專利名稱：：紙張施膠的方法及組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及紙張施膠的方法及組合物。特別地，本發(fā)明涉及一種能結(jié)合紙張的蛋白質(zhì)或一種供紙張施膠的配料。
背景技術(shù)：
：雖然造紙有很多技術(shù)細(xì)節(jié)，但造紙方法通常包括以下步驟(1)制造纖維的水懸浮液，通稱紙漿；(2)加入多種加工和紙張強(qiáng)化材料，如增強(qiáng)和/或施膠材料；(3)壓片并干燥纖維構(gòu)成所需的纖維素網(wǎng)；和(4)對該網(wǎng)作后處理使所得紙張具有多種所需性質(zhì)，包括表面涂布膠料等。典型的膠料為含水的溶液、分散體系、乳濁液或懸浮液形式，使得用膠劑處理過的紙，即施膠紙具有抗含水液體，包括另外一些加工添加劑，印刷墨水等的浸透和潤濕。施膠劑可用于紙張表面作為“表面”施膠，或者也可混入到紙張內(nèi)部作為“內(nèi)部”施膠。已經(jīng)知道包括以松香和乙烯酮二聚物為基礎(chǔ)的很多化學(xué)施膠組合物，但是仍有必要改進(jìn)施膠組合物和施膠方法。典型地，紙的主要成分是纖維素。纖維素的形式可為木材纖維或一年生作物纖維(如大麻、麥稈、水稻、亞麻、黃麻或棉花)。別的紙的成分可包括聚合材料，包含天然聚合物如淀粉、果膠、瓜爾膠、殼多糖、木質(zhì)素、瓊脂、藻酸鹽以及別的多糖，包含半纖維素如木糖、甘露糖和阿拉伯糖。木糖是木聚糖的主成分，木聚糖為在草、谷類植物、麥稈、谷粒、谷殼和木材中存在的也稱為半纖維素的物質(zhì)。淀粉存在于種子、果實(shí)、葉子、莖中?？筛淖兠傅孜锏拿傅湫偷匾蕾囉谂c酶底物的非共價(jià)鍵連接相互作用以起作用。這類酶包含降解聚合物的酶，如蛋白酶、角蛋白酶、殼多糖酶、木質(zhì)素酶、瓊脂酶、藻朊酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶和半纖維素酶。例如，纖維素酶和半纖維素酶可分別從纖維素和半纖維素上裂解下糖或多糖分子，淀粉酶可從淀粉上裂解下葡萄糖。纖維素與纖維素酶蛋白，特別是那些按具有催化活性的方式鍵合于纖維素纖維上的纖維素酶蛋白之間的作用已被描述和綜述(纖維素酶Boguin，Annu.Rev.Microbiol.，44，219-248，1990；纖維素酶和木聚糖酶Gilbert和Hazelwood，JournalofGeneralMicrobiology，139，187-194，1993)。這類酶包括其中包含功能獨(dú)特的蛋白質(zhì)域的纖維素酶和半纖維素酶。特別地，有催化活性的域與纖維素鍵合域在結(jié)構(gòu)上是不同的。這些域具有進(jìn)化保守的序列，對所有該類蛋白質(zhì)均十分相似(Gilkes等人，MicrobiologicalReviews，303-315，June1991)。通過蛋白水解可把該類蛋白質(zhì)上的鍵合域和活性位域分離。已發(fā)現(xiàn)孤立的鍵合域仍保持鍵合能力(VanTilbeurgh等人，F(xiàn)EBSLetters，204(2)，223-227，August1986)。已有建議利用纖維素酶的纖維素鍵合域作為纖維素載體表面紋路的粗糙化處理手段，并建議利用纖維素酶活性位域?yàn)檫@些表面紋路的拋光處理(國際專利申請WO93/05226)。很多鍵合域已從基因水平上進(jìn)行了表征(Ohmiya等人，MicrobialUtilisationofRenewalResource，8，162-181，1993)，并且已被亞克隆產(chǎn)生新型的融合蛋白(Kilburn等人，已公開的國際專利申請WO90/00609；Ong等人，EnzymeMicrob.Technol，13，59-65，January1991；Shoseyov等人，已公開的國際專利申請WO94/24158)。某些該類融合蛋白已在一些特殊應(yīng)用中用作錨定蛋白。通過融合蛋白與用于蛋白純化法中的纖維素載體材料的結(jié)合，這些蛋白被用作蛋白純化的助劑(Kilburn等人，美國專利5,137,819；Greenwood等人，BiotechnologyandBioengineering，44，1295-1305，1994)。融合蛋白固定在纖維素載體上的能力已被建議作為一種酶生物反應(yīng)器的固定方法(Ong等人，Bio/Technology，7，604-607，June1989；Le等人，EnzymeMicrob.Technol.，16，496-500，June1994)，和作為在纖維素載體上連接化學(xué)“標(biāo)簽”的方法(國際專利申請WO93/21331)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)可與紙或紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)可用于對紙張施膠。發(fā)明簡述本發(fā)明提供一種紙張施膠的方法，包含步驟，a)把所述紙或所述紙的配料與一種可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸，和b)使變性或加熱所述與所述紙結(jié)合的蛋白質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種紙張施膠的方法，包含a)使所述紙或所述紙的配料與一種可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸，和b)加熱所述紙。