Tổng quan luận văn ứng dụng enzyme trong sản xuất bột giấy

Chương I: TỔNG QUAN
1.1 . Công nghệ sản xuất giấy
1.1.1. Sơ lược về ngành công ngiệp giấy
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất giấy

Nguyên liệu sản xuất bột giấy chủ yếu từ thực vật như: gỗ lá rộng, gỗ lá kim.
Họ thân thảo, họ tre nứa… hay còn gọi là vật liệu lignocellulose.
Thành phần chủ yếu của lignocellulose là cellulose, hemicellulose và lignin
(Hình 1.1). Cellulose và hemicellulose là các đại phân tử cấu tạo từ các gốc đường
khác nhau, trong khi lignin là một polymer dạng vòng được tổng hợp từ tiền
phenylpropanoid. Các tế nào gỗ được cấu thành từ các lớp khác nhau, các lớp này
khác nhau từ cấu trúc và thành phần hóa học. Cellulose cơ bản hình thành nên bộ
khung xương mà được bao quanh bởi các cơ chất tạo thành mạng lưới và hình thành
lớp vỏ lignin. Dưới đây là thành phần nguyên liệu lignocelluloses trong tự nhiên.

Hình 1.1: Thành phần cấu trúc lignocellulose
1


Thành phần cấu tạo và phần trăm của cellulose, hemicelluloses và lignin là
khác nhau giữa các loài, trong cùng một cây hay các cây khác nhau dựa vào độ tuổi,
giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây và các điều kiện khác.
Bảng 1.1 Thành phần của một số loại nguyên liệu lignocelluloses [42]
Nguồn lignocellulose

Cellulose (%) Hemicellulose

Lignin (%)

(%)
Thân gỗ cứng

40-55

24-40

18-25

Thân gỗ mềm

45-50

25-35

25-35

Vỏ lạc

25-30

25-30

30-40

Lõi ngô

45

35

15

Giấy

85-99

0

0-15

Vỏ trấu

32.1

24

18

Vỏ trấu của lúa mì

30

50

15

Rác đã phân loại

60

20

20

Lá cây

15-20

80-85

0

Hạt bong

80-95

5-20

0

Giấy báo

40-55

25-40

18-30

Giấy thải từ bột giấy hóa học 60-70

10-20

5-10

Chất rắn nước thải ban đầu

8-15

-

24-29

Chất thải của lợn

6

28

-

Phân bón gia súc

1.6-4.7

1.4-3.3

2.7-5.7

2

Cỏ ở bờ biển Bermuda

25

35.7

6.4

Cỏ mềm

45

31.4

12.0

25-50

10-30

Các loại cỏ (trị số trung bình 25-40
cho các loại)
1.1.2.1. Cellulose

Cellulose là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (C 6H10O5)n, là một
polysaccharide gồm một chuỗi tuyến tính gồm từ vài trăm đến hơn 10.000 đơn phân
D – glucose nối với nhau bởi liên kết 1,4 β - glucoside (Hình 1.2).
Cellulose cũng là hợp chất hữu cơ nhiều nhất trong sinh quyển [32] [31], hàng
năm thực vật tổng hợp được khoảng 1.5x10 11 tấn cellulose [11]. Khoảng 33% khối
lượng khô của thực vật là cellulose (sợi bông là 90%, gỗ là 40 -50% và cây gai dầu

khô là khoảng 75%) [17] [44] [46].

3


Hình 1.2: Công thức hóa học của cellulose
Các mạch cellulose được liên kết với nhau nhờ liên kết hydro và liên kết Van Der
Waals, hình thành hai vùng cấu trúc chính là tinh thể và vô định hình. Trong vùng
tinh thể, các phân tử cellulose liên kết chặt chẽ với nhau, vùng này khó bị tấn công bởi
enzyme cũng như hóa chất. Ngược lại, trong vùng vô định hình, cellulose liên kết
không chặt với nhau nên dễ bị tấn công [22].Có hai mô hình cấu trúc của cellulose đã
được đưa ra nhằm mô tả vùng tinh thể và vô định hình như hình 1.4 [35] .

Hình 1.3: Mô hình Fringed fibrillar và mô hình chuỗi gập
Trong mô hình Fringed Fibrillar: phân tử cellulose được kéo thẳng và định
hướng theo chiều sợi. Vùng tinh thể có chiều dài 500 Å và xếp xen kẽ với vùng vô định
hình.
Trong mô hình chuỗi gập: phân tử cellulose gấp khúc theo chiều sợi. Mỗi đơn vị
lặp lại có độ trùng hợp khoảng 1000, giới hạn bởi hai điểm a và b như trên hình vẽ.
Các đơn vị đó được sắp xếp thành chuỗi nhờ vào các mạch glucose nhỏ, các vị trí này
rất dễ bị thủy phân. Đối với các đơn vị lặp lại, hai đầu là vùng vô định hình, càng vào
giữa, tính chất kết tinh càng cao. Trong vùng vô định hình, các liên kết β - glycoside
4


giữa các monomer bị thay đổi góc liên kết, ngay tại cuối các đoạn gấp, 3 phân tử
monomer sắp xếp tạo sự thay đổi 180 o cho toàn mạch. Vùng vô định hình dễ bị tấn
công bởi các tác nhân thủy phân hơn vùng tinh thể vì sự thay đổi góc liên kết của các
liên kết cộng hóa trị (β - glycoside) sẽ làm giảm độ bền của liên kết, đồng thời vị trí
này không tạo được liên kết hydro [6].

Cellulose có cấu trúc rất bền và khó bị thủy phân. Người và động vật không có
enzyme phân giải cellulose (cellulase) nên không tiêu hóa được cellulose, vì vậy
cellulose không có giá trị dinh dưỡng. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy cellulose
có thể có vai trò điều hòa hoạt động của hệ thống tiêu hóa. Vi khuẩn trong dạ cỏ của
gia súc, các động vật nhai lại và động vật nguyên sinh trong ruột của mối sản xuất
enzyme phân giải cellulose. Nấm cũng có thể phân hủy cellulose. Vì vậy chúng có thể
sử dụng cellulose làm thức ăn. [31] [44].
1.1.2.1.

