JPS6342988A - じん皮繊維の改良酵素パルプ化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はじん皮繊維の酵素パルプ化法の改良法に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、じん皮繊
維の酵素パルプ化において、あらかじめキシラン分解酵
素を用いて該じん皮繊維に含まれるキシランを分解除去
することによって、次いで行われるペクチン質分解酵素
による該じん皮繊維のパルプ化を促進させる方法に関す
るものである。

従来の技術 ペクチン質を多量に含有するミツマタやコウゾなどのし
ん皮繊維は、従来より和紙の原料として製紙産業におい
て広く用いられてきた。

とのしん皮繊維には、ペクチン質がセルロースｔａｉ間
結合物質として存在しており、そのパルプ化は該ペクチ
ン質を除去することによって行われる。　。

じん皮繊維からパルプを製造する方法としては、化学的
処理による方法と、生化学的にしん皮繊維をパルプ化す
る、いわゆる発酵精練処理や酵素を用いて処理する方法
が知らｎている。前者の化学的処理方法としては、一般
に水酸１ヒナトリウム、炭酸す）　ＩＪウム、生石灰又
は消石灰などの１ヒ学薬品を用いて、じん皮繊維を熟成
させてパルプ化する方法が用いられている。この熟成時
間は１時間〜−昼夜、通常数時間以内である。しかしな
がら、化学的処理方法は、このように処理時間が短いも
のの、排出液の汚濁が著しく、かつ収率が低いという欠
点がある。

一方、後者の生ｆヒ学的にしん皮繊維をパルプ化する方
法は、排出液の汚濁が少なく、その上収率が高いものの
、−殻内に、化学的処理方法に比べて処理時間が日、週
、場合により月単位であるなど極めて長いという欠点ｔ
ｉしている。

じん皮繊維の酵素パルプ化法は、ペクチン酸すアーゼヤ
ベクチンリアーゼなどのペクチン質分解酵素によって行
われるが、前記したような欠点を育しており、したがっ
てじん皮繊維のパルプ化における反応速度を高める次め
に、例えば該じん皮繊維中に酵素などが浸入しやすいよ
うに、じん皮繊維の物理的又は化学的状態を改良する方
法や、酵素活性が最高に発現しうる最適ｐＨによる処理
方法などが提案されている。

しかしながら、これらの方法においては、パルプ化の反
応速度はかなり向上するものの、結束繊維率、すなわち
繊維結合物質であるペクチン質の残存率を低減させるの
に限界があり、この残存率をいかにしてさらに低減させ
るかが重要な課題となっていた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような事情のもとで、じん皮繊維
の酵素パルス化において、ペクチン質分解酵素の働きを
高めることによシ、結束繊維率を従来の酵素パルプ化法
に比べて、さらに低減させる方法を提供することにある
。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、ペクチン質分解酵素によるしん皮繊維の
パルプ化において、結束繊維率を低減させる方法につい
て鋭意研究を重ねた結果、該ペクチン質にはヘミセルロ
ースの１種であるキシランが、これまで提案されてきた
形態とは異なった形で結合していることを明らかにした
。そして該成分がペクチン質分解酵素の作用に対して悪
影響全与えることに着目し、これをあらかじめキシラン
分解酵素による処理で分解除去することにより、前記目
的全達成しうろことを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ペクチン質分解酵素を用いてじん
皮繊維をパルプ化するに当り、あらかじめキシラン分解
酵素により該繊維に含まれるキシラン成分を分解除去す
ることを特徴とする改良法を提供するものである。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明方法において、原料として用いるしん皮繊維は、
ペクトセルロース系繊維であって、例えばガンピ、ミッ
マタ、コウゾ、桑などのじん皮、ペンダ、ラミー、ジュ
ート、ニュージランド麻などのいわゆる軟質系麻類のよ
うな繊維間のこう着物質が主としてペクチン質である植
物繊維である。

