukanu (żywica Tamarind, partia TXG90901, z MegaZyme, Australia). Po moczeniu przez 1 godzinę próbki wyjęto z roztworu i przepłukano w wodzie przez 10 minut.

Każdą próbkę złożono 6 razy i umieszczono na tacy z 0,2 M octanem sodu jako buforem o pH 5,5. Do 2 tac dodano 10 ml roztworu zawierającego XET z zielonych pomidorów (patrz przykład 5). Objętość nastawiono tak, aby uzyskać 150 ml buforu. Ciężki odważnik (2,5 kg) umieszczono na wierzchu każdej złożonej próbki w ten sposób, aby wywrzeć równy nacisk na złożoną tkaninę. Po 24 godzinach inkubowania w ciemnym pomieszczeniu w temperaturze pokojowej (około 25°C) tkaniny przepłukano w wodzie w pralce, stosując program krótkiego prania w 40°C. Próbki suszono na płasko aż do następnego ranka. Wzrokowo oceniano oznaki zagnieceń na tkaninach. Wyraźnie stwierdzono, że obróbkę XET można stosować w celu uzyskania trwałego zaprasowania, gdyż tylko próbki po obróbce XET zachowały zaprasowane fałdy.

XET	Ksyloglukan	Ocena wzrokowa
Nie	Nie	Brak oznak fałd
Tak	Nie	Wyraźne oznaki fałd na zgięciach
Nie	Tak	Możliwe pewne oznaki fałd na zgięciach
Tak	Tak	Wyraźne oznaki fałd na zgięciach

186 468

Wniosek

Na tkaninie poddanej obróbce XET występują oznaki pofałdowania, które można łatwo zaobserwować wzrokowo. Dodatek ksyloglukanu nie był konieczny do pojawienia się oznak fałd, jednak dodatek samego ksyloglukanu zapewnia skłonność do pojawiania się oznak fałd.

Przykład 7. Zastosowanie XXE dd wzmacniania p apienr

Arkusze papieru z pulpy sosnowej TMP (130 g/m²) wykonano w prasie arkuszowej PFI. Arkusze następnie sprasowano w prasie arkuszowej przez 5 minut pod ciśnieniem 40θ kPa. Po sprasowaniu wilgotne arkusze umieszczono na siatce i zanurzono w różnych roztworach. We wszystkich przypadkach arkusze zanurzano na 30 minut w roztworze o temperaturze 25°C.

Zastosowano różne roztwory.

Kontrolny: zanuraeuie w wadais.

Endotransolikozylazn ksyloolukaewwn: w roztworze ΧΕΤ (6,67% roztwór podstawowego roztworu enzymu z przykładu 5; każdy arkusz wchłania około 1,8 g roztworu enzymu, co odpowiada 0,45 g roztworu enzymu/g suche masy włókna).

Po zanurzeniu arkusze sprasowywnno w prasie arkuszowej przez 15 minut pod ciśnieniem 400 kPa. Po sprasowaniu arkusze suszono przez noc w temperaturze pokojowej.

Grubość i wskaźnik rozciągania arkuszy oznaczano zgodnie z normami SCAN, SCANPT i SCAN-P16.

Z doświadczeń tych wyraźnie wynika, ze dodatek XET powoduje wzrost wytrzymałości arkuszy na rozciąganie.

Obróbka	Wytrzymałość na rozciąganie (kNm/kg)
Kontrolna	4,12-4,5T
XET	8,95-8,40

186 468

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki materiałów celulozowych, takich jak tkaniny celulozowe albo papier lub wyroby z pulpy, znamienny tym, że materiał celulozowy kontaktuje się w środowisku wodnym z endotransglikozylazą ksyloglukanową (XET), którą stosuje się w stężeniu odpowiadającym 0,01 - 1000 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się enzym XET otrzymany z rośliny.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje się enzym XET z rośliny wybranej z grupy obejmującej rośliny dwuliścienne i jednoliścienne.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się enzym XET z roślin dwuliściennych wybranych z grupy obejmującej kalafiory, soję, pomidory, ziemniaki, rzepak, słoneczniki, bawełnę i tytoń.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, ze stosuje się enzym XET z roślin jednoliściennych wybranych z grupy obejmującej pszenicę, ryż, kukurydzę i trzcinę cukrową..
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje się enzym XET wytworzony przez hodowanie w warunkach aerobowych transformowanego organizmu gospodarza, zawierającego odpowiednią informację genetyczną z określonej rośliny.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się XET w stężeniu odpowiadającym 0,1 - 100 pg białka enzymatycznego/g materiału celulozowego.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się środowisko wodne zawierające dodatkowo ksyloglukan.