Hemicellulose

5


Hemicellulose là hợp chất polysaccharid chiếm tỷ lệ lớn trên thế giới sau
cellulose. Lượng hemicellulose được tạo thành trên thế giới được đánh giá là 3.900
triệu tấn/năm. Ngược lại với cellulose, hemicellulose là một loại polymer phân nhánh,
độ trùng hợp khoảng 70 đến 200 có cấu trúc phức tạp hơn đơn phân. Hemicellulose
chứa cả đường 6 carbon gồm glucose, mannose và galactose và đường 5 carbon gồm
xylose và arabinose. Trong đó xylose, mannose là những thành phần chính. Khác với
Cellulose, Hemicellulose bao gồm những chuỗi mắt xích ngắn ( khoảng 200 đơn vị

đường) [44].

Hình 1.4:………..
Hemicellulose là polysaccharide trong màng tế bào tan trong dung dịch kiềm
và có liên kết chặt chẽ với cellulose, là một trong ba sinh khối tự nhiên chính. Cùng với
cellulose và lignin, hemicellulose tạo nên thành tế bào vững chắc ở thực vật. Về cấu
trúc, hemicellulose có thành phần chính là D-glucose, D-galactose, D-mannose, Dxylose và L-arabinose liên kết với các thành phần khác và nằm trong liên kết
glycoside. Hemicellulose còn chứa cả axit 4-O-methylglucuronic, axit D-galacturonic

và axit glucuronic [36]. Trong đó, đường D-xylose, L-arabinose, D-glucose và Dgalactose là phổ biến ở thực vật thân cỏ và ngũ cốc. Tuy nhiên, khác với hemicellulose
thân gỗ, hemicellulose ở thực vật thân cỏ lại có lượng lớn các dạng liên kết và phân
6


nhánh phụ thuộc vào các loài và từng loại mô trong cùng một loài cũng như phụ
thuộc vào độ tuổi của mô đó.
Tùy theo trong thành phần của hemicellulose có chứa monosaccharide nào mà
nó sẽ có những tên tương ứng như mannan (chứa mannose), xylan (chứa xylose)
hoặc galactan (chứa galactose). Các monose trong hemicellulose liên kết với nhau
thông qua các liên kết beta-1,3, -1,6 và -1,4 glycozid, thường bị acetyl hóa, tạo thành
“keo dính” các phân tử cellulose và lignin.
Trong các loại hemicellulose, xylan là một polymer chính của thành tế bào thực
vật trong đó các gốc D-xylopyranose kết hợp với nhau qua liên kết β-1,4-Dxylopyranose, là nguồn năng lượng dồi dào thứ hai trên trái đất. Đa số phân tử xylan
chứa nhiều nhóm ở trục chính và chuỗi bên. Các gốc thay thế chủ yếu trên khung
chính của xylan là các gốc acetyl, arabinosyl và glucuronosyl. Các nhóm này có đặc
tính liên kết tương tác cộng hóa trị và không hóa trị với lignin, cellulose và các
polymer khác. Cấu tạo, số lượng và vị trí của xylan ở các loài thực vật khác nhau là
khác nhau. Xylan tồn tại ở dạng O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ cứng
(Hình 1.5), hay arabino-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ mềm (Hình 1.6), hay
thành phần cấu tạo xylan là axit D-glucuronic, có hoặc không có ete 4-O-methyl và
arabinose ở các loài ngũ cốc.

7


Hình 1.5: O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ cứng

Hình 1.6: Arabino-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ mềm
Khi thủy phân hoàn toàn hợp chất này sẽ tạo ra các nguyên liệu có giá thành

thấp phục vụ cho các ngành công nghiệp hoặc trực tiếp cho lên men cồn nhờ các
chủng có khả năng lên men đường C5 theo con đường Pentose Phosphate.
1.1.2.2.

Lignin

8


Lignin là một phức hợp chất hóa học phổ biến được tìm thấy trong gỗ và trong hệ
mạch thực vật, chủ yếu là giữa các tế bào, trong thành tế bào thực vật. Lignin là một
trong các polymer hữu cơ phổ biến nhất trên trái đất [45]. Lignin có cấu trúc không
gian 3 chiều, phức tạp, vô định hình, chiếm 17% đến 33% thành phần của gỗ. Lignin
không phải là carbohydrate nhưng có liên kết chặt chẽ với nhóm này để tạo nên màng
tế bào giúp thực vật cứng chắc và giòn, có chức năng vận chuyển nước trong cơ thể
thực vật (một phần là để làm bền thành tế bào và giữ cho cây không bị đổ, một phần
là điều chỉnh dòng chảy của nước), giúp cây phát triển và chống lại sự tấn công của
côn trùng và mầm bệnh. Thực vật càng già, lượng lignin tích tụ càng lớn. Hơn nữa,
lignin đóng vai trò quan trọng trong chu trình carbon, tích lũy carbon khí quyển
trong mô của thực vật thân gỗ lâu năm, là một trong các thành phần bị phân hủy lâu
nhất của thực vật sau khi chết, để rồi đóng góp một phần lớn chất mùn giúp tăng khả
năng quang hợp của thực vật.
Lignin là polymer, được cấu thành từ các đơn vị phenylpropene, vài đơn vị cấu
trúc điển hình là: guaiacyl (G), trans-coniferyl alcohol; syringyl (S), trans-sinapyl
alcohol; p-hydroxylphenyl (H), trans-p-courmary alcohol (Hình 1.7) [45].

Hình 1.7: Các đơn vị cơ bản của lignin
Cấu trúc của lignin đa dạng, tùy thuộc vào loại gỗ, tuổi của cây hoặc cấu trúc của
nó trong gỗ. Ngoài việc được phân loại theo lignin của gỗ cứng, gỗ mềm và cỏ, lignin
có thể được phân thành hai loại chính: guaicyl lignin và guaicyl-syringyl lignin.

9


Gỗ mềm chứa chủ yếu là guaiacyl, gỗ cứng chứa chủ yếu syringyl. Các nghiên cứu
đã chỉ ra rằng guaiacyl lignin hạn chế sự trương nở của xơ sợi và vì vậy loại nguyên
liệu đó sẽ khó bị tấn công bởi enzyme hơn syringyl lignin [35].
Những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng lignin hoàn toàn không đồng nhất trong
cấu trúc. Lignin dường như bao gồm vùng vô định hình và các vùng có cấu trúc hình
thuôn hoặc hình cầu. Lignin trong tế bào thực vật bậc cao không có vùng vô định
hình. Các vòng phenyl trong lignin của gỗ mềm được sắp xếp trật tự trên mặt phẳng
thành tế bào. Ngoài ra, cả cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của lignin đều bị
ảnh hưởng bởi mạng polysaccharide. Việc mô hình hóa động học phân tử cho thấy
rằng nhóm hydroxyl và nhóm methoxyl trong các oligomer tiền lignin sẽ tương tác
với vi sợi cellulose cho dù bản chất của lignin là kỵ nước.

