仿酶催化木素降解研究进展

综述了近年来仿酶催化木素降解的研究进展,重点介绍了木素降解的机理和产物形成做了概述总结,并对仿酶催化剂进行了介绍归纳,包括Fenton催化剂、Salen配合物、金属卟啉配合物和GIF体系等。简要分析了木素降解的机理,并给出采用不同仿酶催化剂降解木素的代表性案例。鉴于传统的木素降解方法条件较为苛刻且不符合环保要求,为了使木素在温和环保的条件中降解,文中专门对仿酶催化剂的处理条件作了较详细的介绍。最后展望了仿酶催化木素降解的发展前景。对木素降解研究工作具有一定参考价值。     

针叶木硫酸盐浆中残留木素的GIF体系仿酶降解机理的研究

由于针叶木硫酸盐浆中的残留木素含有大量难降解的LCC结构及其它缩合型木素结构,所以硫酸盐浆的分离木素可以用作难降解型木素大分子的一种结构模型。文章采用Cu2+/吡啶/过氧化氢组成的GIF仿酶体系对马尾松硫酸盐未漂浆的纤维素酶酶解木素(CEL)进行了仿酶降解,并对降解产物进行了分离和化学组成分析。通过FT-IR以及GC-MS测定,解析了CEL在降解过程中的结构变化,并对CEL的仿酶降解机理进行了探讨。研究结果表明:这种仿酶降解方法对浆中残留木素有较强的降解能力,一部分木素大分子被氧化降解为香草醛和香草酸等低分子化合物,使得降解后的产物中羰基和羟基增多。研究发现木素在仿酶体系中存在苯环及其侧链上C-H键的破坏、木素结构中Ca-Cb连接键的断裂、苯环的开环等反应。因此,该项研究可以为开发纸浆的仿酶漂白技术提供理论依据。     

纸浆LMS生物漂白中的介体

采用生物技术进行纸浆的漂白可减少制浆造纸厂漂白废水的污染 ,有助于造纸业最终实现清洁生产 ,生物漂白已成为国内外研究热点。本文介绍了漆酶 /介体系统生物漂白中介体的作用机理和几种漆酶介体的结构和性质。虽然国内外在介体的制备与优选、介体的特性与功能等方面进行了大量的研究 ,但目前能用于漆酶 /介体系统生物漂白的介体还很有限。寻找高效、价廉、低毒的介体是实现木素酶漂白工业化的关键之一     

Co-salen型仿酶系统催化漂白竹浆最优化工艺条件的研究

采用正交试验方法对竹浆Co-salen型仿酶系统催化漂白竹浆最优工艺条件及影响因素进行了研究。用白度、硬度、黏度和选择性这四个指标评价仿酶预处理的效果,并通过计算确定了各因子的影响程度及最佳因子组合。结果表明,竹浆Co-salen仿酶催化预处理较适宜的条件为:NaOH用量3.0%,H2O2用量1.0%,Co-salen用量0.03%,吡啶用量0.007%,温度90℃,时间5 h,氧压0.2 MPa,浆浓5%。     

珍珠漂白机理研究

报导了珍珠漂白的配方及工艺条件。根据珍珠的组成、结构以及处理的工艺方法,对珍珠水煮、漂白的机理进行了分析研究。     

过氧化物酶模拟化合物在低温漂白中的研究进展

综述了过渡金属配合物模拟过氧化氢酶催化过氧化氢进行漂白,有效降低漂白剂的作用温度的研究进展.重点介绍了希夫碱金属配合物、saltren配合物、三联吡啶配合物、金属酞菁、含氮大环金属配合物等物质对过氧化物体系漂白剂的催化作用的研究现状与进展,展望了过渡金属配合物应用于低温漂白的前景.     

白腐菌木素过氧化物酶发酵条件及其酶液对稻草降解的研究

研究营养条件对白腐菌合成木素过氧化物酶(ligninperoxidase,LiP)的影响。在最适培养条件下,第6天获得7560U/L的酶活。利用LiP粗酶液在体外直接降解稻草,3天后Klason木素的降解率为8.7%,经红外光谱分析其降解产物,推断LiP粗酶液在体外降解稻草的反应主要是氧化反应。     

漆酶和聚木糖酶协同漂白蔗渣硫酸盐浆的研究

进行了蔗渣硫酸盐浆漆酶 /介体 (LMS)生物漂白的研究 ,分析了漆酶 /介体体系和聚木糖酶在漂白流程中作为前后漂段或在同一段中同时使用对漂白效果的影响。漆酶 /介体体系与聚木糖酶同时或前后处理蔗渣硫酸盐浆 ,在一定程度上提高了纸浆的漂终白度和强度 ,说明生物漂白改善了漂白选择性     

漆树漆酶催化甘蔗渣纸浆漂白的研究

利用漆树漆酶在无介体存在条件下对甘蔗渣纸浆进行生物漂白,初步探索了反应时间、漆树漆酶用量、温度及酸度对甘蔗渣纸浆白度的影响。结果表明,在浆浓为3%,漆树漆酶用量1.6 mL/g(对干浆),漂白时间20 min,反应温度20~50℃,pH值为6.1~8.1时,甘蔗渣纸浆白度可提高4%~5%ISO。     

Dissolution of Lignin in Kraft Pulp by Oxygen Bleaching

Gel permeation chromatography of spent liquors from oxygen bleaching showed that cleavage of covalent linkages in the fiber was a prerequisite for the dissolution of the lignin. The reactions continued in the liquor phase. The cleavage was related to the oxidation of the lignin. With pulps pretreated with nitrogen dioxide an appreciable number of lignin linkages were cleaved also by the direct influence of the hydroxide ions on the nitrated lignin. In the alkaline medium the acidic sites in the fiber and in dissolved lignin fragments are ionized. Donnan-exclusion and an increased fiber swelling promote the transfer of the fragments into the liquor. Hydrophilic groups introduced into the lignin during oxygen bleaching promote the delignification.     

