漆酶诱导白水中酚类物质迁移至纤维表面的机理研究

漆酶是一种含铜氧化酶，可以催化各种酚类染料、取代酚、氯酚、硫酚、双酚、芳香胺等多种酚类化合物底物氧化，也可以催化木质纤维表面的木素底物氧化，被认为是最有应用前景的木素氧化酶。酚类化合物是一类重要的工业污染物，被美国国家环保局列为129种优先控制污染物之一；酚类化合物也是造纸工业中纸机白水中阴离子垃圾的主要来源，对造纸过程及环境影响最大；同时酚类化合物也是一类有机抗菌剂，可有效抵制微生物的生长。本项目拟用漆酶处理浆料体系（纸机白水和木质纤维），使纸机白水中酚类物质被催化氧化成自由基，同时催化纤维表面的木素氧化形成自由基，在酚类物质与纤维之间、纤维与纤维之间产生自由基的缩合。通过研究，明确漆酶催化白水中酚类物质及纤维表面木素氧化产生自由基缩合的机制，揭示酚类物质迁移至纤维表面的机理，达到去除纸机白水中阴离子垃圾、降低废水污染负荷，并赋予纤维良好的物理特性和抗菌性能的目的。

漆酶是一种含铜糖蛋白酶，它能催化多酚、多氨基苯等底物氧化，是当今倍受关注的木素氧化酶。本项目拟采用漆酶的催化氧化作用将白水中酚类物质迁移至纤维表面达到去除白水中阴离子垃圾以及赋予纤维良好的物理性能和抑菌性能目的，并配合使用其他生物酶处理纸浆白水达到去除白水中其他组分阴离子垃圾的目的。.项目首先完成了纸机白水中化学组成分析，重点分析白水中酚类物质，同时对亲油性树脂（松香酸和脂肪酸）、果胶及各种糖类物质进行定性及定量分析。并通过生物酶处理去除白水中“阴离子垃圾”的研究，对酶促反应条件进行优化。选用了具有代表纸机白水中酚类物质、松香酸、脂肪酸、果胶及各种糖类物质的模型物作为酶催化底物，使用漆酶、果胶酶、脂肪酶等分别处理，从分子水平上研究生物酶对白水中各组份的催化氧化能力及去除能力，阐明白水中各组分在酶催化过程中的变化规律。.项目同时采用漆酶、漆酶/酚类物质和漆酶/白水处理浆料体系，通过纤维表面化学结构、分离木素和自由基变化规律研究，明确了漆酶催化纸机白水酚类物质及纤维表面木素氧化产生自由基缩合的机理，揭示酚类物质迁移至纤维表面的机理；使酚类物质与纤维之间、纤维与纤维之间产生自由基的缩合，达到去除纸机白水中“阴离子垃圾”、降低废水污染负荷的目的，并赋予了纤维良好的物理特性和抗菌性能。.项目还完成了漆酶催化阿魏酸、对羟基苯甲酸丁酯、4-香豆酸等小分子酚类物质与壳聚糖接枝的研究，分析了经漆酶/酚类物质改性后壳聚糖的结构、热稳定性以及抗氧化性能和抗菌性能的变化，并研究了改性后壳聚糖与植物纤维原料配抄后对纸张抑菌性能的影响。完成了漆酶催化小分子酚类物质与植物纤维原料中半纤维素（聚木糖）接枝的研究，分析了漆酶/酚类物质改性对聚木糖的结构、聚合度、抗菌性能以及成膜拉伸性能的影响。.以上研究成果对于采用生物酶控制造纸白水中的阴离子垃圾提供了理论依据和技术支撑；漆酶催化酚类物质与纤维表面形成化学键结合改善纤维特性、赋予了纸张良好的物理性能和抑菌性能，为功能纸的研究中奠定基础；漆酶对壳聚糖和半纤维素改性研究为功能材料的制备研究提供良好的方法。