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)在紙張施膠中的應(yīng)用。本發(fā)明也提供按本發(fā)明方法施膠的紙。發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種紙張施膠的方法。此處述語“紙”是指任何結(jié)合的片狀或網(wǎng)狀材料，包含纖維素交織成的網(wǎng)絡(luò)，其中包含源于植物的纖維并任選地混入多種配比的來源于植物、礦物、動物或合成的纖維，以及任選地混入多種配比的無機(jī)材料細(xì)粒，如金屬元素的氧化物、碳酸鹽和硫酸鹽。術(shù)語“紙”包括紙片或網(wǎng)重量大于200g/m2的紙板。纖維素的植物來源包括木材、麥稈、甘蔗渣、針茅、竹、卡納夫纖維、草、黃麻、苧麻、大麻、棉、亞麻。粗的植物源纖維素被加工制成紙漿，然后利用機(jī)械方法、或化學(xué)方法或兩者兼施地由該紙漿造紙。根據(jù)紙漿的制備和純化方法分類，含纖維素的紙漿可被分為機(jī)械紙漿、化學(xué)機(jī)械和預(yù)熱法木片化學(xué)磨木漿、半化學(xué)紙漿、高得率化學(xué)紙漿、全化學(xué)紙漿(參見“紙漿和紙，化學(xué)和化學(xué)技術(shù)(Pulpandpaper，ChemistryandChemicalTechnology)”，第3版，第1卷，第164、165頁，由JamesP.Cassay編輯，ISBN0-471-03175-5(V.1))。紙也可包含別的天然聚合物如蛋白質(zhì)如角蛋白、淀粉(包括陰離子，陽離子或兩性淀粉)、果膠、瓜爾膠、殼多糖、木質(zhì)素、瓊脂、藻酸鹽以及別的多糖，包括半纖維素如木糖、甘露糖和阿拉伯糖。本發(fā)明的方法包含把紙或紙的配料與一種可與紙或紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸，接著使變性或加熱該蛋白質(zhì)。本發(fā)明所采用的蛋白質(zhì)可包含任何可與紙或紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)。例如，蛋白質(zhì)可包含可與纖維素或作為紙的配料的別種聚合物結(jié)合的蛋白質(zhì)。優(yōu)選的是，蛋白質(zhì)為能特征結(jié)合纖維素或作為紙的配料的別種聚合物的蛋白質(zhì)。更為優(yōu)選地，蛋白質(zhì)的離解常數(shù)(Kd)小于1×10-3M。此處術(shù)語“蛋白質(zhì)”包括肽、低聚肽和多肽、以及蛋白質(zhì)殘基、含蛋白質(zhì)物質(zhì)、氨基酸鏈和含肽鍵分子。有時按上下文要求(如當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)鍵合于別的分子上時)，蛋白質(zhì)指蛋白質(zhì)殘基。蛋白質(zhì)可為天然蛋白質(zhì)，或其片斷或用化學(xué)修飾或合成法制得的或通過編碼表達(dá)蛋白質(zhì)之遺傳改性基團(tuán)而制得的改性蛋白質(zhì)。此處術(shù)語“改性蛋白質(zhì)”包括可與紙或其配料結(jié)合的蛋白質(zhì)的類似物。優(yōu)選地，蛋白質(zhì)為可與紙或紙的配料結(jié)合的天然酶或其片斷?？膳c紙或紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)的例子已為人所熟知，包括選自纖維素酶、半纖維素酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、殼多糖酶、木質(zhì)素酶、瓊脂酶、藻朊酶和淀粉酶的酶。例如當(dāng)?shù)矸圩鳛榧埢蚣垵{的一種配料時，蛋白質(zhì)可包含可與淀粉(例如陰離子、陽離子或兩性淀粉)結(jié)合的淀粉酶或其片斷。淀粉酶的例子包含α-淀粉酶，如從米曲霉(Aspergillusoryzae)中得到的(可從SigmaAldrichCoLtd獲得的X-A型粗制劑)，和淀粉葡糖苷酶，例如從黑色曲霉(Aspergillusniger)中得到的(可從SigmaAldrichCoLtd獲得)。優(yōu)選地，蛋白質(zhì)包括一種可與纖維素結(jié)合的蛋白質(zhì)。更優(yōu)選地，蛋白質(zhì)包括一種纖維素酶或其片斷。纖維素酶可包含天然纖維素酶或其片斷，或用化學(xué)修飾或合成法制得的或通過編碼表達(dá)纖維素酶之遺傳改性基因而制得的改性纖維素酶。例如，可對纖維素酶作修飾以除去或失活其活性位域。已知有多種結(jié)合纖維素的纖維素酶。這些纖維素酶的實(shí)施例為可從細(xì)菌如Cellulomonasfimi和霉菌如綠色木霉(Trichodermaviride)、黑色曲霉(Aspergillusniger)、尖孢鐮孢(Fusariumoxysporum)、繩狀青霉(Penicilliumfuniculosum)、Trichodermareesei和Humicolainsolens中提取的酶，它們可從SigmaChemicalSigma-AldrichCompanyLtd.、NoveNordiskA/S、BDHLtd.或ICNBiomedicalsLtd.購得(例如尖孢鐮孢可按提貨號DSH2672獲得)。另外，也可用如國際專利申請WO94/24158中公開的重組DNA技術(shù)制備蛋白質(zhì)。通常纖維素酶包含纖維素酶結(jié)合域和纖維素酶活性域。本發(fā)明可采用整個纖維素酶或其可與纖維素結(jié)合的片斷。