本発明方法において用いるペクチン質分解酵素としては
、アルカリ領域に酵素活性の至適ｐＨｅもつペクチン酸
リアーゼやペクチンリアーゼが挙げられる。これらの酵
素はエルウィニア（Ｅｒｗｉ　−ｎｉａ　）属の細菌、
例えばエルウィニア・カロトボラ（ｃａｒｏｔｏｖｏｒ
ａ　）、クリサンテマイ（Ｏｈｒｙｓａ−ｎｔｈｅｍｉ
　）、アミロポラ（ａｍｙｌｏｖｏｒａ　）、ヘルビコ
ラ（ｈｅｒｂｉｃｏｌａ　）、デイゾルベンス（ｄｉｓ
ｓｏ−１ｖｅｎｓ　）などによって産生される。

一方、キシラン分解酵素については種々の植物組織から
得られるものや、黒カビのアスペルギルス・ニガー（Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ　）などによって産
生されるものが知られており、さらに、前記のエルウィ
ニア属の細菌はペクチン質分解酵素のほかに、キシラン
分解酵素を同時に産生ずることも知られている。

本発明方法を実施するには、まず原料のしん皮繊維をあ
らかじめ水又は希アルカリ水溶液中に浸せきして膨潤状
態にしておくことが好ましい。この希アルカリ水溶液に
用いる塩基性化合物としては、アルカリ金属、アルカリ
土類金属又はアンモニウムの水酸化物やそれらの弱酸塩
があり、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリ
ラム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素
カルシウム、炭酸水素アンモニウム、亜硫酸ナトリウム
、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニ
ウムなどが挙げられる。

また、希アルカリ水溶液の濃度は数重量係程度が好まし
い。もちろんそれより高い濃度でも効果はあるが、経済
的に不利である。さらに、水又は希アルカリ水溶液の量
については、じん皮繊維が万遍なく浸せきされる程度以
上であれば特に制限はなく、また浸せき温度は通常室温
でよいが、必要に応じて加熱してもよく、浸せき時間は
室温の場合、１時間以上数日間が望ましい。

次に、このように水又は希アルカリ水溶液中に浸せきし
、膨潤状態にされたしん皮繊維に、まずキシラン分解酵
素を作用させてキシラン成分を分解除去したのち、ペク
チン質分解酵素全作用させて該しん皮鷹維をパルプ化す
るが、この際２種の方法を用いることができる。すなわ
ち、第１の方法はキシラン分解酵素及びペクチン質分解
酵素をそれぞれ単独で用いる方法であり、第２の方法は
エルウィニア属細菌から得られるキシラン分解酵素及び
ペクチン質分解酵素を含む粗酵素液を用いる方法である
。

第１の方法については、前記のようにして水又は希アル
カリ水溶液中に浸せきして膨潤状態にされたしん皮繊維
に、まずキシラン分解酵素を加えて処理し、キシラン成
分を選択的かつ効率的に分解除去する。この際、キシラ
ン分解酵素は中性ｐＨ領域で酵素活性を有するので、該
処理は中性ｐＨ近辺で行うことが望ましい。処理温度は
通常？５〜３０℃の範囲で選ばれ、また処理時間は３〜
６時間程度で十分である。次にこの処理液にペクチン質
分解酵素を添加してパルプ化を行う。該ペクチン質分解
酵素は酵素活性がアルカリｐＨ領域にあるので、ｐＨ’
ｉ９．０〜９．５　　の範囲に調整して処理を行うこと
が重要である。他の処理条件はキシラン分解酵素の場合
と同様である。

