TWI654308B

TWI654308B - 製造木質纖維素紙及紙製品之方法

Info

Publication number: TWI654308B
Application number: TW105128490A
Authority: TW
Inventors: 舒俊辛格許豪瓦特
Original assignee: 美商索雷尼斯科技公司
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2019-03-21
Also published as: EP3344814B1; CA2997536C; US20170067209A1; CA2997536A1; WO2017040077A1; FI3344814T3; CL2018000517A1; ES2960225T3; AU2016315583A1; PL3344814T3; TW201715043A; BR112018003476B1; BR112018003476A2; RU2717509C1; CN108138445A; MX2018002669A; KR102633366B1; CN108138445B; AU2016315583B2; EP3344814A1

Abstract

本發明提供用於產生具有經改良乾強度之紙製品之方法。更具體而言，本發明提供改良紙製品乾強度之方法，其中將諸如轉麩醯胺酸酶等異肽鍵形成酶及諸如大豆粉等可選蛋白質源添加至造紙漿中。

Description

製造木質纖維素紙及紙製品之方法

本發明係關於製造紙及紙製品之方法。更明確而言，本發明係關於造紙製程，其中至少一種酶單獨或與至少一種蛋白質源及/或至少一種非離子、陽離子、陰離子或兩性聚合物一起幫助改良紙及紙製品之乾強度。長期以來，需要造紙商使用較少原始纖維來製造強度較高的紙且尤其需要在維持期望紙性質的同時使用再生木纖維之能力。許多添加劑(包括小分子聚合物之及最近酶)已用於賦予紙製品濕強度及乾強度。本發明係關於諸如轉麩醯胺酸酶等蛋白質交聯酶單獨或與蛋白質源(發現增加紙乾強度)組合之用途。本發明不僅提供增加乾強度之紙製品，而且亦將容許造紙商在保留期望紙性質的同時用再生纖維來取代昂貴木纖維。已用於造紙及廢水處理中之大多酶具有水解性，例如纖維素酶、蛋白酶、澱粉酶、木聚糖酶及過氧化酶。術語「水解」暗指該等酶裂解現有化學鍵，例如醣苷鍵、酯鍵及醯胺鍵。另外，最近亦已發現諸如漆酶等氧化酶用於造紙操作中。然而，最近已發現幫助增加紙強度之不同種類之酶。轉麩醯胺酸酶(TG)藉由催化受質蛋白質之麩醯胺酸與離胺酸側鏈之間之異肽鍵形成來交聯蛋白質受質。許多植物(例如大豆)源蛋白質及動物源蛋白質係轉麩醯胺酸酶之受質。實際上，轉麩醯胺酸酶係廣泛用於食品工業中來改質麵包、肉及基於大豆之食品之酶。轉麩醯胺酸酶(蛋白質-麩醯胺酸:γ-麩胺醯轉胺酶)係催化受質蛋白質中之麩醯胺酸殘基轉醯胺化為離胺酸殘基之酶家族。由於轉麩醯胺酸酶作用，經由相同蛋白質分子上之麩醯胺酸與離胺酸側鏈之間之分子間反應或經由不同蛋白質分子上之麩醯胺酸與離胺酸側鏈之間之分子內反應形成共價鍵。麩醯胺酸與離胺酸側鏈之間之所得碳-氮共價鍵稱為異肽鍵。反應經由醯基轉移反應來進行，其中胺基酸離胺酸側鏈中之一級胺用作醯基受體且麩胺酸鹽側鏈用作醯基供體。蛋白質上之離胺酸側鏈與任何其他游離羧基之間之共價鍵通常亦稱為異肽鍵。以此方式形成之共價鍵聯可產生具有極高分子量之高度交聯之蛋白質結構。轉麩醯胺酸酶亦可接受其他小的低分子量胺作為醯基供體，例如腐胺、屍胺及多胺。