JPH02264087A - 酸素による脱リグニンと酵素処理によるリグノセルロースの漂白方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸素処理とキシラナーゼを用いた酵素処理と
を用いてリグノセルロース質物質を漂白する方法に関す
る。

繊維状の形態のリグノセルロース質物質は、紙、厚紙、
建築板等の製造用原料として広く工業的に使用されてい
る。上記原料は通常は木材であり、その主成分はセルロ
ース及び３次元構造の高分子物質−リグニンである。リ
グニンはセルロース質多糖とヘミセルロース多糖との７
トリツクス（ｍａｔｒｉｘ）中に入りこんでいると考え
られる。−収約に、上記の相異なる成分同士の間に存在
する結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）は、化学的性質の異なる結
合を介して成立するとみなされている。例えば、リグニ
ンのブロック（ｂｌｏｃｋｓ）はヘミセルロース鎖を介
して会合していると考えられ、該ヘミセルロースはリグ
ノセルロース質物質のうちの別成分であると考えられる
。硬質木材すなわち広葉樹材においては、主なヘミセル
ロースはグルクロノキシランであり、これはＤ−キシロ
ースの重合体を包含するものであり、以下キシランとい
う。

強靭で漂白可能な製紙用ファイバーを製造するためには
、リグノセルロース質物質を処理してリグニンを除かな
ければならず、また通常は上記処理の最初の部分は、化
学薬品例えば水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム（クラ
フトパルプを製造するのに使用される）、又は亜硫酸塩
、通常はナトリウム塩又はマグネシウム塩（亜硫酸パル
プを製造するのに使用される）の存在下に蒸解釜の中で
行なわれ、このようにして化学パルプが製造される。こ
のリグニンの除去を脱リグニンという。木材パルプのリ
グニン含有量は、パルプ及び紙工業技術協会の標準法に
従って過マンガン酸塩酸化試験法によって測定され、カ
ッパー価（Ｋａｐｐａ　ｎｕｍｂｅｒ）として報告され
る。蒸解釜から得られた化学バルブは、この段階では未
だかなりの量の残存リグニンを含んでおり、若干の場合
には別設の精製をすることなく工作用紙又は包装用紙を
製造するのに適して°いる。しかしながら、大部分の用
途、例えば印刷用紙、筆記用紙及び衛生紙（トイレット
ペーパー）の製造に関しては、前記の化学バルブは色が
黒すぎるので漂白することによって増白しなければなら
ない。すなわち、リグノセルロース質物質（該物質を前
記では化学バルブと呼んだ）を漂白する方法において発
明南の方法を使用しｆｔ）るのはまさにこの点である。

また、漂白の最初の段階は別の脱リグニンに帰着する。

パルプを更に脱リグニン化し且つ漂白する慣用の方法は
、３〜６段階程度の段階又は工程を含めて、また工程同
士の間に洗滌工程を伴なうか又は伴なわずに、種々の多
段階の漂白処理順序（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　５ｅｑｕｅ
ｎｃｅｓ）を使用しなければならなかった。化学バルブ
の場合には、漂白の目的は紙製品及び薄葉紙（ティッシ
ュ−ペーパー）製品を製造するのに十分に高度の白色度
及び強さをもったパルプを提供することにある。この場
合の特徴としては、ｌ５Ｏ（国際標準化機構）法による
白色度８５％〜９０％をもつパルプが製造される。

更に高い白色度をもつパルプが、ある種の未漂白パルプ
から製造できるが、更に費用がかかり、且つパルプ強度
特性が低下するという危険性又は犠牲を伴なう。慣用の
漂白方法において所定のパルプ（ａ　ｇｉｖｅｎ　ｐｕ
ｌｐ　ｔｙｐｅ）に付与される（ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅ
ｄ）白色度の漸近的な限界を、本明細書では白色度の最
高限度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　ｃｅｉｌｉｎｇ）とい
う。