利用蛋白酶如木瓜酶處理整個纖維素酶可獲得纖維素酶結(jié)合域。纖維素酶可包含外纖維酶或內(nèi)纖維素酶。外纖維素酶(也稱纖維二糖水解酶，CBH；外葡聚糖酶；1，4-β-D-葡聚糖纖維二糖水解酶；EC3.2.1.91)作用于纖維素分子的非還原端。外纖維素酶可釋放端基纖維二糖單元(一種二糖)或釋放端基葡萄糖單元(單糖)。外纖維素酶的例子包括從Humicolaisolens中獲得的纖維素酶。內(nèi)纖維素酶(也稱β-1，4-內(nèi)葡聚糖酶；內(nèi)-1，4-D-葡聚糖酶；1，4-β-D-葡聚糖葡聚糖水解酶；EC3.2.1.4)裂解內(nèi)部β-1，4-糖苷鍵產(chǎn)生葡萄糖、纖維二糖和其他可溶性纖維低聚糖的混合物。內(nèi)纖維素酶的例子包括從Trichodermareesei中獲得的纖維素酶。蛋白質(zhì)也可包含纖維素酶組(cellulosome)。纖維素酶組包含一含有分立、多功能、多酶復(fù)合物的纖維素酶體系。典型地它們含有至少14種不同的含多種內(nèi)葡聚糖酶(內(nèi)纖維素酶)和木聚糖酶和至少一種β-葡聚糖酶的多肽。它們通過骨架蛋白質(zhì)結(jié)合。在BayerE.A.，MoragE.，LamedR.(1994)“纖維素酶組-一種生物技術(shù)中的財(cái)富(Thecellulosome--atreasuretroveforbiotechnology)”，TrendsinBiotechnology12379-386中對纖維素酶組作了詳述。優(yōu)選地，本發(fā)明采用的蛋白質(zhì)包含從Humicolaisolens中獲得的纖維素酶(按商品名Celluzyme可從NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark獲得)或從Trichodermareesei中獲得的纖維素酶(按商品名Celluclast可從NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark獲得)。更優(yōu)選地，蛋白包含從Humicolaisolens中獲得的纖維素酶。蛋白質(zhì)可在任何適當(dāng)?shù)闹圃旌图庸ぜ埖碾A段中加到紙中?？稍诩垵{階段中添加或在形成濕紙漿骨架過程或在擠壓并卷骨架構(gòu)成紙的過程中的任何階段添加。因此，本發(fā)明提供一種制造施膠紙的方法，包含步驟，a)制備紙漿，b)添加可與所述紙漿中一種配料結(jié)合的蛋白質(zhì)，c)用所述紙漿造紙，和d)加熱所述紙。另外，也可把蛋白質(zhì)加到已制成的紙產(chǎn)品上，例如，把紙浸到含蛋白質(zhì)的浴中或利用適當(dāng)?shù)膰娡?、涂抹、刷涂、涂布或印刷法。因此，本發(fā)明也提供了一種制造施膠紙的方法，包含步驟，a)把可與所述紙結(jié)合的蛋白質(zhì)涂于紙上，和b)加熱所述紙。通過選擇制造紙時添加蛋白質(zhì)的時機(jī)，可控制蛋白質(zhì)分布于紙中或基本上局限于紙的表面上。蛋白質(zhì)應(yīng)與紙或紙漿一起溫育足夠長的時間使得蛋白質(zhì)與紙或紙漿結(jié)合。典型地，發(fā)現(xiàn)15分鐘是適宜的，雖然更短的時間也可能合適。蛋白質(zhì)的用量要適于獲得所需的施膠水平。以干紙漿的重量為計(jì)，蛋白質(zhì)的用為0.01-40wt％。優(yōu)選蛋白質(zhì)用量為0.1至20wt％，更優(yōu)選為1至10wt％。在蛋白質(zhì)結(jié)合進(jìn)紙中或涂于紙表面之后，通過使變性或加熱蛋白質(zhì)完成對紙的施膠?？砂鸦瘜W(xué)蛋白變性劑用于紙上使蛋白質(zhì)變性。化學(xué)蛋白變性劑包括脲、胍、酸、堿、洗滌劑(如吐溫)、水溶性有機(jī)物(如脂肪醇)和離液序列高的離子(如I-、ClO4-、SCN-、Li+、Mg2+、Ca2+和Ba2+)。優(yōu)選地，通過加熱紙完成施膠。優(yōu)選地可把紙加熱至50℃至200℃，更優(yōu)選為70℃至170℃，進(jìn)一步優(yōu)選為80℃至110℃，更優(yōu)選為100℃至110℃。典型地，在蒸汽加熱輥上把紙加熱至約105℃。紙也可置于一次或多次不同溫度的熱處理中。所需加熱時間依賴于紙被加熱的溫度，越低的溫度則需越長的時間。典型地，紙可被加熱15至500秒，優(yōu)選為25至300秒。紙也可被置于后加工熱處理中用以老化或熟化紙。以下用實(shí)施例作參考描述本發(fā)明。應(yīng)認(rèn)識到以下僅為實(shí)施例并且在本發(fā)明范圍可對細(xì)節(jié)作修正。實(shí)驗(yàn)材料和規(guī)程以下除非特別指明，下列材料和規(guī)程被用于特征為使用蛋白質(zhì)作為生物施膠劑的實(shí)施例中。紙漿把10g未施膠紙(70∶30闊葉木(樺樹)∶針葉木(松木))加到100ml蒸餾水中制備未施膠紙漿。5分鐘后紙被混成均勻的紙漿。紙漿懸浮液樣品(相當(dāng)于0.2g干紙)被稱入到通用的瓶中。溫育向每個瓶中加入10.0ml下列之一的溫育緩沖溶液(a)Tris-HCl，50mM，pH7.5(b)磷酸緩沖鹽溶液(PBS)500mM，pH7.5纖維素酶向溫育懸浮液中加入一種選自下列的纖維素酶1.Humicolainsolens-源于Humicolainsolens的纖維素酶按商品名Celluzyme可從NovoNordiskA/S，Bagsvaerd.Denmark獲得(875μl，相當(dāng)于以干紙漿重為計(jì)的8.7wt％纖維素結(jié)合蛋白質(zhì))2.Trichodermareesei-源于Trichodermareesei的纖維素酶按商品名Celluclast可從NovoNordiskA/S，Bagsvaerd.Denmark獲得(70μl，相當(dāng)于0.28μmol蛋白質(zhì)，相當(dāng)于以干紙漿重為計(jì)的4.4wt％纖維素結(jié)合蛋白質(zhì))。