轉麩醯胺酸酶發現於許多不同類型之生物體(包括人類、細菌、酵母、植物及低等脊椎動物)中。該等轉麩醯胺酸酶中之許多係藉由鈣及諸如鳥苷三磷酸(GTP)等小核苷來調節，且因此由於相關應用複雜性而不易適用於生物技術應用。然而，微生物轉麩醯胺酸酶具有相對鈣及核苷獨立性，此使得容易應用且並不出人意料地已發現在許多生物技術領域(例如食品、生物材料及醫藥)中之廣泛應用。微生物轉麩醯胺酸酶亦具有較寬受質特異性且接受多種受質。除蛋白質-蛋白質結合之外，轉麩醯胺酸酶已用於結合蛋白質與核苷酸、蛋白質與聚合物及蛋白質與小分子。然而，其最顯著工業應用係在食品工業中。美國專利第4,917,904號闡述使用轉麩醯胺酸酶來改良基於蛋白質之食品(例如肉、奶及大豆)之質地之製程，其中食品之蛋白質含量係由酶來改變。美國專利第6,472,182號揭示藉由培養各種微生物且然後分離轉麩醯胺酸酶來產生微生物轉麩醯胺酸酶之製程。闡述使用轉麩醯胺酸酶來改質食品之更多專利已闡述於先前技術中，該等專利在本發明範圍之外。轉麩醯胺酸酶已用於改質天然及合成生物材料。美國專利第6,051,033號揭示使用諸如胰蛋白酶及轉麩醯胺酸酶等蛋白水解酶來改質羊毛纖維。顯示經處理羊毛展現經改良抗縮性、潤濕性、經改良柔軟度、破裂強度、抗拉強度及染色特徵。美國專利申請案第2004/0265951號闡述使用經短胺基酸序列及轉麩醯胺酸酶改質之聚乙二醇聚合物主鏈來合成仿生凝膠之方法。美國專利申請案第2004/0266690號闡述將促紅血球生成素(生物學活性蛋白質)共價且位點特異性結合至非抗原性親水聚合物，此改良蛋白質-聚合物結合物之半衰期及穩定性。美國專利申請案第2002/0155524號闡述利用轉麩醯胺酸酶針對有效且經改良鞣製製程穩定獸皮及皮膚之方法。建議用轉麩醯胺酸酶使皮革或皮膚中之膠原纖維交聯。美國專利申請案第US 2014/0116635 A1號闡述使用漆酶連同陽離子聚合物來增強紙之乾強度。具體而言，該專利報導使用已經漆酶及陽離子聚合物處理之紙漿纖維製得之紙的環壓縮指數及抗拉強度增加。在生產基於紙之材料(例如廁紙、紙巾、包裝容器及諸如此類)期間，造紙商使用各種添加劑來改良現有紙性質或將新功能賦予紙材料。該等添加劑通常尤其包括上漿劑、濕強度聚合物、乾強度聚合物、軟化劑、脫黏劑及光學增亮劑。最近，亦已在造紙及相關應用中普遍使用酶。例如，纖維素酶已用作強度添加劑及助濾劑二者。脂酶及蛋白酶已用於控制疏水雜質且用於污染物控制。另外，使用木聚糖酶來改良漂白化學品之性能亦為業內所熟知。應注意，目前用於造紙廠及紙漿廠操作中之大多數酶具有水解性。舉例而言，纖維素酶及澱粉酶裂解醣苷鍵，蛋白酶裂解醯胺鍵且脂酶催化脂質或脂肪之水解。然而，在造紙及相關應用中採用催化醣苷及醯胺鍵形成之酶(例如轉麩醯胺酸酶)並不常見。亦已知在造紙及相關應用中使用基於非酶蛋白質之添加劑，例如大豆粉。應注意，在學術文獻中已報導大豆粉作為乾強度劑(參見Jin等人，J. Ag. Food Chem. , 2012,60 , 9828-9833)。諸如聚丙烯醯胺、聚乙烯胺及澱粉等高分子量聚合物已用於經由內纖維橋接與木纖維靜電相互作用來增加紙強度。認為大豆蛋白以類似方式經由靜電相互作用與木纖維相互作用。蛋白質單體因其低分子量而針對纖維素纖維之間之強度誘導橋接相互作用不太有效。然而，交聯且聚合之蛋白質分子因其太大的大小及分子量所致可能在基於紙之應用中與多種纖維素纖維相互作用且用作乾強度添加劑。