10


Hình 1.8: Cấu trúc lignin trong gỗ mềm với các nhóm chức chính
Các nhóm chức ảnh hưởng đến hoạt tính của lignin bao gồm nhóm phenolic
hydroxyl tự do, methoxyl, benzylic hydroxyl, ether của benzylic với các rượu mạch
thẳng và nhóm carbonyl (Hình 1.8). Guaicyl lignin chứa nhiều nhóm phenolic
hydroxyl hơn syringyl.
Lignin tạo liên kết hóa học với hemicellulose và ngay cả với cellulose (nhưng
không nhiều). Độ bền hóa học của những liên kết này phụ thuộc vào bản chất liên kết,
cấu trúc hóa học của lignin và các gốc đường tham gia liên kết [6]. Carbon alpha (Cα)
trong cấu trúc phenyl propane là nơi có khả năng tạo liên kết cao nhất với khối
hemicellulose. Ngược lại, các đường nằm ở mạch nhánh như arabinose, galactose, và
11

acid 4-O-methylglucuronic là các nhóm thường liên kết với lignin. Các liên kết có thể
là ether, ester (liên kết với xylan qua acid 4-O-methyl-D-glucuronic), hay glycoside
(phản ứng giữa nhóm khử của hemicellulose và nhóm OH phenolic của lignin).
Cấu trúc hóa học của lignin rất dễ bị thay đổi trong điều kiện nhiệt độ cao và pH
thấp như điều kiện trong quá trình tiền xử lý bằng hơi nước. Ở nhiệt độ phản ứng cao
hơn 200oC, lignin bị kết khối thành những phần riêng biệt và tách ra khỏi cellulose.
Những nghiên cứu trước đây cho thấy đối với gỗ cứng, nhóm ether β-O-4 aryl bị phá
hủy trong quá trình nổ hơi. Đồng thời, đối với gỗ mềm, quá trình nổ hơi làm bất hoạt
các nhóm hoạt động của lignin ở vị trí α như nhóm hydroxyl hay ether, các nhóm này
bị oxy hóa thành carbonyl hoặc tạo cation benzylic, cation này sẽ tiếp tục tạo liên kết
C-C [35].
Trong dinh dưỡng động vật, lignin rất đáng quan tâm vì nó không bị tiêu hóa bởi
enzyme của cơ thể vật chủ. Lignin còn liên kết với nhiều polysaccharide và protein
màng tế bào ngăn trở quá trình tiêu hóa các hợp chất gỗ. Gỗ, cỏ khô và rơm rất giàu
lignin nên tỷ lệ tiêu hóa thấp trừ khi được xử lý hóa học làm cho các liên kết giữa
lignin với các carbohydrate khác bị bẻ gãy.
1.1.3. Quy trình sản xuất bột giấy

Các phương pháp chính sản xuất bột giấy gồm: phương pháp hóa học
(sulfat,sulfit…), bán hóa học, nhiệt cơ.
- Phương pháp hóa học:
Sơ chế nguyên liệu -> nấu bột -> bể chứa -> sàng, rửa -> tẩy -> bột giấy thành
phẩm.
- Phương pháp bán hóa học:
Gỗ nguyên liệu -> ngâm tẩm trong điều kiện hóa chất/nấu -> bột giấy thành phẩm
- Phương pháp nhiệt cơ : hiệu suất bột loại này thường cao (85-90%) nhưng sử dụng
nhiều năng lượng. Bột giấy có độ bền không cao, dễ bị ố vàng…
Gỗ nguyên liệu -> cắt mảnh -> nghiền bột -> sàng chọn -> bột giấy thành phẩm

12


Nguyên lý cơ bản của các phương pháp sản xuất bột giấy bao gồm hoá học, bán hóa
học, hoá nhiệt cơ (bảng 1). Trên thực tế thường kết hợp các phương pháp nêu trên để
sản xuất các loại bột giấy theo yêu cầu tiêu thụ.
Nguyên liệu dùng làm giấy phải có tính chất sợi, có khả năng đan kết và ép
thành tấm đồng nhất. Một số nguyên liệu có sợi rất dài nhưng lại khó liên kết nếu
không qua xử lý cơ học làm phát triển sự liên kết giữa các sợi thì cũng khó được dùng
làm giấy. Như vậy giấy có thể được làm từ tất cả các loại cây có chứa xơ sợi cellulose
như gỗ và phi gỗ. Trong khuôn khổ đề tài này chúng tôi chỉ dề cập tới nguyên liệu bột
giấy đi từ gỗ.
Nguyên liệu gỗ được chia làm 2 loại: gỗ lá kim (gỗ mềm) như các loại thông,
thông rụng lá, vân sam, linh sam… và gỗ lá rộng (gỗ cứng) như bạch đàn, sồi, dương,
keo các loại..., chúng khác nhau về cấu tạo và hàm lượng các hợp phần tạo nên chúng.
Gỗ mềm: galactoglucomannan là thành phần hemicellulose chủ yếu, chiếm tới
20% so với gỗ khô tuyệt đối. Bên cạnh cấu tử chính còn có arabinoglucuronoxylan,
chiếm khoảng 5-10% khối lượng gỗ khô. Lignin gỗ lá kim gồm các đơn vị mắt xích
guaiacylpropan (4-hydroxy-3-metoxy phenylpropan).
Gỗ cứng: glucuronoxylan là hemicellulose chủ yếu, dao động từ 15-25% so với
gỗ khô tuyệt đối. Bên cạnh đó gỗ cứng còn chứa 2-5% glucomannan. Lignin chiếm 1625%, ngoài guaiacylpropan còn chứa 3,5-dimetoxy-hydroxy phenylpropan.
Sản xuất bột giấy là giai đoạn gia công để tách thành phần sơ sợi từ nguyên
liệu gỗ hay một số thực vật bằng các phương pháp hóa học hay cơ học tương ứng ta
sẽ thu đươc bột hóa hay bột cơ. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà bột có thể có hoặc
không được tẩy trắng hoặc được tẩy trắng với mức độ khác nhau (loại lignin).
Bột cơ: là bột giấy được sản xuất bằng cách mài hoặc nghiền lóng gỗ hoặc
dăm gỗ để tách các bó sợi. Mài gỗ cho bột có độ che phủ rất cao, nhưng tính chất cơ,
lý lại kém. Nghiền dăm gỗ cho bột có tính chất cơ lý cao hơn nhưng tính quang học lại
kém hơn. Sản xuất bột cơ cần gỗ chất lượng cao và tốn năng lượng. Khả năng tạo liên

kết của bột cơ kém hơn bột hoá và do vậy tính chất cơ, lý của bột cơ thấp hơn. Bột cơ
thường chứa tạp chất, không thể tẩy trắng bột cơ tới mức như bột hoá và độ hồi màu
của bột cơ khá cao.
13


