“破烂儿”废纸迎“酶”好市场

研讨职员在做实行。 中科院近代物理研讨所供图

■记者 田瑞颖

本年以来，国内造纸原质料价格大幅上增，与造纸配套的化工物料本钱乃至翻了一番。而废纸作为一种长时被无视的资源，怎样高效使用以创造更大代价，成为亟待处理的社会成绩。

克日，中国封建院近代物理研讨所研讨员王曙阳团队颠末十余年攻关，在使用废纸发酵消费纤维素酶研讨方面取得新历程。干系后果公布于《干净消费杂志》。

“废纸具有价格便宜、产生量大、泉源广泛、易获取的优点，用废纸做碳源的本钱仅有微晶纤维素碳源的1/10支配，不仅可以好效低落纤维素酶发酵本钱，还能完成废纸资源的高值化使用。”王曙阳在承受《中国封建报》采访时说。

亟待寻觅便宜碳源

纤维素酶是继淀粉酶和卵白酶之后的举世第三大产业用酶制剂，在生物动力、食品、造纸、纺织洗濯、医药等范畴有广泛使用。但是，热血的发酵本钱成为其产业化路途上的“拦路虎”。

相反，纤维素酶发酵本钱热血的成绩也存在于青贮菌剂的消费历程中。

2008年，王曙阳团队在研讨甜高粱青贮菌剂时发觉，甜高粱饲草中性洗濯纤维含量比力高，这影响了甜高粱青贮饲料的适口性和养分因素的消化吸取。该团队发觉，假如到场一定比例的高活性纤维素酶，就可以在青贮历程中低落甜高粱青贮饲料中不易消化吸取的纤维含量。

纤维素酶系是一种底物诱导性酶类，必要在纤维素酶发酵培养中到场纤维素类碳源，才干诱导纤维素酶卵白的多量构成分泌。现在，发酵消费纤维素酶所用碳源寻常为微晶纤维素或农作物秸秆等商品。

开始，该团队使用的诱导性纤维素类碳源是置办的商品试剂微晶纤维素，但实行发觉，固然其诱导发酵产酶后果较好，但发酵消费本钱相对较高。

随后，他们又选用了研讨较多的农作物秸秆废弃物，包含玉米秸秆、玉米芯、甜高粱秸秆和甜高粱榨汁后的渣等，但发酵产酶后果均不抱负。为此，他们又将碱处理后的秸秆作为碳源举行发酵产酶，固然发酵后果有了一定全愈，但碱处理历程繁琐、本钱高，反而增长了纤维素酶的消费本钱。

经过前一阶段的研讨，王曙阳发觉，不管使用商品微晶纤维素照旧农作物秸秆作为发酵碳源，纤维素酶的发酵消费本钱都比力高，“必需寻觅到新的最适且便宜的碳源品种” 。

随着情况沾染和生态成绩日益凸显，王曙阳开头思索，废纸不仅价格便宜，另有含量较高的纤维素因素，约莫可以用作发酵碳源诱导纤维素酶的构成分泌。

带着如此的灵感，她带领团队一头钻进了“废纸”里。

“破烂儿”废纸成“主演”

废纸有很多品种，研讨职员起主要做的是从浩繁废纸品种中找到发酵后果最好的。他们先后拔取了办公废纸、餐巾废纸、杂志纸和硬纸板纸4类，后果发觉，硬纸板纸在4种废纸碳源发酵中产酶后果最好。

“经过4种废纸的布局表征，我们发觉硬纸板纸外表纤维束松懈开裂且粗糙，并且X衍射分析中仅有硬纸板纸检测到碳酸钙因素。因此，我们推测硬纸板纸的这种因素构成和布局特性较其他典范废纸更合适发酵产酶。”在承受《中国封建报》采访时，中国封建院近代物理研讨所特聘研讨助理董妙音说。

为了进一步提高产酶后果，研讨职员又有了新的想法——麸皮作为农业加工副产物，含有一定量可溶性纤维寡糖，这种因素可以好效诱导纤维素酶和半纤维素酶的分泌，假如与硬纸板纸一同作为殽杂碳源，约莫能提高发酵产酶水平。

实行证实他们的假想是对的。当把硬纸板纸与麸皮作为殽杂碳源殽杂发酵后，β—葡萄糖苷酶活最高可达0.80 IU/mL，比硬纸板纸单一碳源酶活提高了56.86%；外切葡聚糖酶活、滤纸酶活和木聚糖酶活（Xyl）也有了一定的提高，此中Xyl到达399.74 IU/mL，较微晶纤维素碳源发酵酶活提高了16.51%。

使用废纸作为碳源举行纤维素酶消费，除了能取得精良的发酵听从，消费本钱也仅有微晶纤维素碳源的1/10支配。不仅云云，整个历程无预处理副产物产生，利用简便，绿色无沾染。

“假如以农作物秸秆作为发酵碳源，寻常必要一定的预处理，这个历程中使用的强酸强碱不仅腐化装备，还沾染情况。别的，预处理历程还会产生糠醛、乙酸及酚类化合物等克制微生物发酵的副产物，对纤维素酶消费菌株生长和产酶历程产生拦阻影响。”董妙音报告记者。

特征研讨助一臂之力

在王曙阳看来，整个研讨事情能取得令人惊喜的发酵后果，缘于中国封建院近代物理研讨一切着近40年汗青的特征研讨朝向——重离子束辐照诱变育种。

此项研讨中使用的长枝木霉LC-M4产酶发酵菌株，正是颠末重离子束诱变选育的高产纤维素酶渐变菌株，具有可以同时表达分泌纤维素酶和半纤维素酶系的优秀性状，可在纤维素类碳源诱导下同时举行纤维素酶和半纤维素酶的发酵消费。

“由于纤维素酶构成分泌具有多组分协同表达及繁复的代谢调控网络特性，产酶丝状真菌遗传背景不清晰，使得重离子束辐照诱变在产酶菌株的育种事情中具有分明的出色性。”王曙阳报告记者。

实践上，在这项漫长的研讨历程中，除了必要占领武艺困难，还必要克制职员紧缺和经费告急等困难。

“循环经济的投资很大，与企业对接转化也必要很多资金投入，在最困难的时分，我们也曾犹豫对否应该换个朝向，但想到这项研讨对整个生态情况和循环经济具有紧张意义，照旧顶住压力坚持下去了。”王曙阳追念时感受道。

接下去，该团队将进一步驯化发酵消费菌株，提高其在废纸碳源发酵中的消费听从和水平，进一步优化发酵体系和条件。别的还将与纤维素酶消费企业和废纸吸收企业举行深化交换和互助，富裕了解企业现在的需求和困难，举行现有废纸产纤维素酶工艺优化，尽快促进研讨后果的转化与使用。

泉源： 《中国封建报》