本發明係關於用於增加紙乾強度之方法。更具體而言，該方法涉及單獨或與蛋白質源一起使用蛋白質改質酶。更具體而言，該方法係關於使用異肽形成酶及視情況蛋白質來處理造紙漿。該方法亦係關於造紙漿之處理，其中將蛋白質、轉麩醯胺酸酶及至少一種其他酶(例如，蛋白酶、纖維素酶、漆酶、半纖維素酶、脂酶、澱粉酶及/或酯酶)添加至造紙漿中。在該方法之又一實施例中，使用蛋白質源、異肽鍵形成酶及非離子、陰離子、陽離子或兩性聚合物處理造紙漿，其中蛋白質源、酶及聚合物可以任何順序依序、同時或以調配物形式添加。另外，可將組份及/或組份之調配物整體或隨時間添加至造紙製程中且化學品之添加可係瞬時的或可經約30分鐘時段或任何短於該時段之時段來添加。

本申請案主張於2015年9月03日提出申請之美國臨時申請案第62/213,663號之權益，該申請案之全部內容以引用方式併入本文中。本發明係關於製造紙及紙製品之方法。更具體而言，該方法係關於使用異肽形成酶作為添加劑及視情況蛋白質源、低及高分子量天然及合成分子及/或天然及合成聚合物來造紙以幫助改良紙或紙製品之乾強度。在一態樣中，當前方法提供使用異肽鍵形成酶及視情況蛋白質源來處理造紙漿，及使用經處理紙漿產生之紙。本申請人已驚人地發現藉由當前方法產生之紙具有經改良乾強度性質，例如繆倫頂破(Mullen Burst)及環壓縮指數值。在當前方法之另一態樣中，異肽鍵形成酶可係轉麩醯胺酸酶[EC 2.3.2.13]、轉肽酶[EC 3.4.22.71]、泛蛋白活化酶(E1)、泛蛋白結合酶(E2)、泛蛋白連接酶(E3) [EC 6.3.2.19]及其組合。在當前方法之其他態樣中，異肽鍵形成酶亦可與其他種類之酶組合使用，該等酶係例如氧化還原酶[EC1]、水解酶[EC3] (例如纖維素酶及蛋白酶)及連接酶[EC6]。該等酶可來自任何來源、可係野生型或突變體且可重組產生或自天然來源獲得。在本發明方法之另一態樣中，可使用其他酶、蛋白質源、聚合物及其他添加劑來處理造紙漿。如在當前方法之以上態樣中，酶、蛋白質源、聚合物及其他添加劑可依序、同時或以混合物形式添加至造紙漿中。在當前方法之其他態樣中，可組合該等化學品且以調配物形式添加至造紙漿中。適於與異肽鍵形成酶及蛋白質源一起使用之化合物實例包括(但不限於)乾強度添加劑，例如澱粉及澱粉衍生物、聚丙烯醯胺衍生物、天然或經改質瓜爾膠(guar)、聚(乙烯胺)；濕強度添加劑，例如聚乙亞胺、聚乙烯醇、脲素甲醛樹脂、環氧氯丙烷反應之聚(胺基醯胺)、醛澱粉、乙二醛化聚丙烯醯胺(GPAM)；凝聚劑；凝結劑；助濾劑；助留劑；上漿劑；脫黏劑；黏合劑；塑化劑；起皺黏合劑；及改質劑。上述組合或個別組份中之任一者可在造紙中一起或依序施加。另外，上述組合中任一者之個別組份可在使用前摻和在一起。在當前方法之一些態樣中，蛋白質源可在其添加至造紙漿中之前與酶混合或使用酶處理。在添加至造紙漿中之前，亦可使用任何酶或酶之組合來改質蛋白質源。另外，蛋白質可經其他酶共處理以改變蛋白質分子量或可與其他造紙添加劑(例如如上文所列示之陽離子、陰離子、非離子、兩性或天然聚合物)組合。經酶處理之蛋白質可與其他強度誘導劑(例如其他酶、聚合物或小分子)組合。可在蛋白質之酶處理期間添加其他強度誘導劑(例如其他酶、聚合物或小分子)，其可隨時間進行，且所得調配物可添加至造紙漿中。在當前方法之另一態樣中，可使用蛋白交聯酶、隨後蛋白水解酶(例如Alcalase^® (Novozymes)、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等)來處理蛋白質源。