Bột hóa: tuỳ theo hoá chất sử dụng ta có các loại bột khác nhau như bột soda
(dịch nấu gỗ là dung dịch NaOH), bột sunphat còn gọi là bột Kraft (hóa chất nấu là
NaOH và Na2S), Bột sunphit ( dịch nấu gồm H2SO3+M(HSO3) ), có thể có bột sunphit
acid, bột sunphit trung tính hay bột sunphit kiềm...
Bột hóa cơ: là bột giấy được sản xuất trên phương pháp kết hợp giai đoạn xử
lý hóa chất với xử lý cơ học để phân tách xơ sợi ra một cách hoàn toàn. Hiệu suất với
phương pháp này đạt từ 80-95%. Vị trí xử lý hóa chất: công đoạn xử lý hóa chất có
thể được bố trí ở các vị trí khác nhau trong dây chuyền sản xuất, tương ứng sẽ cho ra
những loại bột hóa cơ khác nhau.
1.1.4. Quy trình nghiền bột giấy

Như đã nói ở trên, công đoạn nghiền bột đóng vai trò quan trọng và quyết định
lớn đến chất lượng sản phẩm giấy. Tùy theo yêu cầu sản phẩm và loại nguyên liệu mà
công nghệ sản xuất sẽ thay đổi khác nhau, nhưng về nguyên tắc chung, có hai bước
chính sau:
Bước 1, đánh tơi bột: thường bột đưa vào sản xuất là dạng kiện, dạng tấm
không ở dạng xơ sợi do đó cần phải đánh tơi đưa bột về dạng xơ sợi phân tán trong
nước ở dạng huyền phù.
Bước 2,nghiền bột: bột sau khi đánh tơi, các xơ sợi ở dạng huyền phù, tuy
nhiên chúng vừa không đều vừa không đan dệt được với nhau nên nếu đem sản xuất
ngay thì giấy thu được sẽ rất thô, cứng và độ bền thấp. Do vậy bột giấy phải được
qua bước nghiền. Dưới các tác động cơ học (như lực cắt, lực xé, lực va đập của các
lưỡi dao lên xơ sợi, lực ma sát giữa các xơ sợi với nhau và với thành thiết bị) và các
tác động thủy động học (lực nén ép thủy động) các xơ sợi bị cắt ngắn, trương nở,

hydrat hóa và bị phân tơ chổi hóa. Sự phân tơ chổi hóa là hiện tượng các xơ sợi bị
tách dọc tạo thành những bó xơ sợi nhỏ hơn và thường xảy ra ở vị trí các vết cắt. Khi
xơ sợi bị phân tơ chổi hóa, lớp vỏ bên ngoài (lignin) bị dập nát và bong ra, làm tăng
khả năng thâm nhập của nước vào phân tử cellulose và tạo thành lớp vỏ solvat bao
quanh bề mặt các phân tử cellulose. Do những biến động này mà xơ sợi trở nên trơn,
nhớt, mềm dẻo hơn, mịn hơn, độ linh động cao hơn. Diện tích tiếp xúc bề mặt tăng
lên, tạo nên những tính chất đặc biệt cho tờ giấy sau này.
14


1.1.5. Tác động của quá trình nghiền lên đặc tính xơ sợi

Quá trình nghiền nhằm mục đích tạo kích thước thích hợp ( chiều dài và độ
dày) của xơ sợi theo yêu cầu của cấu trúc giấy; làm cho xơ sợi có độ thủy hóa nhất
định để tạo lực kết dính giữa các xơ sợi.
Trong quá trình nghiền đồng thời xảy ra quá trình cơ học thuần túy làm thay
đổi kích thước và hình dạng xơ sợi, và quá trình hóa keo – thủy hóa xơ sợi. Tác động
cơ học làm sợi bị cắt ngắn và bị phân tơ theo chiều dọc. Thủy hóa ở đây được hiểu là
hiện tượng hó keo bắt đầu bằng việc trương nở xơ sợi thực vật ưa nước làm cho các
xơ sợi có khả năng liên kết với nhau tạo thành cấu trúc chặt chẽ của tờ giấy. Mục đích
quan trọng của nghiền là phân tơ để tăng diện tích bề mặt xơ sợi. Sự hấp phụ nước
lên bề mặt này sẽ làm sợi trương nở, tăng độ mềm mại và tạo điều kiện thuận lợi để
các xơ sợi liên kết lại hình thành độ bền cơ lý, độ thấm hút và thấu khí của giấy. Kết
quả sau khi nghiền xơ sợi bị chà phẳng và mền dẻo hơn, liên kết bề mặt tăng lên.
1.2.