3.綠色木霉-源于綠色木霉的纖維素酶，可從BDHLtdUK獲得。也進(jìn)行不加纖維素酶的對照實(shí)驗(yàn)。溫育混合物在室溫下溫和攪拌溫育15分鐘。測試紙片的制備為制備測試紙片，用蒸餾水使容積增至100ml，按下列方式利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的造紙儀器制備紙片(6cm2)將紙漿懸浮液(0.2％WV-1)倒進(jìn)裝有細(xì)尼龍過濾篩網(wǎng)的塑料過濾箱中。加真空幾秒鐘使紙漿構(gòu)成由篩網(wǎng)支撐的紙片。把過濾篩網(wǎng)從儀器中取出，紙片被夾在第二片尼龍篩網(wǎng)中并用吸水紙吸水。把紙片仔細(xì)地從成紙篩網(wǎng)上取下，用輥壓展平接著干燥。測試紙片的干燥/加熱按下列之一的方法干燥紙片(a)空氣干燥；(b)圓筒烘干機(jī)-典型地在恒定溫度80℃至108℃，接觸時間40-250秒條件下進(jìn)行；(c)平板熱壓機(jī)-典型地在最大表面溫度為160℃、接觸時間30秒的條件下進(jìn)行。用鋁平板壓置于加熱板上的測試紙片(夾于吸水紙中)。測試規(guī)程用下列一種或多種測試方程評價(jià)紙片的施膠效果-(a)墨水滴試驗(yàn)(IDT)-其中將一滴15μl的parkerSuperQuink墨水(永久藍(lán)黑)滴至測試紙片上并測量和記錄下墨水被完全吸收的時間。結(jié)果用秒或經(jīng)驗(yàn)級別0至++++記錄；其中0指完全吸收小于100秒。+指完全吸收在100-500秒之間。++指完全吸收在500-1000秒之間。+++指完全吸收在1000-2000秒之間。++++指完全吸收大于2000秒。(b)Hercules施膠實(shí)驗(yàn)(HST)-在“TappiTestMethods”由TAPPI出版，TechnologyPark，Atlanta，POBox105113，GA30348，USA，ISBN0-89852-200-5(第1和卷2)，(1987)中定義。用抗墨性T530pm-83把HST定義為紙的施膠實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)以秒為單位記錄，數(shù)值越大施膠效果越好。所得的HST值優(yōu)選為大于20秒，更優(yōu)選為大于120秒，進(jìn)一步優(yōu)選為大于200秒。(c)Cobb施膠試驗(yàn)-在“TappiTestMethods”(同上)中用T441om-84定義。數(shù)據(jù)以單位grams/m2記錄?！巴耆柡汀敝讣垱]有施膠。Cobb值越低，施膠效果越好。所得的Cobb值優(yōu)選為小于30g/m2，更優(yōu)選為小于21g/m2。實(shí)施例1進(jìn)行溫度對使用Trichodermareesei纖維素酶(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)施膠的影響的實(shí)驗(yàn)。為進(jìn)行這些研究采用一種圓筒烘干機(jī)并復(fù)合有可變溫加熱板。圓筒烘干機(jī)提供80℃恒溫，接觸時間為250秒，加熱板提供160℃最大表面溫度，接觸時間為30秒。采用鋁平板壓在加熱板上的紙片(夾在吸水紙之間)。采用Trichodermareesei纖維素酶制劑(70μlCelluclast，以纖維素纖維干重為計(jì)，相當(dāng)于4.4％ww-1纖維素結(jié)合蛋白)，混合物在室溫下溫和攪拌溫育15分鐘。同時作沒有纖維素酶的對照實(shí)驗(yàn)。按所述方法制造測試紙片。測試紙片首先壓在吸水紙之間接著按下列三種方法之一的方法干燥。(a)空氣干燥；(b)圓筒烘干機(jī)80℃/250s；或(c)平板熱壓機(jī)160℃/30s，接著圓筒烘干機(jī)80℃/250s。接著用墨滴試驗(yàn)(IDT)評價(jià)干燥紙片的施膠效果。下列施膠結(jié)果是從按不同干燥方式制得的測試紙上獲得的。表1紙干燥方式對纖維素基施膠體系的影響</tables>-＝未作測試當(dāng)沒添加酶造紙時觀察不到施膠效果，排除了緩沖鹽與纖維素相互作用產(chǎn)生施膠效果的可能性。對于Tris-T.reesei纖維素酶(Celluclast)溫育可觀察到施膠效果并且當(dāng)紙首先在較高溫度下干燥接著再在較低溫度下圓筒烘干有更高的施膠效果。纖維素酶/PBS紙?jiān)谳^高溫度下也有施膠效果，但施膠效果低于Tris-HCl存在下所獲得的效果。實(shí)施例2進(jìn)行溫育時間對使用Humicolainsolens纖維素酶制劑(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)施膠的影響的實(shí)驗(yàn)。把Tris-HCl(50mM，pH7.5，10ml)加到0.2g紙漿蒸餾水液中并加入Humicolainsolens纖維素酶制劑(875μl)，混合物在室溫下溫育15分鐘或90分鐘。在溫育期完結(jié)時，將紙漿渦流混合并釋至100ml。按標(biāo)準(zhǔn)方法制備測試紙并用圓筒烘干機(jī)100℃/250s一次烘干。用IDT法評價(jià)不同方法獲得的施膠效果。