相反，可首先使用蛋白水解酶(例如Alcalase^® (Novozymes)、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶)、隨後蛋白交聯酶(例如轉麩醯胺酸酶)來處理蛋白質。經酶處理之蛋白質源可與強度誘導劑(例如聚合物及小分子化合物)組合，該等強度誘導劑可在酶及/或蛋白質源之前、與其同時或在其之後添加至造紙漿中。酶、蛋白質源、聚合物及其他強度誘導劑可在造紙製程之任何階段添加。該等組份可在紙漿製備期間添加或與任何原料儲存箱、高或低稠度箱或任何其他保存罐中之纖維接觸。術語紙漿或造紙漿適用於在造紙製程任何階段之紙漿纖維且在本申請案通篇中稱為紙漿纖維、紙漿配料、紙漿漿液及紙漿懸浮液。異肽鍵形成酶及其他組份可添加至白水中或可施加於原始或再生紙廠中之水處理迴路中。在當前方法之一些態樣中，異肽鍵形成酶可以任何量添加至紙漿中。酶之添加量可在幹紙漿或纖維之0.001重量%至5重量%範圍內，可係0.01重量%至2.5重量%；可係0.1重量%至2重量%且可係乾紙漿或纖維之0.5重量%至1重量%。若酶量係基於蛋白質源之乾重，則酶之添加量可在乾蛋白質之約0.0001重量%至約5重量%範圍內；可係約0.001重量%至約2.5重量%；可係約0.01重量%至約2重量%；且可係乾蛋白質之約0.5重量%至約1重量%。 Activa RM^® 係市售食品級調配物，其含有基於乾重之0.5%酶。在以下說明性實例中，酶係以基於接收原樣之產品的乾纖維之重量0.5%及1%劑量值來使用。端視所考慮之應用，可以任何量添加聚合物及其他造紙添加劑。舉例而言，可以基於乾紙漿或纖維約0.1公斤(kg)至約10 kg/噸紙原料之量來添加聚合物添加劑。然而，端視造紙製程之類型，可使用其他量。在本發明方法之一些態樣中，任一異肽形成酶可用於改質蛋白質源且添加至造紙及相關應用中。可接受之酶包括(但不限於)轉麩醯胺酸酶[EC 2.3.2.13]、轉肽酶[EC 3.4.22.71]、泛蛋白活化酶(E1)、泛蛋白結合酶(E2)及泛蛋白連接酶(E3) [EC 6.3.2.19]。據信異肽鍵形成酶能夠與其他種類之酶組合使用，該等酶係例如氧化還原酶[EC1]、水解酶[EC3] (例如纖維素酶及蛋白酶)及連接酶[EC6]。該等酶可來自任何來源、可係野生型或突變體且可重組產生或自天然來源獲得。以下呈現之實例及數據較佳說明所主張之本發明之權益且並不欲具有限制性。熟習此項技術者將明瞭酶、蛋白質源及合成或天然聚合物之許多其他組合。實例實例 1- 轉麩醯胺酸酶分析 使用由Folk及Cole研發之比色方法來分析轉麩醯胺酸酶酶活性(Folk, J.E.及Cole, P.W.;Biochim. Biophys. Acta , 122,244 , 1966)。此分析更通常稱為異羥肟酸分析且利用CBZ-麩醯胺酸-甘胺酸作為轉麩醯胺酸酶胺受體受質且利用羥胺(產品編號159417，Sigma Aldrich)作為胺供體。轉麩醯胺酸酶催化羥胺與CBZ-麩醯胺酸-甘胺酸之間之反應以產生CBZ-麩胺醯基-異羥肟酸-甘胺酸，其與Fe(III)產生在525奈米(nm)處具有強UV吸光度之有色錯合物。實施分析，其中藉由在37℃下將120毫克(mg) CBZ-Glu-Gly (產品編號C6154, Sigma Aldrich)溶解於2毫升(ml) 1000毫莫耳(mM) tris緩衝液(產品編號T-1503, Sigma Aldrich，pH 6.0)中來製備反應混合物。向此溶液中添加5 ml 200 mM羥胺與20 mM麩胱甘肽(產品編號G-4251, Sigma Aldrich)且徹底混合。