纖維素酶是繼淀粉酶和蛋白酶之后的全球第三大工業用酶制劑，被廣泛地應用于生物能源、食品、造紙、紡織洗滌、醫藥、動物飼料以及農業廢棄物處理等領域。但是昂貴的發酵生產成本是目前制約纖維素酶行業快速發展的主要瓶頸。而廢紙作為可回收利用的廢棄物資源之一，由于其纖維素含量高、價格低廉、來源廣泛、易獲取及產生量大等特點具有良好的開發應用潛力。因此，利用廢紙資源進行纖維素酶的發酵生產，不僅可以有效降低纖維素酶發酵成本，而且還能實現廢紙資源的高值化利用。
近日，中國科學院近代物理研究所生物物理室研究人員在利用廢紙發酵產纖維素酶研究方面取得進展。相關成果發表在環境科學領域期刊Journal of Cleaner Production上。
研究人員利用重離子束誘變選育的長枝木霉突變菌株LC-M4進行廢紙碳源發酵產酶，結果發現選用的辦公廢紙、餐巾廢紙、雜志紙和硬紙板紙四種類型的廢紙中，硬紙板紙發酵的濾紙酶活（FPA）、內切葡聚糖酶活（CMC）、β-葡萄糖苷酶活（BGL）和木聚糖酶活（Xyl）分別達到了2.97 IU/mL、4.8 IU/mL、0.51 IU/mL和382.59 IU/mL，表明LC-M4菌株可有效利用硬紙板紙為碳源產酶。通過廢紙結構表征發現：不同廢紙中纖維素為主要成分，造紙過程中添加的碳酸鈣等填料可以為菌株生長和產物合成提供營養元素，對發酵過程有促進作用。為進一步提高廢紙碳源發酵酶活，選用硬紙板紙和麩皮混合碳源發酵，BGL最高達到0.80 IU/mL，比硬紙板紙單一碳源酶活提高了56.86%；外切葡聚糖酶活（pNPC）、FPA和Xyl也有了一定的提高，其中Xyl達到399.74 IU/mL，較微晶纖維素碳源發酵酶活（343.09 IU/mL）提高了16.51%。表明廢紙和麩皮作為產酶發酵碳源具有很高的應用價值和市場開發潛力。
該研究得到國家自然科學基金面上項目、中科院院地合作項目和甘肅省科學院合作項目的資助。
圖1：不同類型廢紙結構表征結果。左：SEM（×1000）和EDS能譜測定結果（A 辦公廢紙；B 餐巾廢紙；C 雜志紙；D 硬紙板紙）；右：XRD（10-50°）測定結果
圖2：長枝木霉突變菌株LC-M4利用硬紙板紙和麩皮混合碳源發酵產酶結果
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