表2把溫育時間從15分鐘增至90分鐘沒有明顯增加施膠效果。實(shí)施例3為建立測試紙施膠效果與Trichodermareesei或Humicolainsolens纖維素酶制劑用量間的定量關(guān)系，進(jìn)行進(jìn)一步的系列實(shí)驗(yàn)。以下為所采用的標(biāo)準(zhǔn)造紙條件向紙漿的蒸餾水液樣品(相當(dāng)于0.2g干紙)中加10.0ml緩沖液(50mM，Tris-HCl，pH7.5)。添加不同量的纖維素酶(Trichodermareesei或Humicolainsolens；表3)并把混合物渦流混合。在室溫下輕微振搖把紙漿溫育15分鐘，到點(diǎn)后用蒸餾水把混合物稀釋至150ml并制備測試紙片。把每張測試紙片從篩網(wǎng)上取下，并用手持式軋輥壓到一個干的3MM吸水紙的折疊片之間。紙片(仍折疊在吸水紙中)一次性通過溫度為100-104℃的圓筒烘干機(jī)，接觸時間為250秒，結(jié)果列于表3中。表3使用Trichodermareesei(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)或Humicolainsolens(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd.Denmark；)纖維素酶制劑所得的施膠效果</tables>*代表相同的用量。結(jié)果顯示雖然兩種纖維素酶均有施膠效果，但在所采用條件下H.insolens纖維素酶制劑的施膠效果比T.reesei纖維素酶大。實(shí)施例4檢查省略緩沖劑和高溫(160℃)干燥對Trichodermareesei纖維素酶制劑(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)或Humicolainsolens纖維素酶制劑(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark)所得的施膠效果的影響。按前述方法，依據(jù)表4中不同條件制備紙片。第二天用標(biāo)準(zhǔn)IDT法測定施膠效果。結(jié)果顯示對于獲得好的施膠效果，高溫(160℃)對Celluclast比Celluzyme有利。表4溫度對Trichodermareesei纖維素酶制劑(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)或Humicolainsolens纖維素酶制劑(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark)所得的施膠效果的影響實(shí)施例5用Hercules施膠試驗(yàn)(HST)測定沒有添加Tris.的Trichodermareesei纖維素酶(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)或Humicolainsolens纖維素酶(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark)的施膠效果。為制備紙片，在造紙前把混有5％(ww-1)的纖維素酶蛋白(以纖維干重為計(jì))的2％(wv-1)紙漿在25℃下溫育5分鐘。紙片在圓筒烘干機(jī)中于105℃下干燥40、80、160或240秒，并置于下列之一的后加工熱處理中自然老化24小時；80℃老化10分鐘和105℃老化10分鐘。在105℃下圓筒烘干后用HST測定，結(jié)果顯示Humicolainsolens和Trichodermareesei纖維素酶取得中度施膠效果。表5HST測定用Trichodermareesei纖維素酶(Celluclast，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark；)或Humicolainsolens纖維素酶(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark)施膠的紙</tables>實(shí)施例6源于綠色木霉(BDHLtd.)的纖維素酶作為生物施膠劑被檢測。把樣品加到等分的紙漿(0.2g干纖維，15ml蒸餾水)中。調(diào)節(jié)纖維素酶的用量，使得采用等價(jià)纖維素結(jié)合蛋白質(zhì)濃度(以纖維素為計(jì)相當(dāng)于8.7％ww％)可與Humicolainsolens纖維素酶(Celluzyme，NovoNordiskA/S，Bagsvaerd，Denmark)直接作比較。在制備手抄紙前把紙漿和纖維素酶樣品在溫室下溫育15分鐘。紙片一次性通過105℃圓筒烘干機(jī)并在IDT檢測前室溫放置過夜。結(jié)果列于表6中。結(jié)果顯示當(dāng)使用相同蛋白濃度并與Humicolainsolens纖維素酶相比，綠色木霉纖維素酶取得中度施膠效果。表6用CHL-IDT試驗(yàn)檢測不同纖維素酶取得的施膠效果</tables>實(shí)施例7為檢測嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌(Clostridiumthermocellum)纖維素酶組作為施膠劑的效果，在以下生長培養(yǎng)基中1000ml基本培養(yǎng)基((gl-1)酵母提取物，10；KH2PO4，1.5；K2HPO4·3H2O，2.9；(NH4)2SO4，1.3；和FeSO4·7H2O，(1.0％wv-1)1.0ml-1)和一種高壓滅菌的纖維素源(紙漿0.1％wv-1)、25ml鹽溶液(MgCl2，2％wv-1；CaCl20.2％wv-1，高壓滅菌)、15ml半胱氨酸溶液(150gl-1，過濾滅菌)，于1.0％(wv-1)紙漿上培養(yǎng)嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌(NCIMB10682)。