この白色度の最高限度は白色度の成る限度であり、この
成る限度とは、これを越えた場合には、更に漂白する方
法はパルプの品質に対してはあまりにも有害であるか、
法外に不経済的であるか、あるいはある種の物質に関し
ては達成できないような限度である。

伝統的には、上記の継続的な漂白処理法は、１つの形態
又は別個の形態で、塩素及び塩素含有化合物を使用する
ことに基づいていた。使用される塩素含有化合物の幾つ
かは、塩素（以下、Ｃと表記する）、二酸化塩素（以下
、Ｄと表記する）、及び次亜塩素酸塩（以下、Ｈと表記
する）、通常は次亜塩素酸ナトリウムである。通常は、
塩素は、二酸化゛塩素と混合して又は混合せずに使用さ
れ、これを用いて化学バルブの漂白を開始させ、吹抜に
アルカリ性水性媒体中で塩素処理したパルプを抽出する
（以下、上記２つの工程を一緒にしてＣ−Ｅと表記する
）。上記Ｃ工程における塩素装入量（あるいは塩素と二
酸化、塩素の合計の装入量、該二酸化塩素は酸化性塩素
当量基準で表−示される）は、処理するパルプのリグニ
ン量（カッパー価）に比例する。前記アルカリ抽出工程
は塩素化され且つ酸化された残存リグニンの大部分を溶
解し；除去するのに使用され、また該抽出工程では若干
のヘミセルロースも除去される。

塩素含有漂白剤に関連した水質及び大気汚染問題を軽減
することを目的としたより一層厳しい環境規制の出現と
、それに加えて塩素含有廃棄物の除去に必要とされる大
規模な回収設備の出現に関連して、各種漂白方法におい
て前記塩素含有漂白剤の使用を低減すること、且つ好ま
しくは使用を避けることは紛れもない利点である。さら
にまた、塩素含有廃棄物を、クラフト法の黒色液回収設
備を通して再循環させる場合には、蒸発器及び炉に対し
て損傷を生じるであろう。また、炉に対し損傷を生じさ
せる塩化ナトリウムの堆積（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）も発生
するであろう。それ故に、パルプ及び紙工業では、前記
の問題を回避し得る別の漂白剤を研究している。

過去２０年間におけるパルプ及び紙工業における著しい
技術的進展の１つは、脱リグニン化及び漂白剤として酸
素を使用することに関連している。

１つの応用は、１Ω素化工稈の次後の慣用のアルカリ抽
出工程と結合させて酸素を使用すること（以下、Ｅｏと
表記する）である。塩素化工程の次後のアルカリ抽出工
程は、酸素と組み合わせて又は酸素の代わりに他の酸化
性の薬剤例えば過酸化物（以下、ｐと表記する）、又は
次亜塩素酸塩（以下、ｈと表記する）を含有していても
よい。従って、上記の酸素と組み合わせて、又は酸素の
代わりに過酸化物０））又は次亜塩素酸塩（ｈ）を含有
する各アルカリ抽出工程を、以下、Ｅ、いＥ　ｈａｓ　
Ｅ　９又はＥｈと表記し、且つ各々を一般的に酸化的抽
出という。

酸素の別の主要な応用は、主としてパルプ化蒸解の次後
で、且つ漂白に先行する脱リグニン（以下、０と表記す
る）に対してである。この方法で使用される酸素は、加
圧下にアルカリ性媒体中で未漂白パルプに加えられる。

酸素の使用は脱リグニン及び漂白方法の別法を提供する
が、それは限定された有用性の唯一のものである。その
理由は、酸素の使用はセルロースの重合度に悪影響を与
え、それが欠点とみなされるからである。セルロースの
重合度はパルプ強度の指標であり、ＴＡＰＰＩ（パルプ
及び紙工業技術協会）の標準法によりパルプ粘度として
測定される。漂白工程に必要な焼串（ｃｒｉｔｅｒｉｏ
ｎ）は、生成したパルプの粘度が実質的に低下してはな
らないことである。一般に、この漂白工程ではパルプ化
した後に残るリグニンのうちの最高約５０％迄が、許容
し得るパルプ粘度の低下を伴なって除去できるだけであ
ることが認められる。この漂白工程において脱リグニン
を更に多量に行なう試みは、更に追加的な粘度低下を犠
牲にする。バルブ粘度の低下を最小限にするのを促進す
るために、漂白工程にマグネシウムイオンを存在させる
ことが知られている。パルプ粘度の低下はセルロース部
分やヘミセルロース部分の化学的変化（分解）から生ず
ると信じられている。

