Transformation of polycyclic aromatic hydrocarbons by laccase is strongly enhanced by phenolic compounds present in soil

Efficient transformation of several polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was obtained using a fungal laccase in the presence of phenolic compounds related to those formed in nature during the turnover of lignin and humus. The effect of these natural mediators, namely vanillin, acetovanillone, acetosyringone, syringaldehyde, 2,4,6-trimethylphenol, p-coumaric acid, ferulic acid, and sinapic acid, was compared with that of synthetic mediators such as 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) (ABTS) and 1-hydroxybenzotriazole (HBT). Anthracene was significantly degraded by laccase in the absence of mediators, whereas benzo[a]pyrene and pyrene were weakly transformed (less than 15% after 24 h). Vanillin, acetovanillone, 2,4,6-trimethylphenol, and, above all, p-coumaric acid strongly promoted the removal of PAHs by laccase. 9,10-Anthraquinone was the main product detected from anthracene oxidation by all the laccase-mediator systems. The yield of anthraquinone formed was directly correlated with the amount of p-coumaric acid used. This compound resulted in a better laccase mediator than ABTS and close similarity to HBT, attaining 95% removal of anthracene and benzo[a]pyrene and around 50% of pyrene within 24 h. Benzo[a]pyrene 1,6-, 3,6-, and 6,12-quinones were produced during benzo[a]pyrene oxidation with laccase and p-coumaric acid, HBT, or ABTS as mediators, although use of the latter mediator gave further oxidation products that were not produced by the two other systems.     

Enzymatic removal of free and conjugated sterols forming pitch deposits in environmentally sound bleaching of eucalypt paper pulp

Free and conjugated sterols are among the main compounds responsible for pitch deposition in the manufacture of wood chemical pulps, making difficult the implementation of totally chlorine free bleaching (TCF) and closure of bleach plant circuits. In this work, the suitability of oxidative enzymes in efficiently removing sterols from eucalypt pulps is revealed. The enzymatic treatment was applied as an additional stage of an industrial-type TCF sequence for bleaching eucalypt kraft pulp. The pulp obtained after oxygen delignification was treated with a high-redox potential and thermostable fungal laccase using 1-hydroxybenzotriazole as an enzyme mediator. This pulp was further submitted to chelation and peroxide stages and compared with a control TCF pulp obtained using chemical reagents. The composition of the lipophilic extractives in the pulps and the corresponding liquids after the different stages was analyzed by gas chromatography and gas chromatography--mass spectrometry. Free sitosterol and sitosterol esters and glucosides, the major lipophilic compounds in eucalypt pulps, were completely removed during the laccase-mediator treatment. Only some intermediate products from sitosterol oxidation remained after the laccase stage, as well as in the final pulp. Pulp brightness was also improved due to the simultaneous removal of lignin by the laccase-mediator treatment.     

桉木硫酸盐浆漆酶/天然介体体系漂白的研究

本实验对桉木硫酸盐浆进行了漆酶/天然介体漂白。以1-羟基苯并三唑(HBT)作为合成介体和8种植物酚类化合物,香草醛、香草酸、丁香醛、丁香酸、对羟基苯甲醛、对羟基苯甲酸、乙酰丁香酮、阿魏酸作为天然介体用于漆酶/介体漂白。采用了LQP漂序的全无氯和D0(EOP)D1漂序的无元素氯漂白。本文比较漂白浆性能,并对8种酚类物质作为漆酶漂白介体进行了比较。对漂白废水的污染负荷以及浆料中己烯糖醛酸的含量进行了分析。     

漆酶-天然介体体系用于硫酸盐竹浆漂白

用从竹子碱木素制备的对羟基苯甲酸、香草酸、对羟基苯甲醛、丁香酸、香草醛、丁香醛和乙酰丁香酮作为漆酶-介体系统的天然介体,对硫酸盐法竹浆进行了OLQP漂白。结果表明,上述7种单体物质都能不同程度地促进漂白竹浆最终白度的提高和木素的脱除;其中丁香酸、丁香醛以及乙酰丁香酮的效果优于其他4种单体物质;效果最好的介体为乙酰丁香酮,以它为天然介体,经OLQP漂过的竹浆最高白度能达到76.9%ISO,比空白浆样高7.3%ISO。     

响应面分析法优化漆酶介体体系处理NaOH-AQ玉米秆浆

采用响应面分析法对漆酶介体体系（LMS）处理NaOH-AQ玉米秆浆的三个主要工艺参数（漆酶用量,介体HBT用量和处理时间）进行了优化研究,并考察了LMS预处理对后续漂白的影响。结果表明LMS处理NaOH-AQ玉米秆浆的最优工艺条件：漆酶用量27.7IU/g,HBT1%,处理时间4.2h。在此优化条件下,对比了有/无LMS预处理漂白浆的性质,结果表明：在达到相同白度（约74%ISO）时,有LMS预处理可以节省约83%的H2O2用量;在后续H2O2用量（2%）相同时,LMS预处理过的纸浆白度可提高10.44%ISO,卡伯值降低2,并保持了较好的强度性能。     