在接種前生長培養(yǎng)基(1L在Duran瓶中)被充氮?dú)?分鐘并加熱至60℃。接著把培養(yǎng)液溫育240小時。收獲培養(yǎng)液，從培養(yǎng)液中離心分離細(xì)胞和紙漿殘?jiān)?。向培養(yǎng)液和紙漿殘?jiān)屑尤氙B氮化鈉(0.02％(wv-1))防止進(jìn)一步微生物生長。通過使用嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌培養(yǎng)液造紙測試培養(yǎng)液作為施膠劑的效果。把未施膠紙漿(10％(wv-1)；2.16g)稱入五個250ml燒瓶中。接著把嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌培養(yǎng)液(200；100；50；25；和0ml)加到每個燒瓶中并用蒸餾水調(diào)容積至200ml。接著在室溫下把混合物攪拌15分鐘，用標(biāo)準(zhǔn)造紙法采用每個燒瓶的內(nèi)容物造紙。用圓筒烘干機(jī)在80℃下干燥紙250秒。第二天用標(biāo)準(zhǔn)IDT法測量施膠的效果。對照紙片也被制備并按所述方法檢測，其中采用沒接種嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌的生長培養(yǎng)基替代嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌培養(yǎng)液加到未施膠紙漿中。還決定檢測用粒狀紙漿殘?jiān)图?xì)胞的施膠效果。把紙漿殘?jiān)图?xì)胞(2.16g；紙漿含量未知)稱入到兩個250ml燒瓶中。向一個燒瓶中加入200ml嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌生長培養(yǎng)基使紙漿殘?jiān)匦聭腋《蛄硪粺恐屑尤?00ml蒸餾水。兩個燒瓶均在室溫下攪拌15分鐘并用燒瓶內(nèi)容物按標(biāo)準(zhǔn)造紙方法制備紙片。在90℃圓筒烘干機(jī)中把紙干燥250秒。第二天用IDT法測量施膠效果。嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌培養(yǎng)液對紙沒有施膠效果，認(rèn)為是因?yàn)橛坞x在培養(yǎng)液中的纖維素酶組濃度極低之緣故。用紙漿殘?jiān)苽涞募埰@示施膠效果(表4)，對比于嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌生長培養(yǎng)基使用蒸餾水明顯降低施膠效果。認(rèn)為是因?yàn)榕c使用生長培養(yǎng)基相比，使用蒸餾水導(dǎo)致蒸餾水的鹽/離子濃度下降，使得纖維素酶組在紙漿表面的濃度下降從而降低了施膠效果。結(jié)果證明嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌纖維素酶組制劑的存在對紙有施膠效果。表7施膠實(shí)驗(yàn)被嗜熱纖維梭狀芽孢桿菌水解的紙漿</tables>*重復(fù)實(shí)驗(yàn)實(shí)施例8進(jìn)行進(jìn)一步系列實(shí)驗(yàn)確定纖維素酶對紙施膠的效果。在實(shí)驗(yàn)中，采用下列材料和通用規(guī)程纖維素酶采用含水Trichodermareesei纖維素酶制劑(“Celluclast1.5L”由NovoNordiskBioindustryS.A.92017NanterreCedexFrance提供)。另外，采用源于Penicilliumfuniculosum的纖維素酶，可從SigmaAldrichCo.Ltd.Poole，Dorset，U.K.以褐色粉末形式得到。原料制備除非特別指明，采用的配料為ECF漂白的闊葉木和針葉木漿的混合物(比例為70∶30HW/SW)。用1/3PBS并且不加填料制備原料。過程如下把280g漂白的闊葉木漿和120g漂白的針葉木漿加到18升1/3PBS中。劇烈攪拌使纖維分散。接著把原料轉(zhuǎn)移至打漿機(jī)中并打漿至均漿度值為25oSR為止(通常需30至35分鐘)。接著再加1/3PBS把原料最終濃度調(diào)至2％。添加劑的加入/溫育把纖維素酶溶液加到該粘稠的(濃度2％)原料中。把兩升粘稠原料(含40g纖維)置于一金屬罐中，并用盡可能低的速度攪拌使原料緩慢運(yùn)動。應(yīng)避免劇烈攪拌否則在溫育期會導(dǎo)致酶變性。原料處于室溫(20～26℃)。溫育時間為15分鐘。在溫育過程中原料的運(yùn)動速度可能會變?nèi)菀?更快。如果變化較明顯則需盡可能地降低攪拌器轉(zhuǎn)速。當(dāng)15分鐘溫育期完成后，把粘稠的原料加到配料器中。配料器僅用DEMI水把配料器中粘稠的原料稀至濃度為0.25％。采用配料器中常用攪拌速度混合原料。手抄紙的形成在白水箱中充入供手抄紙形成的DEMI水。把手抄紙形成導(dǎo)線裝入模具中，將一升從配料器中的原料加到板框盒中，同時加入從白水箱中的水。板框盒中的內(nèi)容物用多孔攪拌器攪拌(上下提拉五次)。