酸素による脱リグニン法を用いる応用は、漂白順序にお
ける塩素含有化合物の使用を軽減するのに寄与した。そ
の理由は、塩素化工程における前記薬品（塩素含有化合
物）の装入量がパルプのリグニン含有量に基づくもので
あり、しかもこのリグニン含有量が酸素を用いて脱リグ
ニンすることにより実質的に低減される（約４０％〜５
０％）からである。

リグノセルロース質物質の処理に酵素を使用するために
、酵素について研究が行なわれている。例えば、リグニ
ン分解酵素、特に白色腐朽菌（ｗｈｉｔｅ−ｒｏｔ　ｆ
ｕｎｇｉ）から得られるリグニン分解酵素が種々の度合
にリグニンを分解することが知られている。また、セル
ラーゼ酵素がセルロースを分解することも知られており
、食品工業やアルコール製造において工業的に重要であ
る。製紙を目的としたパルプの製造においては、セルラ
ーゼ酵素の作用は有害である。その理由は生ずるであろ
うセルロースの重合度の低下を招来するからである。

リグノセルロース質物質のヘミセルロース成分という点
からみて、木材パルプに対するキシラナ−ゼ酵素の影響
について報告した種々の研究がある。キシラナーゼはヘ
ミセルロースのキシランと予期した通りに選択的に反応
する。

仏国特許出願第２．５５７．８９４号明細書（１９８５
年に公開されたもの）には、製紙に必要とされる次後の
叩解工程又は精製工程の総数（ａｍｏｕｎｔ）を減らす
ために硬質木材（広葉樹材）由来の漂白されたクラフト
又は軟質木材（針葉樹材）由来の漂白された亜硫酸化学
パルプを、キシラナーゼを含有する酵素溶液で処理する
方法が記載されている。特に、所望の効果を得るために
、漂白されたパルプの処理に多量の酵素が必要とされて
いた。更に、精製工程を減らすのに使用する担子菌類の
キノコ・スボロトリクム・ジモルホスボルム（Ｓｐｏｒ
ｏｔｒｉｃｈｕｍｄ　ｉｍｏｒｐｈｏｓｐｏｒｕｍ）に
よって分泌されたキシラナーゼは、セルラーゼを含有す
るものであり、これの有害なセルラーゼ活性は前記方法
に塩化第二水銀を加えることによって抑制された。水銀
含有化合物に接触させることに関連した公知の毒性作用
及び他の有害な作用に帰因して、水銀含有化合物の使用
は許容できない。

Ｃｈａｕｖｅｔら（ｒＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　
ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ　ｏｎ　Ｗｏｏｄ　Ａｎｄ　Ｐｕｌｐｉｎｇ　Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ（木材及びパルプ化学に関する国際シン
ポジウムの会議録）」、パリ、第３２５頁、１９８７年
〕は、慣用の化学パルプの漂白処理順序すなわちＣ／Ｄ
−Ｅ−Ｄ−Ｅ−Ｄに対する前処理として使用するために
担子菌類のキノコφスポルトリクム・ジモルホスボルム
から得られたキシラナーゼ酵素製剤の使用について報告
した。上記の粗製の酵素複合体は、キシラナーゼ活性以
外のポリサッカラーゼ活性の全部を不活性化するために
、塩化第二水銀で処理される。