使用100毫莫耳(mM) NaOH將此反應混合物之pH調節至6.0，且使用去離子水稀釋至最終體積10 ml。使用去離子水來製備Novozymes轉麩醯胺酸酶試樣(接收原樣)之0.5%溶液(TG1)。將20毫克Activa TI^® (Ajinomoto^® )溶解於200微升(µL)去離子水中(TG2)。在兩個單獨容器中，將200 µL反應混合物與各自酶溶液混合且兩個試樣皆在37℃下培育恰好10分鐘。向兩個測試試樣中添加500 µL 12% (v/v)三氯乙酸溶液且使用吸管混合試樣。最後，將500 µL 5%三氯化鐵溶液(w/v)添加至兩個溶液中且藉由吸移混合。如下表中所詳述再製備三個試樣。表 1 將所有試樣充分混合且離心5分鐘並轉移至比色管中。在525 nm下記錄每一試樣之吸光度。使用以下等式來計算異肽鍵形成酶之單位定義。轉麩醯胺酸酶之單位定義係如下定義：一個酶單位在pH 6.0下在37℃下每分鐘將自CBZ-麩醯胺醯基甘胺酸及羥胺催化形成1微莫耳(µmol) L-麩胺酸-γ-單異羥肟酸。一般而言，基於上述分析，發現TG1具有每克接收原樣之材料約500個單位之活性且TG2具有每克接收原樣之材料約20個單位之活性。實例 2 表 2 自Novozymes (Bagsvaerd, Denmark)獲得自Cargill購得之商品 25%未漂白之原始纖維及75%再生纖維之混合物實例2說明自Novozymes (Bagsvaerd, Denmark)獲得之實驗性轉麩醯胺酸酶之應用。將酶單獨及與大豆粉(Prolia 290, Cargill)組合添加至造紙漿配料中。以3%稠度來製備未漂白之軟木牛皮紙(UBK)及再生纖維之紙漿懸浮液(25:75)。使用單獨轉麩醯胺酸酶(基於乾纖維重量0.2%)並使用單獨添加及與轉麩醯胺酸酶組合之大豆粉(基於乾纖維重量1%)來處理紙漿懸浮液。使用位於500 Hercules Rd., Wilmington DE之領試造紙機來造紙。使用Andritz雙盤精製機將25%未漂白之牛皮紙紙漿及75%再生纖維紙漿懸浮液精製為500 ml加拿大標準游離度(Canadian standard freeness, CSF)之游離度。紙漿懸浮液之pH為7.0且溫度係50℃。所形成紙之基礎重量係80磅(lbs)/3000平方英尺(sq. ft.)。將絮狀PerForm^® PC 8713 (Solenis LLC, Wilmington, DE)以基於乾紙漿0.0125%之量添加至造紙機之濕部。測試如此製備之紙的乾強度性質，例如繆倫頂破(TAPPI測試方法T403)及環壓縮指數(TAPPI測試方法T822 om-02)。如表2中所示，使用轉麩醯胺酸酶及視情況蛋白質源來處理造紙漿顯示繆倫頂破及環壓縮指數值二者之顯著改良。應注意，相較於自未處理紙漿製得之紙，使用轉麩醯胺酸酶及大豆粉協同共處理紙漿纖維產生繆倫頂破值之最高改良。驚人地且意外地，使用單獨轉麩醯胺酸酶、不使用任何蛋白質源來處理造紙漿顯示紙強度性質、尤其繆倫頂破值之顯著改良(參見表2)。實例 3 在實例3中，使用市售食品級轉麩醯胺酸酶調配物(ACTIVA RM^® , Ajinomoto Inc.)及大豆粉處理上述紙漿配料。應注意，ACTIVA RM^® 調配物除酶轉麩醯胺酸酶之外含有乳蛋白酪蛋白。如實例1中所述來造紙。使用單獨ACTIVA RM^® 轉麩醯胺酸酶調配物(基於乾纖維重量1%，使用接收原樣之產品)、單獨大豆粉(基於乾纖維重量1%)或兩種組份來處理混合配料。如表3中所示，再次可見紙乾強度性質、尤其繆倫頂破值之顯著改良。