漆酶和APMP废液中酚类物质共同改善OCC纸浆纤维性能的研究

采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对APMP废液中酚类物质进行鉴别,同时对不同方式处理的OCC纸浆进行纤维性能分析和成纸物理性能检测。GC-MS分析表明,APMP废液中含有3种酚类物质——对-甲氧基-苯酚、紫丁香醇和松柏醇,并且在其与漆酶共同处理OCC纸浆过程中这些酚类物质参与反应;模型物凝胶色谱(GPC)分析表明,漆酶处理后小分子酚类物质发生了自由基缩合,产物聚合;纤维形态和表面电镜分析表明,聚合的小分子酚类物质以缩合木素的形式迁移到纤维表面,增加纤维表面木素含量,从而提高成纸强度特别是湿环压强度。     

天然介体与合成介体对蔗渣浆LQP漂白影响的研究

本实验以烧碱-蒽醌法蔗渣浆为原料,选用3种漆酶漂白的天然介体和1种合成介体,对蔗渣浆进行LQP三段处理,以此来考察不同介体及用量对处理后纸浆白度、强度及漂后废水COD污染负荷的影响。经过研究可知,纸浆经LQP三段处理,其白度明显得到改善,且纸浆不易返黄;纸页的抗张指数、耐破指数、撕裂指数均有不同程度的改善;添加天然介体的P段废水CODCr值明显低于合成介体HBT的废水CODCr值,且低于未添加介体的空白试验废水CODCr值。因此,天然介体比合成介体在改善纸浆性能、降低漂白废水污染方面更具优势。     

酶预处理对麦草NaOH-AQ制浆性能的影响

利用木聚糖酶、漆酶和纤维素酶在蒸煮前对麦草进行预处理,可降低化学浆的卡伯值,提高未漂浆的白度。和对照浆相比,酶预处理的化学浆尤其是木聚糖酶和漆酶化学浆具有更高的裂断长和撕裂指数。酶法化学浆具有良好的可漂性。漆酶和木聚糖酶的协同作用使纸浆的卡伯值进一步下降,并具有更高的强度性能。     

漆酶/介体体系漂白纸浆的自由基反应机理

采用含漆酶/介体体系（LMS）漂段的TCF漂序，在H2O2用量为2%的情况下，将蔗渣硫酸盐浆漂到80.7%ISO的白度。利用电子自旋共振谱（ESR）研究了蔗渣硫酸盐浆在漆酶/介体体系中产生自由基的情况，并与蔗渣硫酸盐浆在漆酶中产生自由基的情况以及仅有漆酶和介体而没有纸浆时产生自由基的情况对比，从而了解漆酶/介体体系漂白纸浆的自由基反应机理。     

漆酶/介体体系对未漂马尾松磨石磨木浆改性的研究

利用漆酶／介体体系对未漂马尾松磨石磨木浆进行改性，测定改性后纸浆的白度、强度性能以及对后续过氧化氮漂白效果的影响。实验表明，漆酶／介体体系处理纸浆可以提高纸浆的强度性能，并且可以提高后续过氧化氢漂白的效果。漆酶／介体体系改性纸浆经过氧化氢漂白后，白度较对照漂白浆提高2％ISO，裂断长提高500m。通过实验选定了漆酶／介体体系改性未漂马尾松磨石磨木浆的最佳工艺条件。     

漆酶和漆酶／介体处理提高未漂化学木浆湿强度的研究

研究了漆酶和漆酶/介体体系处理对未漂硫酸盐浆强度和白度的影响。结果表明,与空白样相比,漆酶处理可显著改善纸浆的湿抗张强度,但对干抗张强度和撕裂强度无明显影响,且纸浆白度有所降低。丁香酸甲酯(MS)是一种高效的介体,介体本身对纸张的强度和白度无影响,但与漆酶协同作用可使纸浆的湿抗张强度提高1倍以上。漆酶最佳用量为16U/g绝干浆;丁香酸甲酯的最佳用量为0.5%。高温干燥有助于提高纸张的再湿强度,在单独使用漆酶处理时更为重要。在单独漆酶处理过程中,通氧与通空气对提高湿抗张强度的效果无明显区别;而漆酶/介体体系处理中,通氧气可获得比通空气更高的湿强度指标。     

漆酶改性对蔗渣TMP磨浆能耗和成纸性能的影响

研究漆酶NS51003/介体体系(LMS)改性对未漂蔗渣TMP性能的影响,探讨不同酶用量对PFI磨磨浆能耗、成纸强度性能、白度及返黄的影响。结果表明,LMS处理后可以节约磨浆能耗,纸浆可漂性提高,白度提高6.5%ISO;纸页抗张强度、撕裂强度均得到明显的改善,同时紧度也得到一定程度的提高。     

