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随着纸张需求激增，木质原料可持续性受威胁。研究人员开展蔗茅浆木聚糖酶辅助无元素氯漂白（ECF）研究。结果显示，该方法可减 30% 化学漂白剂，提升浆强度，降低废水生物需氧量和化学需氧量。为制浆业提供可持续方案。
在当今时代，纸张就像生活中的 “隐形伙伴”，无论是办公桌上堆积如山的文件，还是书架上摆满的书籍，又或是包装各种商品的纸盒，它无处不在，人们对纸张的需求持续攀升。造纸行业也因此快速扩张，成为商业领域的 “热门选手”。然而，这份繁荣背后却隐藏着危机。造纸的主要原料 —— 木质原材料，正面临着严峻的挑战。大量的纸张生产意味着需要砍伐越来越多的树木，森林资源在无情的消耗下，逐渐发出 “警报”。长此以往，不仅森林生态系统会遭受重创，造纸行业的未来发展也将陷入困境。寻找可持续的造纸原料和环保的制浆工艺，成为了造纸行业亟待解决的难题。
在这样的背景下，研究人员开启了一场探索之旅。他们将目光投向了蔗茅（Saccharum munja roxb），试图挖掘这种植物作为造纸原料的潜力，并研究如何通过更环保的制浆方法，解决当前造纸行业面临的困境。这项研究成果发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》杂志上，为造纸行业带来了新的希望。
研究人员采用了一系列技术方法来开展这项研究。首先，他们采集了蔗茅样本，并对其进行处理。在制浆过程中，确定了优化的制浆条件，包括碱用量、温度、时间以及生物质与液体的比例等关键参数。对于酶处理，精确控制木聚糖酶的用量、反应的 pH 值、温度和时间。同时，还对浆的各项指标，如亮度、强度、卡伯值（kappa number，衡量纸浆中木质素含量的指标）以及废水中的生物需氧量（Biological Oxygen Demand，BOD）和化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD，反映水中受还原性物质污染程度的指标）进行测定 。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 蔗茅的特性与制浆条件：之前有研究表明，蔗茅这种原材料在温和的蒸煮条件和低活性碱的情况下，具备生产高质量纸浆的潜力。其较低的木质素含量以及在 1% NaOH 中的高溶解性，意味着低活性碱就能实现细胞壁的充分分离，进而获得质量不错的纸浆。通过研究确定了 SAQ（Soda Anthraquinone，烧碱蒽醌）制浆法的优化条件为 16% 的碱用量、160°C 的制浆温度、20 分钟的蒸煮时间，在这些条件下，纸浆的得率最高可达 44%，卡伯值为 19，筛选后的废料也最少。
- 木聚糖酶辅助漂白效果：研究人员用每克绝干浆 20 IU 的木聚糖酶在 pH 7、40°C 的环境下处理蔗茅烧碱蒽醌浆 75 分钟。结果发现，这种酶促预漂白过程效果显著。在不影响纸浆亮度的前提下，它成功减少了 30% 的化学漂白剂用量。而且，纸浆的强度得到了大幅提升，其中耐破指数提高了 27%，撕裂指数提高了 12%，抗张指数提高了 8% 。
- 对环境的影响：木聚糖酶辅助漂白在环保方面也发挥了重要作用。经过处理后，废水中的生物需氧量降低了 28%，化学需氧量降低了 20%。这意味着在生产过程中，对环境的污染大大减少。
从研究结论和讨论部分可以看出，这项研究意义重大。首先，确定了蔗茅作为优质造纸原料的潜力以及优化的 SAQ 制浆条件，为造纸行业提供了新的原料选择和制浆工艺参数。其次，木聚糖酶辅助无元素氯漂白（ECF）技术的应用，既减少了化学药剂的使用，降低了生产成本，又提高了纸浆的质量，增强了纸浆的市场竞争力。最重要的是，该技术显著降低了废水的污染程度，推动了造纸行业向绿色、可持续方向发展，为解决造纸行业面临的资源和环境问题提供了有效的解决方案。