Các enzyme thủy phân lignocelluloses [9]

1.2.1. Hệ enzyme thủy phân cellulose

Cellulase là một nhóm enzyme thủy phân có khả năng cắt mối liên kết 1,4-β-O
glucoside trong phân tử cellulose và một số cơ chất tương tự khác. Đó là một phức hệ
gồm nhiều loại enxyme khác nhau và được xép vào 3 nhóm cơ bản: endo - β - 1,4glucanases, Exo -1,4- glucanases, β- glucosidases. Mỗi loại enzyme tham gia thủy
phân cơ chất theo một cơ chế nhất định và nhờ sự phối hợp hoạt động của các
enzyme đó mà phân tử cơ chất được thủy phân hoàn toàn tạo thành các sản phẩm
đơn giản nhất [31] [41] [40] [19].
Bảng 1.2: Các enzyme phân hủy cellulose [13] [15] [16] [18]
Loại enzyme

Cơ chất tối ưu

Khối

Nhiệt độ

lượng

tối ưu

PH tối ưu

phân tử
(kDa)
Endo-1,4-β-glucanases

Cellulose vô

24-85

15

50-70

4-7


định hình
Cellobiohydrolases(CBH)

Cellulose

tinh 50-65

37-60

4-5

45-75

Thay đổi

thể
β- glucosidases

Cellobiose,

35-450

Cellodextrins
- Enzyme endo - β -1,4- glucanases hay carbonxymethyl cellulase (CMCase) (EC

3.2.1.4) là loại enzyme tham gia xúc tác phản ứng thủy phân các liên kết β -1,4glucosid ở bên trong phân tử cellulose thành các sản phẩm đơn giản hơn. Chúng cắt
ngẫu nhiên tại liên kết β -1,4-glucosid trong chuỗi polymer hình thành các đầu chuỗi
khử tự do và các chuỗi oligosaccharide ngắn. Các endoglucanase không thể thủy
phân cellulose tinh thể hiệu quả nhưng nó sẽ phá vỡ các liên kết tại khu vực vô định
hình tương đối dễ tiếp cận. Các endoglucanases thường được dùng để giảm độ nhớt
trong carboxymethyl cellulose (CMC). Cellulose tinh thể không bị phân hủy bởi endoglucanases. Nhiều phương pháp sắc kí đã chỉ ra endo được nhận thấy trong dịch lọc
của môi trường nuôi cấy T. reesei và Phanerochaete chrysosporium.
- Exo -1,4- glucanases (enzyme ngoại bào) gồm cả 1,4-β-D-glucan-glucanohydrolase
(còn gọi là cellodextrinase) (EC 3.2.1.74) và 1,4-β-D-glucan cellobiohydrolase (CBH)
(EC 3.2.1.91). Exoglucolase xúc tác cho phản ứng thủy phân các liên kết ở đầu khử và
đầu không khử của phân tử cellulose. Cellulobiohydrolases hầu như không hoạt động
trên CMC và dần dần làm suy giảm cellulose tinh thể.
- β- glucosidases hay β- glucoside glucohydrolase (EC 3.2.1.21) thủy phân cá phân tử
cellodextrin và cellobiose thành glucose và acid cellobionic glucose và gluconolactone. Hai loại enzyme trong P. chrysosporium đã được xác định là một nội bào
và một ngoại bào. Giống như endo và cellobiohydrolases, một mức độ thấp của
glucosidase từ T.reesei đc tiết ra môi trường nuôi lỏng.

16


Hình 1.9: Tác dụng của từng enzyme trong cellulose
1.2.2. Hệ enzyme phân hủy hemicelluloses

Để thủy phân hoàn toàn hemicelluloses thành monosaccharides cần sự kết hợp
của một số loại enzyme. Chúng bao gồm β-D-xylanases, β- D- galactanases, β- Dmannanases.
- Các enzyme phân hủy xylan: Do tính không đồng nhất của xylan, sự thủy phân của
nó đòi hỏi các ảnh hưởng của một hệ thống enzyme phức tạp. Enzyme này thường
bao gồm hai loại: enzyme không phân nhánh (β-1,4-endoxylanse, β-xylosidase) và
enzyme phân nhánh (α-arabinofuranosidase, α-glucuronidase, esterase xylan acetyl
và esterase axit phenolic) (Hình 1.10). Tất cả các enzyme này tác động tương hỗ để

chuyển đổi xylan thành cấu tử đường của nó. Endo-xylanases tấn công mạch chính
của xylan và các oligome chứa nhóm thế hoặc không chứa nhóm thế, xúc tác cho quá
trình thủy phân liên kết 1,4- β-D-xylopyranozyl của xylan như: L- arabino-D-xylan, Larabino-D-glucurono-D-xylan và D-glucorono-D-xylan. β-xylosidases (β-D-xyloside
xylohydrolase; EC 3.2.1.37) có tác dụng thủy phân các oligosaccharide ngắn và
17


xylobiose thành đường xylose. β-xylobiose có thể phân tách chất nhân tạo như pnitrophenyl β-D-xyloside. Trong số các xylooligomer, xylobiose thường là cơ chất tốt
nhất. Ái lực của enzyme đối với xylooligosaccharide giảm theo mức độ tăng của phản
ứng polymer hóa. Hầu hết các β-xylosidase được nghiên cứu cho đến nay đều bị ức
chế bởi xylose sản phẩm thủy phân của chúng. Nhiều β-xylosidase có hoạt tính
transferase, đặc biệt là ở các nồng độ cơ chất cao, tạo ra sản phẩm phân tử lượng
cao. Enzyme này cũng phối hợp hoạt động với endoxylanases, α-arabinosidases và
acetylxylan esterases để thủy phân hoàn toàn xylan thành monosaccharides. Như vậy,
sự phân giải polysaccharide phức tạp như vậy có thể gồm hoạt động hỗ trợ giữa các
thành phần khác nhau của hệ thống enzyme xylanolytic.

Hình 1.10: (A) Enzyme xylanolytic liên quan đến quá trình phân giải xylan. Ac:
nhóm

acetyl;

α-Araf:

α-arabinofuranose;

α-4-O-Me-GlcA:

α-4-O-

methylglucuronic acid. (B) Thủy phân các xylooligosaccharide bởi enzyme βxylosidase.
-

Các enzyme phân hủy mannan:
•

1,4-β-D- mannoses có khả năng thủy phân liên kết 1,4-β-Dmannopyranozyl

của

D18

mannan

và

D-glacto-D-mannan.


Endomannanase làm xúc tác cho quá trình thuỷ phân β-D-mannan
thành D-manose và hàng loạt mannooliansaccarit.
•

1,4-β-mannosidase ( β-D-1,4-mannozit manohydrolase) làm xúc tác cho
quá trình thuỷ phân ,tách nhóm β-D-mannozyl liên kết 1-4 khỏi phần
không khử của cơ chất.Enzym này cũng phân huỷ mannooligosaccarit
và glycopeptit chứa mannose.Sự vắng mặt các enzym này sẽ dẫn tới tich
luỹ các oligosaccarit trong quá trình thuỷ phân mannan.