第２の方法は該膨潤状態のしん皮繊維に、エルウィニア
属細菌から得られる粗酵素液を加えて処理を行う方法で
ある。この粗酵素液にはキシラン分解酵素及びペクチン
質分解酵素が含まれており、前者のキシラン分解酵素は
中ｉｐＨ領域で、後者のペクチン質分解酵素はアルカリ
ｐＨ領域で酵素活性を発揮するので、まず中性で処理を
行って、キシラン分解酵素によるキシラン成分の分解除
去を行う。この際の処理温度及び処理時間は、第１の方
法におけるキシラン分解酵素による処理の場合と同様で
ある。次に、ｐＨ’ｉ９．０〜９，５の範囲に調整する
のみで（新たに酵素は加えない）ペクチン質分解酵素に
よるパルプ化処理過程に移行する。この際の処理温度及
び処理時間も第１の方法ておけるペクチン質分解酵素に
よる処理の場合と同様である。

発明の効果 本発明方法によると、まずキシラン分解酵素によって、
ペクチン質分解酵素によるしん皮繊維のパルプ化に悪影
響を与える該繊維中のキシラン成分を分解除去し、次い
でペクチン質分解酵素を作用させてパルプ化を行うので
、従来の酵素パルプ化法に比べて、反応効率が高く、結
束繊維率を著しく低減することができ、得られ次パルプ
からは地合いの良好な物理特性に優れた和紙が形成され
る。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ０．１重量係水酸化ナトリウム水溶液中に一夜浸せきし
たミツマタじん皮（総乾量として２０２）を水洗したの
ち、酵素量として３５単位の黒カビ起源のキシラン分解
酵素（β−キシロシダーゼ）と共に回転振とう条件下で
、ｐＨ６，０、温度３０℃において３時間処理した。次
いでエルウィニア・カロトボラＦＥＲＭ　Ｐ−７５７６
株起源のペクチン質分解酵素（ペクチン酸リアーゼ活性
として８００単位）を添加し、ｐＨ１９，５に調整した
のち、回転振とり条件下で、３０℃において３時間処理
を行った。

パルプ化終了後、反応系から繊維全ろ取し、結束愼維率
を測定し、ろ液については反応中繊維より遊離した成分
の全Ｍ機炭素量全定量し、これらをパルプ化反応進行度
の示標とした。ここでは結束繊維率が低いほど、また遊
離した繊維成分量が多いほど、パルプ化の進行度が高い
ことになる。

また、対照としてペクチン質分解酵素のみによる６時間
の１段階処理（従来の酵素法に相当）を行った。両法の
効果の比較結果を別表に示す。

実施例２ 実施例１における黒カビ起源のキシラン分解酵素の代り
に、エルウィニア属細菌起源の粗酵素液に含まれている
キシラン分解酵素（活性として３５単位）ｔ−粗酵素液
の状態で用いた。なお、該粗酵素液にはキシラン分解酵
素とともに８００単位のペクチン質分解酵素が含まれて
いる。

まず、キシラン分解酵素が作用しうるｐＨ６，５の０．
１Ｍリン酸カリウム緩衝液中で、実施例１と同様にして
、３時間キシランの分解処理全行つ念のち、アンモニア
水にて反応系のｐＨｙ＆：、９．５に調整し、今度は該
粗酵素液中のペクチン質分解酵素が活性を示すことので
きる条件で、さらに３時間処理を行った。この方法によ
るパルプ化の進行度を別表に示す。なお、対照は実施例
１と同様であるＯ 実施例３ 実施例２とほぼ同じ手法の２段階法を、総覧量１４に２
のミツマタじん皮を用いたペンチ処理に適用した。なお
、各段階における処理はそれぞれ１２時間行った。

また、対照としてペクチン質分解酵素のみによる２４時
間の１段階処理を行った。これらの結果を別表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ペクチン質分解酵素を用いてじん皮繊維をパルプ化
   するに当り、あらかじめキシラン分解酵素により該繊維
   に含まれるキシラン成分を分解除去することを特徴とす
   るじん皮繊維の酵素パルプ化法。 ２　キシラン分解酵素及びペクチン質分解酵素として、
   エルウイニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）属細菌から得られる前
   記両酵素を含む粗酵素液を使用する特許請求の範囲第１
   項記載の酵素パルプ化法。