表 3 自Ajinomoto Co., Inc. (Tokyo, Japan)購得自Cargill購得之商品 25%未漂白之原始纖維及75%再生纖維之混合物實例 4 在實例4中，使用100%再生纖維來製造3%稠度紙漿配料且使用商業轉麩醯胺酸酶調配物及大豆粉來處理。使用單獨ACTIVA RM^® 轉麩醯胺酸酶調配物(基於乾纖維重量1%，使用接收原樣之產品)並使用單獨或與轉麩醯胺酸酶組合之大豆粉(基於乾纖維重量1%)來處理再生配料。使用造紙機如實例1及實例2中所詳述來造紙。如表4中所示，當使用單獨轉麩醯胺酸酶及其與大豆粉之組合來處理紙漿配料時，觀察到繆倫頂破及環壓縮指數值之顯著改良。當使用100%再生纖維時，將預期紙強度性質甚至更佳之改良。表 4 自Ajinomoto Co., Inc. (Tokyo, Japan)購得自Cargill (OH, USA)購得之市售產品 100%再生纖維實例4至6展示應用轉麩醯胺酸酶來增強使用Noble and wood手抄紙製造器時之紙強度。實例5及6提供轉麩醯胺酸酶及蛋白質源之劑量反應數據。實例 5 實例5使用來自Novozymes (Bagsvaerd, Denmark)之實驗性轉麩醯胺酸酶。未漂白軟木牛皮紙(UBK)之懸浮液係以3%稠度製備且使用單獨及與大豆分離物(PRO-FAM®, ADM)組合之轉麩醯胺酸酶處理。使用單獨轉麩醯胺酸酶(基於乾纖維重量0.2%)、單獨大豆分離物(基於乾纖維重量1%)或兩種組份來處理纖維漿液。在Noble and wood手抄紙形成器上在pH 7.0下製造靶標基礎重量為60 lbs./3000sq ft.之手抄紙。將手抄紙濕壓成33%固體且在桶式乾燥器上在240℉下乾燥1分鐘，得到3%-5%之含水量。表 5 自Novozymes (Bagsvaerd, Denmark)獲得自ADM (Chicago, IL, USA)購得之商品 100%未漂白之原始纖維如表5中所列示，相較於未處理之紙，使用經單獨轉麩醯胺酸酶處理之纖維製得之紙顯示乾繆倫頂破值之7%改良。令人驚訝的是，相較於未處理之紙，使用單獨大豆分離物處理之纖維並未提供乾繆倫頂破值之任何改良，然而，壓縮指數值改良10%。應注意，在與大豆粉比較時，大豆分離物具有較高百分比之所存在蛋白質。使用經轉麩醯胺酸酶及大豆分離物二者處理之纖維製得之手抄紙顯示，相較於未處理之對照，乾繆倫頂破及環壓縮指數值二者皆增加12%。實例6 實例6說明當使用轉麩醯胺酸酶及蛋白質源(例如酪蛋白)來處理紙漿配料時，紙強度之劑量依賴性改良。在此研究中，使用遞增量之市售調配物ACTIVA RM^® 處理纖維漿液。使用未處理之對照紙漿纖維及經處理之紙漿纖維來製備手抄紙，如實例5中所述。測試手抄紙之繆倫頂破(TAPPI測試方法T403)及環壓縮指數(TAPPI測試方法T822 om-02)。表6說明遞增之ACTIVA RM^® 與紙強度性質之相應增加之間的直接關係。表 6 自Ajinomoto Co., Inc. (Tokyo, Japan)購得 100%再生纖維實例 7 在實例7中，紙漿漿液係使用100%再生纖維來製備且使用遞增量之轉麩醯胺酸酶及酪蛋白來處理。如表7中所示，1%劑量值之單獨酪蛋白並未提供期望紙性質之改良。然而，使用轉麩醯胺酸酶及酪蛋白共處理提供乾繆倫頂破值之改良。表 7 自Novozymes (Bagsvaerd, Denmark)獲得自Sigma Aldrich (St. Louis, MO)購得之商品 100%再生纖維實例 8 實例8展示，若使用由如上文所述經酶處理之蛋白質、天然聚合物及合成聚合物構成之穩定調配物來處理造紙纖維懸浮液，則獲得類似強度益處。