氧化剂和反应条件对漆酶与仿酶一锅法降解木素的影响

研究了氧化剂种类,包括H_2O_2、Na_2S_2O_8、O_2、CH_3COOOH、(NH_4)_2S_2O_8和DMD(dimethyldioxirane),对固载型漆酶和Co(salen)/NaY一锅法催化氧化木素的影响,通过正交和单因素实验对反应条件进行优化,通过GC-MS和GPC、~(31)P-NMR技术分别对芳香类木素降解产物和木素结构进行表征。结果显示,不同氧化剂存在下木素的三种基本结构单元发生了不同程度的降解,降解产物主要为香草醛和丁香醛,其中,Na_2S_2O_8氧化效果最好;一锅法催化氧化木素反应存在有效的协同效应,使一锅法催化氧化效率明显优于单独催化;另外,乙醇在木素催化降解中起到了积极作用。最终的一锅法最佳工艺为:木素用量100 mg,催化剂总用量6 mg,Na_2S_2O_8用量0.4 g,催化剂比例2:1,乙醇用量为0.04 mL,反应时间4 h,pH8。GPC和~(31)P-NMR分析表明,一锅法降解残余木素的分子量显著降低、多分散性趋于1,脂肪族羟基减少,酚羟基含量增加,缩合结构被降解。     

甲醇降解碱木质素

采用超临界甲醇法将碱木质素降解为小分子芳香族化合物,考察了反应温度、反应时间和溶剂中水含量对降解反应的影响。碱木质素被降解为约21种单环芳香族化合物,其中7～11种为主要组分,多为以愈创木基结构为主的芳香族衍生物。产物中非酚型组分较稳定,不易发生进一步反应,且随着反应时间的延长,其所占比例不断增大,而酚型组分稳定性较差,易发生进一步反应。碱木质素降解反应速率的突变发生在250～280℃,温度越高,反应速率越大。水的存在有利于醚键的断裂和酚型组分的生成。在水体积分数为50%的甲醇-水共溶剂体系中,2-甲氧基-4-乙基苯酚的选择性最好,其在产物中的质量分数达48.6%。碱木质素的醚键在反应中全部断裂,四氢呋喃不溶物中主要是以缩合结构为主的木质素残片和再聚合产物。     

Degradation of Poplar Lignin with Ozone

In this paper, the degradation of poplar lignin with ozone is studied. Experiments are conducted in a fixed bed reactor. Effect of moisture content of the lignocellulosic material, gas flow, ozone content in the oxygen flow and space velocity are studied using a complete factorial scheme. Moreover, water soluble products are analyzed by H.P.L.C.     

The Kinetics of Lignin Reactions During Oxygen Bleaching. IV. The Reactivities of Different Lignin Model Compounds and the Influence of Metal Ions on the Rate of Degradation

The reactivities of different lignin model compounds with oxygen in alkaline media have been compared. Generally, phenolic structures with a conjugated side chain like stilbene and enol ethers react very rapidly during oxygen bleaching, whereas structures like propylguaiacol and β-aryl ethers are more resistent. Some of the reaction mechanisms involved are probably of a radical type because new crosslinked structures can be formed with even lower reactivity.

The influence of metal ions on the reactivity has also been studied. We have found that Mg²⁺ and transition metal ions like Mn²⁺, Cu²⁺ and Fe²⁺ influence the rate of degradation as well as the rate of dimerization. Most of the metal ions gave a lower rate of degradation as measured at pH 11. The addition of a small amount of hydrogen peroxide to the oxygen alkali system increases the rate of degradation.     

木质素电氧化降解的研究

研究了电氧化降解过程中木质素磺酸盐的分子结构、功能团、分子量和表面活性的变化。结果表明,电氧化过程中木质素磺酸盐中的芳环被打开,-SO3H含量和表面活性降低,-COOH含量和分子量先增加后降低。     

碱木质素-酚醛复合胶黏剂在竹胶板中的应用研究

采用羟甲基化碱木质素(HKLF)与酚醛树脂(PF)复合制备碱木质素-酚醛复合胶黏剂(KPF),研究了HKLF添加量对KPF性能的影响,并分析其在竹胶板中应用的可行性。结果表明:HKLF添加量为10 %~30 %的KPF生产的竹胶板性能优异,其静曲强度及其弹性模量、吸水厚度膨胀率及胶合强度等物理力学性能均符合LY/T 1574-2000 《混凝土模板用竹材胶合板》标准的B类竹材胶合板要求,与纯酚醛胶所制竹胶板的胶合性能相当,且对竹材浸胶量影响较小。HKLF添加量为40 %时,竹胶板干状横向静曲强度和吸水厚度膨胀率不达标。因此,HKLF添加量为10 %~30 %的KPF作为竹胶板用胶黏剂是可行的。