當(dāng)?shù)谖宕翁崂瓿珊?，把攪拌器置于水表面以幫助靜止在板框盒中水的運(yùn)動。接著把水泵回到白水盒中使得形成初濕坯。依賴于攪拌的劇烈程度在板框盒中會出現(xiàn)一些泡沫。當(dāng)初濕坯形成后泡沫可繼續(xù)存在，并且也可能非常多。如果在水除去后繼續(xù)用泵抽幾秒鐘以除去坯中的空氣，則可使一部分泡沫消失。手抄紙的壓制和干燥把濕坯和手抄紙導(dǎo)線從模中脫除并進(jìn)行壓制。壓制成的紙片含水量應(yīng)為70％。接著在電加熱圓筒烘干機(jī)中把壓制成的紙片干燥。干烘機(jī)的表面溫度為105℃，干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速要使壓制成的紙片與其熱表面接觸時間達(dá)35秒。紙片的最終含水量應(yīng)在4至7％之間(典型地為5％)。如果壓制后紙片的含水量小于70％，接下來當(dāng)采用所述條件時紙片可能會粘在圓筒烘干機(jī)表面。這可能是由于紙片幅度上不均勻施壓造成的。操作中應(yīng)避免發(fā)生這種情況。當(dāng)圓筒烘干機(jī)的表面溫度小于105℃但為70℃或更高時，則需要更長的接觸時間以使手抄紙的最終水含量為5％。如果圓筒烘干機(jī)的表面溫度低于70℃，則需進(jìn)一步增加接觸時間或增加壓在濕坯上的初始壓力以除去更多的水或者兩者均采用。有可能把壓制成的紙片的含水量降至小于60％。測試根據(jù)“TappiTestMethods”由TAPPI出版，TechnologyParkAtlanta，POBOX105113，AtlantaGA30348，USA，ISBN0-89852-200-5(第1和2卷)中所列的方法進(jìn)行紙的老化和測試。用抗墨性T530pm-83把HST(Hercules施膠試驗(yàn))定義為紙的施膠實(shí)驗(yàn)。用T441om-84定義Cobb試驗(yàn)。進(jìn)行一系列纖維素酶濃度、老化時間和溫度作改變的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果列于下列表中，其中“自然老化”指T402om-83中定義的在23℃±1℃，相對濕度50.0±2％下貯藏特定時間；“爐內(nèi)老化”指在80℃下處理30分鐘。添加纖維素酶并在標(biāo)準(zhǔn)條件下干燥制成的手抄紙的施膠性能“添加繩狀青霉制成的手抄紙的HST值(秒)”</tables>“添加Trichodermareesei制成的手抄紙的HST值(秒)”</tables>“添加Trichodermareesei制成的手抄紙的Cobb值(g/m2)”</tables>實(shí)施例9按所述實(shí)施例8中描述的規(guī)程進(jìn)行進(jìn)一步的系列實(shí)驗(yàn)。檢查添加的蛋白質(zhì)[Celluclast(Trichodermareesei，NovoNordisk)和Celluzyme(Humicolainsoleus，NovoNordisk)]在紙上的存留程度。按所述方法在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中把Celluclast和Celluzyme加到紙漿中并制成測試紙片(24小時自然老化)。根據(jù)紙中氮含量估計(jì)存留于紙的蛋白質(zhì)量(與形成紙網(wǎng)時存留于紙漿上清液中的相對)，假設(shè)兩種蛋白質(zhì)中氮含量均為16％w/w。用Antac微量熱解法測量氮含量。結(jié)果列于下表中結(jié)果顯示用量為Celluclast四分之一的Celluzyme即可達(dá)到與之相近的存留蛋白質(zhì)濃度。對于相似的存留蛋白質(zhì)濃度，兩種纖維素酶給出相近的施膠效果。實(shí)施例10在下列實(shí)驗(yàn)例中，驗(yàn)證結(jié)合淀粉的淀粉酶的效果。用HPLC指征兩種淀粉酶來源于米曲霉的α-淀粉酶(X-A型粗制劑)和來源于黑色曲霉的淀粉葡糖苷糖(從SigmaAldrichCo.Ltd.，Poole，Dorset，UnitedKingdom獲得)。用淀粉葡糖釋放試驗(yàn)確定每一制劑的催化性主峰。在評價(jià)中對多種淀粉用BSA作對照測定每種蛋白的結(jié)合效率。把32mgml-1(干重)的α-淀粉酶溶液配入到0.1MPBS(pH7.0)中。進(jìn)樣100μl至HPLC中，采用Bio-SilSEL凝膠滲透柱，淋洗液為0.1M磷酸鹽緩沖液，流速為1mlmin-1。收集洗脫液(1ml)并用標(biāo)準(zhǔn)微量滴定試驗(yàn)(葡萄糖)檢測從淀粉懸浮液中釋放出的還原糖。用下列定量試驗(yàn)檢測試樣中的葡萄糖和纖維二糖。試驗(yàn)在室溫下微量滴定板上進(jìn)行。試劑成分10μl苯酚試劑(0.128M苯酚的0.1M磷酸鹽緩沖液pH7.0)10μl氨基pyrine試劑(19.7mM4-氨基非那宗的0.1M磷酸鹽緩沖液pH7.0)10μl過氧化酶的0.1M磷酸鹽緩沖液pH7.0(800Eu/ml)10μl葡糖氧化酶的0.1M磷酸鹽緩沖液pH7.0(250Eu/ml)60μl0.1M磷酸鹽緩沖液pH7.0把這些試劑成分混合并加到微量滴定板的坑中。加入100μl試樣接著再加入過量的底物(淀粉)。出現(xiàn)紅色表明有淀粉酶存在。也可用相同的辦法作出淀粉葡糖苷酶的HPLC曲線。用Coomassie藍(lán)技術(shù)測定淀粉葡糖苷酶為含約262mgml-1蛋白的液體制劑。用0.1MPBS(pH7.0)稀釋成原濃度0.007的稀釋液，取100μlHPLC進(jìn)樣并在230nm0.1AUS下監(jiān)測。