巴西圣保罗大学与圣保罗州立大学的研究团队在《BioResources》期刊发表成果,利用农业废弃物培养真菌,成功提取出一种耐高温木聚糖酶。该酶能替代传统纸浆漂白过程中使用的有毒氯基化学品,为造纸行业提供了一条更可持续的技术路径。
传统纸浆漂白工艺主要依赖二氧化氯等氧化剂,这些化学品不仅毒性高,还会污染废水并释放有害气体。新研发的木聚糖酶源自Aspergillus caespitosus真菌,该菌株最早于1944年在美国被发现,后于2001年在圣保罗大学里贝朗普雷图校区被分离。研究团队利用甘蔗渣和麦麸这两种巴西 abundant 的农业废弃物作为培养基,通过固体发酵法成功培育出该真菌。
这项技术的核心突破在于酶的耐热性。传统真菌酶通常在40°C以下活性**,难以适应工业漂白流程。而该团队研发的木聚糖酶在60°C左右仍能保持高活性,恰好匹配纸浆漂白后期降温阶段的工艺需求。作为化学漂白的补充步骤,它能有效降解木质素残留,提升纸浆白度,同时显著降低氯系化学品的使用量。
巴西作为全球桉木纸浆生产大国,拥有得天独厚的生物质资源。研究指出,在圣保罗州等糖乙醇产区,经过氢氧化钠预处理后的甘蔗渣是**底物;而在南里奥格兰德州等小麦产区,麦麸则更具成本优势。这种因地制宜的原料选择策略,完美契合了巴西循环生物经济的理念,将农业废弃物转化为高附加值生物制剂。
目前,科研团队正致力于酶的固定化技术,计划将其负载于磁性纳米颗粒与纳米纤维素复合材料上。这一创新不仅有望实现酶的多次循环利用,还能进一步提升其耐热极限。该技术成果不仅适用于造纸业,未来还可拓展至生物乙醇生产等其他生物制造领域,充分挖掘了巴西生物多样性的工业潜力。