•

α-galactosidase : tồn tại rộng khắp trong vi sinh vật,thực vật và động
vật.Enzym làm xúc tác cho quá trình thuỷ phân melibiose
,metyl-,etyl-,phenyl- và o-nitrophenyl-α-D-galactozit.Enzym này thuỷ
phân α-D-galactopyranozit thông thường nhưng không giải phóng ra
D-galactose từ galactoglucomannan của gôm nhựa cây

1.2.3. Hệ enzyme phân hủy lignin

Hệ enzyme giữ vai trò chủ yếu trong phân hủy lignin là manganese peroxidase
(MnP) và lignin peroxidase (LiP), ngoài ra còn có một enzyme nữa là laccases. Lignin
peroxidase có trọng lượng phân tử 41.000- 42.000 Da. Nó có thể oxi hóa lignin và
những hợp chất liên quan đến lignin, kết quả là phân cắt nối carbon α- carbon β, mở
vòng thơm, oxi hóa rượu và demethyl hóa.MnP là một glycoprotein với một nhóm
iron protoporphyrin. Là enzyme duy nhất trong số các enzyme peroxidase mà các cơ
chất chủ yếu của nó là các acid hữu cơ có ion Mn +. Enzyme này hoạt động như một
phenoloxydase trên cơ chất phenol bằng cách sử dụng Mn 3+/ Mn2+ làm cặp oxy hóa
khử trung gian. Nhiệm vụ chính của enzyme này là tham gia vào phản ứng oxy hóa
hợp chất phenol cũng như cấu trúc phenol của lignin. MnP tấn công trực tiếp vào cấu
trúc vòng thơm lignin, chuyển hóa thành những gốc oxy hóa có trọng lượng phân tử
thấp theo con đường oxy hóa khử Mn.
Laccase thường được gọi là polyphenol oxydase đa đồng. Enzyme này có khă
năng xúc tác phản ứng chuyển hóa hợp chất phenol thành những phenoxyl. Laccase
là enzyme có tính đặc hiệu cao với các hợp chất hydroxyl thơm hoặc các amino thơm
tới các gốc phenol và gốc amin tự do
1.3.

Enzyme Endo-β-1,4-glucanases

1.3.1. Nguồn gốc

19


Endo-β-1,4- glucanases có thể được tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau trong
tự nhiên, trong đó chủ yếu có nguồn gốc từ vi sinh vật. Trong tự nhiên có rất nhiều
chủng vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn, và một số loại nấm men có khả năng sinh tổng
hợp endo-β-1,4- glucanase.
Nấm mốc là một trong những vi sinh vật có khả năng tổng hợp endo-β-1,4glucanase mạnh nhất. Nhiều chủng nấm mốc thuộc các chi Aspergillus, Tricoderma,
Penicillium, Phanerochaete đã được nghiên cứu có khả năng tổng hợp endo- β-1,4glucanase mạnh như: Aspergillus niger [23] , A. flavus , A. Fumigates [33], A. Terreus,
Trichoderma reesei, Penicillium persicinum, P. brasilianum [28], Penicillium sp [4],
Phanerochaete chrysosporium [24].
Bên cạnh nấm mốc, vi khuẩn cũng được xem là một trong những đối tượng có
khả năng sản sinh Endo-β-1,4- glucanases khá phong phú. Nhiều loài vi khuẩn hiếu
khí đã được nghiên cứu là Acidothemus cellulobuticus, Bacillus pumilis [16]. Ngoài
ra, endo-β-1,4-glucanase còn được sinh tổng hợp ở thực vật Arabidopsis [21], ở động
vật nguyên sinh và một số động vật không xương sống khác như mối, ở động vật thân
mềm như Mytilus edulis [43].
Trong số các nguồn sinh Endo-β-1,4-glucanases như trên thì vi sinh vật được
xem là nguồn cung cấp enzyme có nhiều ưu điểm nổi bật và có tính chất độc đáo
vượt xa so với enzyme có nguồn gốc động vật, thực vật. Trước hếtvi sinh vật là nguồn
nguyên liệu vô tận để sản xuất enzyme với số lượng lớn, cũng là nguồn nguyên liệu
con người có thể chủ động tạo ra được. Chu kỳ sinh trưởng của vi sinh vật ngắn ( từ
16-100 giờ). Vi sinh vật sinh trưởng và phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh chóng, khối
lượng lại nhỏ, kích thước bé nhưng tỷ lệ enzyme trong tế bào cao vì thế sản xuất chế
phẩm enzyme dễ dàng, hiệu suất thu hồi cao.
1.3.2. Cấu tạo

Endo-β-1, 4-glucanases từ các nguồn gốc khác nhau có thành phần cấu tạo và
cấu trúc khác nhau. Sự khác nhau đó thể hiện trước hết ở sự đa dạng về khối lượng
phân tử, thành phần và trật tự sắp xếp của các amino acid trên chuỗi polypeptide. Sự

khác nhau về cấu trúc của các enzyme còn thể hiện ở sự sắp xếp trong không gian các
chuỗi polypeptide, các trung tâm xúc tác và các vùng liên kết cơ chất. Chính nhờ sự
20


khác nhau về cấu trúc không gian của các protein enzyme dẫn tới sự khác nhau về
các tính chất hóa lý của chúng .
1.3.3. Tính chất hóa lý

Tùy thuộc vào cấu trúc và nguồn gốc của enzyme, hoạt tính của enzyme đạt
mạnh nhất ở nhiệt độ và pH nhất định. Độ bền nhiệt độ và pH hay mức độ và tính
chất chịu ảnh hưởng của các chất tẩy rửa, dung môi hữu cơ hay ion kim loại cũng có
sự khác nhau.
1.3.3.1.

Ảnh hưởng của nhiệt độ
Vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên khi tăng nhiệt độ trong một

giới hạn nhất định, chưa ảnh hưởng đến cấu trúc enzyme. Hoạt tính enzyme đạt cực
đại ở nhiệt độ thích hợp, khoảng nhiệt độ thích hợp của nhiều enzyme vào khoảng 4050°C. Ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tính giảm mạnh hoặc mất hoạt
tính; còn ở nhiệt độ thấp dưới 0°C, hoạt tính enzyme bị giảm nhiều nhưng lại có thể
phục hồi khi đưa về nhiệt độ thích hợp [1].
Hoạt tính xúc tác của endoglucanase từ Trichoderma reesei đạt tối đa ở 55°C [38].
Theo kết quả nghiên cứu của Kiamoto và cs (1996), các endoglucanase từ chủng
A.oryzae KBN616 hoạt động tốt nhất trong dải nhiệt độ 45-55°C [34]. Chủng
A.awamori VTCC-F-099 cho endoglucanse có nhiệt độ tối ưu là 50oC [8].
1.3.3.2.