調配物係如下製備：將200克大豆粉(Prolia^® 290, ADM (Chicago, IL, USA)於水中之10%懸浮液攪拌5分鐘且加熱至50℃。將500 mg ACTIVA^® RM轉麩醯胺酸酶(Ajinomoto Co., Inc.) (經2 ml DI水稀釋)試樣添加至懸浮液中且在50℃下攪拌15分鐘。向此懸浮液中添加60克澱粉(Sta-lok^® 300)，隨後添加2.5克乾燥PVOH (Elvanol^® 75-15, Kuraray America Inc.)且使溫度升高至95℃。將此懸浮液在95℃下保持20分鐘，此時添加152克13% HercoBond^® 2800 (Solenis, LLC)且攪拌5分鐘。將所得試樣冷卻至40℃且添加1.2克殺生物劑RX9100 (Solenis, LLC)，徹底混合並儲存在室溫下。使用如上文所述之領試造紙機使用100%再生纖維來造紙。使用1%劑量之蛋白質調配物(12%-14%總固體)來處理造紙漿液，如表8中所示。使用三種略有不同的酶蛋白質調配物重複之處理可改良繆倫頂破及環壓強度性質。該等結果展示基於高分子量蛋白質之預調配產物可用於增加紙及基於紙之產品之乾強度。應注意，在添加殺生物劑之情形下，該等調配物穩定至多3個月。表 8 所揭示之本發明相關之前述說明及實例僅欲具有說明性且不欲具有限制性。熟習此項技術者將明瞭，可設想當前方法之所揭示實施例之各種其他組合、修改形式及變化形式，而不背離本發明之範圍。

Claims

一種製造具有增強之乾強度之紙製品之方法，其包含：a)提供經漂白、未漂白或再生紙漿纖維或其組合之紙漿配料或懸浮液；b)將異肽鍵形成酶及蛋白質添加至該紙漿配料或懸浮液中，其中該蛋白質包括麩醯胺酸及離胺酸之側鏈；c)使該紙漿配料脫水且形成紙製品；其中該異肽鍵形成酶係轉麩醯胺酸酶[EC 2.3.2.13]；且其中該紙製品相較於未處理之紙製品具有增加至少約12%之經改良繆倫頂破強度。
如請求項1之方法，其中可將該蛋白質在添加該異肽鍵形成酶之前、與其同時或在其之後添加至該紙漿配料或懸浮液中。
如請求項1之方法，其中在添加至該紙漿配料或懸浮液中之前，將該異肽鍵形成酶與該蛋白質混合。
如請求項1之方法，其中該蛋白質可衍生自植物或動物源。
如請求項1之方法，其中該蛋白質源係大豆粉或乳蛋白。
如請求項5之方法，其中該蛋白質源係大豆粉。
如請求項1之方法，其中該異肽鍵形成酶係以基於乾紙漿之重量約0.001重量%至約5重量%之量添加至該紙漿配料或懸浮液中。
如請求項1之方法，其中該異肽鍵形成酶係以乾蛋白質之約0.0001重量%至約5重量%範圍內之量來添加。
如請求項1之方法，其中將至少一種選自由以下組成之群之其他酶添加至該紙漿配料或懸浮液中：半纖維素酶、澱粉酶、蛋白酶、脂酶、酯酶、果膠酶、解離酶、果膠酸解離酶、纖維素酶、氧化還原酶、漆酶、葡萄糖氧化酶及過氧化酶。
如請求項1之方法，其中該異肽鍵形成酶亦可與其他種類之酶組合使用。
如請求項10之方法，其中該等其他種類之酶選自由以下組成之群：氧化還原酶[EC1]、纖維素酶及蛋白酶等水解酶[EC3]及連接酶[EC6]及其組合。
一種製造具有增強之乾強度之紙製品之方法，其包含：a)提供經漂白、未漂白或再生紙漿纖維或其組合之紙漿配料；b)將轉麩醯胺酸酶[EC 2.3.2.13]及視情況一或多種蛋白質添加至該紙漿配料中；c)使該紙漿配料脫水且形成紙製品；其中該紙製品相較於未處理之紙製品具有增加至少約7%之經改良繆倫頂破強度。