收集1ml洗脫液并按所述方法檢測從淀粉懸浮液中釋放出的還原糖。評價(jià)α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶在懸浮液中結(jié)合常規(guī)淀粉的能力。淀粉(0.2g；Roquette)加到9ml0.1MPBS(pH7.0)中并加入1mlα-淀粉酶溶液(Coomassie藍(lán)測定為9.5mgml-1)。在搖床上溫育20分鐘。樣品在轉(zhuǎn)速13000rpm下離心5分鐘，取100μl樣品進(jìn)樣至HPLC柱中。20分鐘結(jié)合α-淀粉酶的峰高與T＝0樣品作對比。從而計(jì)算出酶的結(jié)合百分率。也用陽離子淀粉測定淀粉葡糖苷酶的結(jié)合率。BSA被作為對照用于相同的方法中。所使用的BSA的最終濃度為0.2％(WV-1)于0.1MPBS中。結(jié)合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果列于下表中。淀粉結(jié)合曲線</tables>結(jié)果顯示α-淀粉酶和淀粉葡糖苷糖均特異性結(jié)合于淀粉和陽離子淀粉上。權(quán)利要求1.一種紙張施膠的方法，包含步驟a)把所述紙或所述紙的配料與一種可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸，和b)使變性或加熱與所述紙結(jié)合的所述蛋白質(zhì)。2.一種紙張施膠的方法，包含步驟a)把所述紙或所述紙的配料與一種可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸，和b)加熱所述紙。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述紙被加熱至70℃至170℃的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述紙被加熱至80℃至110℃的溫度。5.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中所述蛋白質(zhì)可與多糖結(jié)合。6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中所述蛋白質(zhì)可與纖維素結(jié)合。7.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中所述蛋白質(zhì)為纖維素酶及其片斷。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述纖維素酶選自Cellulomonasfimi、綠色木霉、Trichodermareesei、黑色曲霉、尖孢鐮孢、繩狀青霉和Humicolainsolens。9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述蛋白質(zhì)為一種外纖維素酶或其片斷。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述蛋白質(zhì)為源于Humicolainsolens的纖維素酶。11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述蛋白質(zhì)為一種內(nèi)纖維素酶或其片斷。12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述蛋白質(zhì)為源于Trichodermareesei的纖維素酶。13.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的方法，其中所述蛋白質(zhì)可與淀粉結(jié)合。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述蛋白質(zhì)為一種淀粉酶或其片斷。15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過加熱使所述蛋白質(zhì)變性。16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中用化學(xué)變性劑使所述蛋白質(zhì)變性。17.一種制造施膠紙的方法，包含步驟a)制備紙漿，b)添加可與所述紙漿中一種配料結(jié)合的蛋白質(zhì)，c)用所述紙漿造紙，和d)加熱所述紙。18.一種制造施膠紙的方法，包含步驟a)把可與所述紙結(jié)合的蛋白質(zhì)涂于紙上和b)加熱所述紙。19.根據(jù)權(quán)利要求1-18之一的方法施膠的紙。20.可與紙或紙的一種配料結(jié)合的蛋白質(zhì)在紙張施膠中的用途。全文摘要本發(fā)明涉及紙張施膠的方法及組合物。具體而言,本發(fā)明涉及一種紙張施膠的方法,包含步驟:a)把所述紙或所述紙的配料與一種可與所述紙或所述紙的配料結(jié)合的蛋白質(zhì)相接觸,和b)使變性或加熱所述與所述紙結(jié)合的蛋白質(zhì)。文檔編號D21H17/00GK1199439SQ9619公開日1998年11月18日申請日期1996年8月16日優(yōu)先權(quán)日1995年8月16日發(fā)明者威廉·肯尼思·蘭,哈威·約翰·布蘭頓,馬克·特蕾西·克里斯普,戴安娜·簡·謝爾,羅伯特·貝茨,詹姆斯·哈沃德·斯萊特,戴維·約翰·哈德曼申請人:赫爾克里士公司