Ảnh hưởng của pH
Khả năng hoạt động của enzyme còn phụ thuộc vào pH môi trường phản

ứng.Tùy thuộc vào bản chất của enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động có thể
trung tính, kiềm hoặc acid.
Theo nghiên cứu trước đây cho thấy, pH tối ưu cho hoạt động của cellulase của
A. niger NRRL-363 là 5.5 [5]; của cellulase từ A. niger Z10 là 4.5 và 7.5 [23]; của
endoglucanase từ Trichoderma reesei là 4.0-5.0 [38]; của endoglucanase từ A. oryzae
KBN616 là 4.0 và 5.0 [34]; của endoglucanse từ A.awamori VTCC-F-099 là 5.0 [8].
1.3.3.3.

Ảnh hưởng của ion kim loại
Các ion kim loại có thể kìm hãm hoặc hoạt hóa sự hoạt động của các enzyme.

Các ion kim loại nặng ở nồng độ nhất định có thể gây biến tính và kìm hãm không
21


thuận nghịch enzyme. Theo nghiên cứu của Gao và cs (2008), endoglucanase từ A.
terreus M11 bị giảm 77% hoạt tính khi ủ với Hg 2+ (2 mM), 59% khi ủ với Cu 2+ (2 mM)
[27].
1.3.3.4.

Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ
Tùy thuộc vào bản chất của các chất trên cũng như bản chất của enzyme mà

tính chất và mức độ ảnh hưởng tới hoạt động của enzyme là khác nhau. Nghiên cứu
của Trịnh Đình Khá (2006) trên chủng Penicillium sp. DTQ-HK1 cho thấy, các dung
môi hữu cơ methanol, ethanol, isopropanol và acetone đều ức chế hoạt động của
cellulase, đặc biệt là n-butanol ức chế mạnh nhất, hoạt tính cellulase chỉ còn 33-63%.
Các chất tẩy rửa tween 20, tween 80, SDS và triton X-100 đều làm giảm hoạt tính
cellulase ở mức độ khác nhau, trong đó SDS làm giảm mạnh hoạt tính cellulase chỉ

còn 18-34% [4].
1.3.4. Cơ chế xúc tác của Endo-β-1,4-glucanases

Mỗi dạng enzyme trong phức hệ cellulases tham gia thủy phân theo một cơ chế riêng.
Tuy nhiên mỗi enzyme này thường phối hợp hoạt động để thủy phân hoàn toàn cơ
chất thành sản phẩm đơn giản nhất là glucose.
-

Endo-β-1,4-glucanase tham gia thuỷ phân các liên kết β-1,4 glucoside ở bên
trong các phân tử cellulose. Sản phẩm phân cắt là các oligosaccharide.

-

Exo-glucanase thủy phân các liên kết ở đầu khử và đầu không khử của phân tử
cơ chất, giải phóng các oligosaccharide, cellobiose và glucose.

β-Glucosidase thủy phân các phân tử cellodextrin và cellobiose tạo thành các phân tử
glucose [30] [37] .
1.3.5. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến khả năng sinh tổng hợp endo-

β-1,4-glucanase
1.3.5.1.

Nguồn carbon

Các loài vi sinh vật sinh tổng hợp endo-glucanase có thể sử dụng nhiều nguồn
carbon khác nhau tùy thuộc đặc điểm của từng loài. Có loài chỉ thích hợp với một
hoặc một số ít nguồn carbon, có loài thì không đòi hỏi nghiêm ngặt mà có khả năng
sử dụng nhiều nguồn carbon khác nhau. Nguồn carbon có thể đơn giản như các loại
22

đường đơn, đường đôi hoặc phức tạp như glucan, tinh bột, cellulose. Nghiên cứu của
Tăng Thị Chính và cs (1999) cho thấy, nguồn carbon thích hợp cho sinh trưởng và
sinh tổng hợp cellulase của các chủng vi khuẩn chịu nhiệt phân lập từ bể ủ rác thải là
glucose và CMC. Nguồn carbon thích hợp cho sự sinh trưởng và sinh tổng hợp
cellulase của các chủng xạ khuẩn CD6-9 là tinh bột, chủng CD9-9 là CMC và
saccharose, chủng CD5-12 là lactose [2].
1.3.5.2.

Nguồn nitrogen
Các loài vi sinh vật khác nhau có nhu cầu khác nhau với nguồn nitrogen. Nhìn

chung, các loài đều có khả năng sử dụng cả nguồn nitrogen vô cơ và hữu cơ, trong đó
nguồn nitrogen hữu cơ thường được sử dụng nhất là pepton và cao nấm men, nguồn
nitrogen vô cơ như ure, ammonium sufate, natri nitrate. Nguồn nitrogen là urea và
bột đậu tương ảnh hưởng mạnh mẽ tới quá trình tổng hợp cellulase của chủng A.
Niger NRRL-363 [5].
1.3.5.3.

Nhiệt độ nuôi cấy
Nhiệt độ nuôi cấy tùy thuộc vào loài vi sinh vật: sinh vật ưu lạnh và chịu lạnh,

các loài ưu ấm và chịu nhiệt. Các loài ưu lạnh sinh trưởng được trong điều kiện nhiệt
độ dưới 15°C; các loài ưu ấm sinh trưởng và phát triển tốt ở khoảng nhiệt độ 2037°C. Các loài chịu nhiệt sinh trưởng và phát triển tốt ở nhiệt độ cao trên 50°C. Ở các
chủng nấm mốc nhiệt độ thích hợp để sinh tổng hợp endo-β-1,4-glucanase nằm trong
khoảng từ 28-50°C [5] [3] [8].
1.3.5.4.

pH môi trường nuôi cấy

pH của môi trường nuôi cấy ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh tổng hợp

enzyme của chủng vi sinh vật. pH thích hợp cho mỗi loài có thể là acid, trung tính hay
kiềm. pH thích hợp đối với các chủng vi khuẩn ưa ấm sinh tổng hợp cellulase là 6.57.0 và pH tối ưu là 7,0; còn các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt là 7.0-7.5 và pH tối ưu là 7.5
[7]. Đối với một số chủng nấm mốc như A. oryzae VTCC-F-045 sinh tổng hợp cellulose
mạnh nhất trong pH môi trường là 5.5 [3] . Chủng A. awamori VTCC-F-099 sinh tổng
hợp mạnh nhất ở pH 6.5 [8].
1.4.

