xử lí bột gỗ bằng xylanase để giảm độ vàng do tác động quang và nhiệt gây ra

ĐỀ TÀI: XỬ LÍ BỘT GỖ BẰNG XYLANASE ĐỂ GIẢM ĐỘ VÀNG DO TÁC ĐỘNG QUANG VÀ NHIỆT GÂY RA Tóm tắt Xylanase sử dụng phổ biến công nghiệp bột gỗ giấy để giảm giá thành sản suất bảo vệ môi trường Tác động tẩy trắng bột xylanase ổn định, nhiên, số nghiên cứu cho thấy có liên quan đến tác động gây vàng lên bột gỗ, đặc biệt hạn chế bột gỗ bị vàng sau bị tác động học Trong nghiên cứu này, xylanase tinh khiết sử dụng để xử lí bột gỗ sau tác động hóa học (CP) rơm lúa bột hóa nhiệt (CTMP) gỗ dương để xác định tác động chúng dựa vào độ sáng bột độ vàng bột sau tác động quang nhiệt Xylanase làm giảm độ vàng bột theo cấp suốt trình xử lí quang nhiệt Tuy nhiên có khác biệt xử lí màu vàng bột CP rơm lúa mì CTMP gỗ dương Dùng xylanase phân giải cho thành phần hóa học lignin, hemicellulose HexA sử dụng máy phân tích phổ hấp thu UV-VIS Fourier biến đổi dạng giảm bớt phổ phản chiếu dùng để phát ức chế độ vàng bột hoạt động xylanase Giới thiệu Tổng sản lượng giấy cuộn giấy giới đạt xấp xỉ 400 triệu năm 2012, yêu cầu giới giấy cuộn giấy đóng gói tăng 75% vòng năm Mức độ tiêu thụ lignocellulose cao, cộng nghiệp sản xuất giấy nên nhanh chóng phát triển nguồn nguyên liệu tươi cải thiện cách sử dụng nguồn nguyên liệu tươi, đặc biệt quốc gia thiếu gỗ Trung Quốc Dù nghèo tài nguyên gỗ thay vào lúa mì sậy có tốc độ sinh sản hàng năm nhanh rẻ, nguồn tài nguyên thích hợp cho công nghiệp sản xuất bột giấy Rơm sử dụng phổ biến gỗ công nghiệp sản xuất bột giấy giấy Hơn 70% việc tẩy trắng bột hóa chất rơm lúa mì ứng dụng Trung Quốc Tăng sản lượng bột giấy (HYPs) phương pháp bột hóa nhiệt cơ, làm tăng trưởng sản xuất giúp giảm giá thành cải thiện việc sử dụng gỗ So sánh với bột gỗ xử lí hóa học, HYP cho thấy lợi sản xuất giấy bao gồm số lượng lớn, độ đồng Thêm vào đó, HYP thay bột xử lý hóa chất sản phẩm có giá trị cao Sự ngả vàng trở lại nhược điểm lớn HYP ứng dụng sản xuất bột giấy từ rơm Nói chung bột ngả vàng quang nhiệt gây Bột giấy dễ dàng trờ thành màu vàng tiếp xúc với ánh sáng ban ngày, chiếu sáng nhà nhiệt độ cao Đối với bột xử lí hóa chất, ngả vàng nhiệt gây chủ yếu Lượng lignin dư, nhóm cacbon, xylan, hexenuronic axit HexA, ion kim loại ảnh hường đến độ vàng Lignin dư, sản phẩm bị phân hủy chuỗi polysaccharide xylan nguyên nhân gây ngả màu vàng bột giấy xử lí hóa chất Sự ngả vàng ánh sáng gây bột nhiều lignin Sự hỏng màu HYP phản ứng mạch lignin bao gồm ketyl, phenoxyl, trình phenacyl, chu trình oxi hóa khử phenoxyl Và trình phân giải quang học Quinoes chất chromegenic khác tạo qua đường chuyển hóa Nhiều nghiên cứu trước tiến hành phương pháp giảm độ vàng bột cho nhều giá trị Quang hấp thu UV chứng minh có khả đặc biệt McGarry cộng tìm thứ có khả tác động ức chế lên độ sáng giấy vòng năm Tác nhân làm trắng loại chất khác thêm vào để ngăn độ vàng, nghiên cứu biến đổi hóa học lớp phủ biện pháp hiệu cho vấn đề Hầu hết phương pháp không phù hợp thực tế tỉ lệ khả giá thành, khác biệt công nghệ, độc tố, vài lí khác; qui trình thân thiện với môi trường giảm giá thành để giảm ngả màu bột cần thiết Công nghệ sinh học ứng dụng (phương pháp enzym cải thiện bột giấy enzym giúp tăng hiệu tẩy trắng) vào công nghiệp sản xuất bột giấy giấy tăng lên phổ biến Thêm vào đó, ứng dụng cho thấy ưu điểm đáng ý an toàn với môi trường Ramos cộng áp dụng enzym ligninolytic thô, có laccase, lignin peroxidase manganase peroxidase cho bã mía để tăng