漆酶处理三倍体毛白杨APMP纸浆的研究

利用NS51003漆酶对三倍体毛白杨APMP纸浆进行生物酶处理,并对处理后纸浆的化学、物理性能进行测定。研究结果表明：利用漆酶NS51003处理三倍体毛白杨APMP一段纸浆,可有效提高一段纸浆的白度及物理强度;而且漆酶处理后的三倍体毛白杨APMP纸浆中残余木素含量与未经处理的纸浆相比有所降低;利用漆酶NS51003处理三倍体毛白杨APMP二段纸浆,可有效提高纸浆强度性能。     

漆酶对漂白马尾松磨石磨木浆的酶法改性

利用NS51003漆酶／介体系统对马尾松漂白磨石磨木浆(GP)进行生物酶处理及后续的H2O2漂白，并对酶处理浆漂白前后的白度和强度性能进行测定研究结果表明，利用漆酶NS51003处理马尾松未漂GP，可有效提高纸浆的白度及强度性能，而且酶处理后纸浆具有更好的可漂性，并且经过H2O2漂白后的酶处理浆亦具有更高的白度和更好的强度性能。     

漆酶处理三倍体毛白杨APMP及对其中残余木素作用的研究

利用NS51003漆酶处理三倍体毛白杨碱性过氧化氢机械浆(APMP),通过分析检测处理后纸浆的打浆度和成纸物理性能探讨了漆酶处理对三倍体毛白杨APMP抄造性能的影响。实验结果表明,在最佳的工艺条件下,漆酶处理APMP与未经过漆酶处理纸浆相比,抗张指数和耐破指数稍有升高,而撕裂指数提高了16mN·m2/g,酸溶木质素含量稍有升高,Klason木质素含量相对降低;漆酶处理三倍体毛白杨APMP主要降解纸浆中纤维表面的木素,对纤维内部影响较小。     

大麻芯秆硫酸盐浆OHQP漂白研究

对大麻芯秆硫酸盐浆OHQP中浓少污染漂白工艺进行了初步研究。结果表明，经氧脱木素处理，未漂浆的木素脱出率可达40.2％。随后的次氯酸盐漂白只需3％的有效氯就可以把浆料漂至71．1％ISO。再经酸性条件下EDTA预处理的中浓过氧化氢漂白，可以把浆料进一步漂至85％ISO以上白度。     

漆酶改性对马尾松TMP性能的影响

研究了漆酶N S51003/介体体系(LMS)改性对未漂马尾松TMP性能的影响,探讨了酶改性温度、PH值、酶用量、介体用量、酶改性时间对纸浆强度性能、白度及松厚度的影响.结果表明:LMS处理后纸浆可漂性提高,白度提高3.80%ISO;纸页抗张强度、撕裂强度、耐破强度均得到明显的改善,同时松厚度也得到一定程度的提高.     

酶处理对二次纤维性能的影响

该文采用漆酶处理漂白ONP脱墨浆,研究了漆酶处理方式对成纸白度和强度性能的影响,并通过XRD和AFM观察了纤维结晶度和表面形貌的变化。结果表明：漆酶处理可以提高成纸白度3.70%ISO,提升成纸的撕裂指数9.02%、抗张指数18.40%和耐破指数2.79%,纤维结晶度由75.9%降至72.5%。另外,从AFM的图像可以看出漆酶处理后的纤维表面变得粗糙。粗糙的纤维比表面积大,易使纤维结合紧密,从而使得成纸强度上升。     

苇浆H2O2强化两段氧脱木素的研究与生产实践

对洗筛后未漂细浆进行了H2O2强化氧脱木素研究,并对脱木素浆采用XH工艺漂白。研究和生产实践均表明：在氧脱木素过程添加1.0%～1.5%过氧化氢,可以有效降低氧脱后纸浆硬度,同时提高纸浆白度;脱木素浆再经XH漂白后,漂白浆白度可达到81%ISO以上。     

清洁造纸用菌株的形态、酶系分析及其生物漂白

从竹子上分离纯化得到1株产半纤维素酶的菌种,通过出菇实验和ITS序列扩增,研究了其子实体、菌丝形态及分子特征,对菌种进行了分类鉴定。并在静置和振荡培养条件下分析了菌株的酶系组成,该菌主要产半纤维素酶、木素酶和少量纤维素酶。本实验用该菌产生的木聚糖酶协同漆酶/介体进行竹浆生物漂白,酶处理后纸浆白度可达81%以上,黏度下降不多。结果表明,酶处理有利于提高竹浆的可漂性、增加后续漂白中木素的脱除。