Các loại nấm mốc phân hủy lignocelluloses
23


Nấm mốc phân hủy lignocelluloses có 3 loại: nấm mục nâu, nấm mục trắng,
nấm mục xốp. Trong đó, nấm mục trắng và nấm mục nâu thuộc nhóm Basidiomycetes
là nhóm có khả năng phân hủy lignocelluloses cao nhất trong tự nhiên.
1.4.1. Nấm mục xốp

Các loài nấm tạo ra mục xốp chủ yếu phân huỷ polysaccarit. Loại này không tấn
công lignin mà chỉ phân hủy cellulose, hemicellulose và tạo thành các vết mục trắng
làm cho gỗ bị xốp như bọt biển. Có thể tìm thấy chúng trên gỗ ở những nơi ẩm ướt
như hàng rào, bậu cửa, cây gỗ mục… Chúng bao gồm một số loài thuộc chi Ascomycota
và một số loài khác như Chaetomium, Ceratocystis, Lulworthia, Halosphaeria và
Pleospora [20]. Các loài nấm này phân hủy mạnh cellulases ngay từ đầu. Sợi nấm có
khả năng phát triển trong lớp của thành tế bào thực vật.
Trong nhóm nấm này, khả năng sản sinh các enzym phân huỷ cellulose cũng khác
nhau. Loài nấm có khả năng sản sinh hàng loạt enzym phân huỷ cellulose và được
nghiên cứu kỹ là T.reesei. T.reesei sản sinh ít nhất ba enzym endoglucanase, hai
exoglucanase và một hoặc hai enzym β-glucosidase. Nhiều loại nấm mục xốp khác
cũng đã được nghiên cứu.

Các loài thuộc Trichoderma tiết ra một lượng lớn các enzym khác nhau, có khả
năng phối hợp để phân huỷ tinh thể cellulose.
1.4.2. Nấm mục trắng

Là loại nhóm nấm dị tản thuộc nhóm nấm Basidiomycete có khả năng phân
hủy lignocellulose. Các nấm mục trắng khác nhau có tốc độ phân hủy lignin và
carbohydrate trong gỗ khác nhau đáng kể. Có hai dạng nấm mục trắng chủ yếu, phân
loại dựa trên tính đặc hiệu khi tấn công. Dạng thứ nhất là phân hủy có chọn lọc, ở
giai đoạn đầu lignin được phân hủy nhanh hơn so với cellulose và hemicellulose,
khiến cho gỗ mất màu nhưng vẫn giữ được một phần cấu trúc, chẳng hạn như
Phellinus nigrolimitattus. Dạng thứ hai là phân hủy đồng thời, hệ enzyme này do
những loài nấm này sinh ra có thể phân hủy cả ba thành phần chính với tốc độ gần
như nhau, thân gỗ bị phá hủy hoàn toàn, trở thành dạng mùn trắng như nấm cổ linh
chi Ganoderma applatanum và Heterobasidion annosum [10].

24


1.4.3. Nấm mục nâu

Hơn nấm mục xốp loại này phân hủy một phần lignin, chủ yếu sử dụng dinh dưỡng
bằng cách phân hủy cellulose và hemicellulose từ gỗ. Nấm mục nâu chủ yếu thuộc chi
Basidiomycota. Đại diện của nhóm này bao gồm những loài như Schizophyllum
commune, Fomes fomentarius và Serpula lacrymans. Vì cellulose và hemicellulose đã bị
nấm sử dụng, lignin chỉ bị sử dụng một phần, phần còn lại lignin tạo ra màu nâu cho
gỗ. Khác với enzym cellulase của nấm mục xốp, nấm mục nâu hầu như không tác động
đến cellulose ở điều kiện tự nhiên mà phân hủy cellulose bằng quá trình oxy hóa sử
dụng H2O2 giải phóng ra khi phân giải hemicenlulose. Vì là phân tử nhỏ nên H 2O2 dễ
dàng khuyếch tán qua thành tế bào thực vật và làm mục gỗ.
1.5.

Ứng dụng của enzyme trong sản xuất nghiền
Với các loại bột hóa, sau khi nấu phần lớn lignin đã bị loại bỏ ở lớp ngoài cùng

của xơ sợi xellulose, tuy nhiên vẫn còn một lượng nhỏ ở lớp sát xơ sợi. Vì vậy bột sau
khi nấu phải trải qua công đoạn nghiền để thu được xơ sợi có những thuộc tính mong
muốn như vừa nói ở trên. Để giảm thời gian nghiền và tiết kiệm chi phí về năng
lượng, giải pháp công nghệ được đưa ra ở đây là xử lí bột giấy trước khi nghiền với
các enzym cellulase và hemicellulase (xylannase, mannanase) nhằm cắt ngắn sợi
cellulose hoặc thủy phân một phần hemicellulose (mannan, xylan) giải phóng lignin,
tăng tốc độ trương nở và quá trình phân tơ chổi hóa xơ sợi.
1.5.1. Giảm năng lượng cần thiết cho quá trình nghiền

Các nghiên cứu thử nghiệm sử dụng enzym trợ nghiền đã cho thấy đều làm giảm
nhu cầu năng lượng trong khâu nghiền bột và tiết kiệm lượng hơi nước sử dụng
trong công đoại xeo giấy tiếp sau đấy.
Bajpai và cộng sự [12] đã thực hiện các nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm
và trên quy mô pilot với các hỗn hợp các enzym xenlulase và hemicellulase để làm
giảm yêu cầu năng lượng cho quá trình nghiền với các loại bột giấy khác nhau như
bột giấy Kraft gỗ cứng, bột giấy từ tre, bột giấy tái chế … Các thử nghiệm trong
phòng thí nghiệm đã giảm được 18-45% chi phí năng lượng cho khâu nghiền mà
không ảnh hưởng tới các thuộc tính về độ bền cơ lí của bột giấy. Còn ở quy mô pilot,
mức tiêu thụ năng lượng nghiền được giảm tới 25 kWh/tấn bột giấy. Ngoài ra, với
25