tạo bột tính chất giấy Họ nhận thấy bột tác động enzym có độ sáng tăng 2% so với bình thường Phương pháp tăng độ tẩy trắng xylanase nghiên cứu rộng rãi Phương pháp tẩy trắng dùng công nghiệp sản xuất bột giấy Ngoài việc cải thiện độ sáng bột sau tẩy trắng, nghiên cứu sử dụng xylanase cải thiện ổn định độ sáng bột sau tẩy Một vài nghiên cứu khám phá chế ức chế màu vàng cách sử dụng xylanase tinh khiết có số nghiên cứu lưu ý việc dùng xylanase để tăng mức tẩy trắng Tuy nhiên, nghiên cứu này, xylanase thô enzym tổng hợp sử dụng Như xác định chế cụ thể thông qua ứng dụng xylanase tẩy trắng bột cải thiện ổn định độ sáng giấy khó khăn Trong nghiên cứu này, khảo sát ảnh hưởng phương pháp enzym xylanase ức chế lên độ vàng bột quang nhiệt gây Xylanase tinh khiết (endo-1, 4β xylanase) thu cách lọc xylanase thô từ trình lên men lỏng Pichia sp GS115 tái tổ hợp sử dụng nghiên cứu Pichia sp GS115 tái tổ hợp có gen xylanase từ Penicillium oxalicum 114-2 cho CTMP dương CP rơm lúa mì Kết thảo luận Thành phần bột xử lý xylan Thành phần hóa học CP-rơm lúa mì CTMP-gỗ dương trước sau xử lí xylanase, nồng độ 40U/g bột ( khối lượng khô ) liệt kê bảng Bảng Thành phần hoá học rơm lúa mì CP CTMP trước sau sử dụng xylanase Bảng cho thấy , xylanase giảm lượng hemicelluse CM-rơm lớn so với lượng đối chứng (p=0,00; n=3) phân hủy polimer xylan bột giấy Lượng hemicellulose CP-rơm lúa mì cao CTMP-gỗ dương sau xử lý xylanase điều kiện Kết có lẽ CP lúa mì chứa nhiều hemicelulose CTMP-gỗ dương xylan đường hemicelluose CP-rơn lúa mì Việc phân hủy xylan bột giấy mang lại lợi ích cho phân hủy lignin khối lượng phân tử thấp công vào cấu trúc lignin cacbonhydrat(LCC) mà kết lượng lignin giảm xử lý xylanase So với mẫu đối chứng, tổng lượng lignin, cellulose hemicellulose sau xử lí xylanase thấp , ví dụ như, bột gỗ thí nghiệm: 91,6%,bột gỗ đối chứng:95,7%, xử lý xylanase làm sinh nhiều đoạn oligosaccharides bột dễ tách trích nước ethanol trình phân tích thành phần hóa học Lignin dễ bị thay đổi cách xử lý enzyme Lượng lignin đường giảm sau dùng xylanase HexA bột giấy giảm xấp xỉ khoảng 73,4% CP-lúa mì 4,1% CTMP-gỗ dương(p=0,00;n=3), biểu diễn bảng Bảng Sự thay đổi thành phần hóa học chất giai đoạn điều sau sử dụng xylanase (mg / mL) Sau xử lý xylanase , phân tích sắc lý lỏng hiệu cao(HPLC) cho thấy dịch lỏng giai đoạn xử lý enzyme chủ yếu chứa oligosaccharide monosaccharide Vì vậy, dịch trích thủy phân acid sulfuric để xác định thành phần đường Bảng cho thấy, xylose, arabinose , manose , acid lignin hòa tan tăng dịch lọc CMTP-gỗ dương (p,0,01;n=3) thành phần monosaccharide lignin hòa tan chắn phản ứng phân giải monosaccharide ngưng tụ lignin xảy trình thủy phân acid lọc Phản ứng ngưng tụ lignin cho kết khối lượng phân tử lignin cao sản xuất kết tủa chúng Kết chứng minh phần hemicellulose lignin bị phân hủy suốt trình xử lý xylanase Hình Ảnh hưởng nồng độ xylanase lên độ sáng bột tẩy trắng rơm lúa mỳ CP CTMP trước sau sử lý lửa nóng ánh sáng Lượng đường hemicenllulose dịch trích CP-rơm lúa mì cao CTMP-gỗ dương cho thấy xylanase dễ dàng phân hủy hemicenllulose CP-rơm lúa mì.Sau xử lý enzyme xylanase, sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) phân tích thấy dịch lọc từ giai đoạn enzyme chủ yếu chứa oligosaccharides monosacarit Vì vậy, dịch lọc thủy phân axit sunfuric để xác định thành phần đường hàm lượng Bảng cho thấy, xylose, arabinose, mannose, lignin acid hòa tan tăng dịch lọc rơm lúa mì CP ( P