上記のパルプの前処理は、酵素処理する工程、次いで洗
滌する工程及び次後の酸水性液浸漬工程からなり、硬質
木材試料について最大１４％迄カッパー価の減少を生起
する。パルプ強度は変化しない。

次後の過酸化水素を用いる化学的処理に対して又は漂白
処理順序において、白色度の向上と改善されたカッパー
価の減少を目的として、硬質木材及び軟質木材のクラフ
トパルプに対してキシラナーゼを適用することは、Ｖｉ
ｉｋａｒｉら（ｒＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　　ｔｈ
ｅ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ　ｏｎ　Ｗｏｏｄ　ＡｎｄＰｕｌｐｉｎｇ　Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ　Ｊ　、Ｐａｒｉｓ　、　１９８７）によ
って検討された。キシラナーゼは、アスペルギルス・ア
ワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ａｗａｍｏｒｉ）種
の菌類の菌株を培養することによって得られ、またスト
レプトマイセズ・オリボクロモゲネス（Ｓｔｒｅｐｔｏ
ｍｙｃｅｓｏｌｉｖｏｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ）又はバ
シラス・サチリス（Ｂａｃｉ−１１ｕｓ　５ｕｂｔｉＩ
ｉｓ）の菌株を培養することによって得られる。上記で
得られたキシラナーゼは、バシラス・サチリスから得ら
れたキシラナーゼがキシロシダーゼを含有しない以外は
、キシラナーゼ活性とキシロシダーゼ活性の両方を示す
。上記酵素製剤は１．はんのわずか（ｔｒａｃｅ）のセ
ルラーゼ活性を含んでいる。過酸化水素処理し、次後に
酵素処理した後には、硬質木材のパルプ又は軟質木材の
パルプのどちらでも白色度ポイントで１．０〜３．４の
わずかな（ｓｍａｌｌ）白色度の上昇が認められた。多
くの場合、得られたパルプの粘度は変らないか又はわず
かに低くなるだけである。パルプの諸特性に対する酵素
処理単独の効果については示されていない。

Ｐａ１ｃｅ　　（ｒＢｉｏｔｅｃｈ、　　ａｎｄ　Ｂｉ
ｏｅｎｇ、Ｊ　、第３２巻、第２３５〜２３９頁（１９
８８年）〕は、パルプを連続的にキシラナーゼ処理し、
次いで１％水酸化ナトリウムで処理することによる硬質
木材の未漂白パルプの処理法について記載している。こ
の２工程法は、白色度の上昇とカッパー価の低下とを与
えている。また、次後のＣ−Ｂ−Ｄ漂白の後では、白色
度増強の全部ではなく、若干が維持されている。伝えら
れるところによれば、上記キシラナーゼはセルラーゼを
含まないものであり、大腸菌クローンによって生産され
たものである。

本発明者らは、今般、酸素を用いた脱リグニン工程とキ
シラナーゼ処理工程を含める一連の順序の諸工程よりな
る処理法により従来法より化学パルプをより一層効果的
に脱リグニン化でき且つ漂白できることを意外にも知見
した。

従って、本発明の目的は、有意な程の付加的な粘度低下
を招来することなく、リグノセルロース質物質の脱リグ
ニンの程度を増大させる方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、塩素含有漂白剤を、慣用されてい
る量よりも減量して使用して、あるいは元素状塩素の使
用を全く省略し、従って環境上からみてより一層受は入
れられる方法を提供することのできるリグノセルロース
質物質の漂白方法を提供することにある。

本発明の更にまた別の目的は、リグノセルロース質物質
の白色度の最高限度を効果的に上げるリグノセルロース
質物質の脱リグニン及び漂白方法を提供することにある
。

従って、本発明の第１の要旨によれば、キシラナーゼで
加水分解可能なキシロシド結合を有するリグノセルロー
ス質物質の漂白方法において、前記リグノセルロース質
物質を（ａ）アルカリ性媒体中で酸素又は酸素含有ガス
で処理し、且つ（ｂ）前記リグノセルロース質物質中の
前記加水分解可能なキシロシド結合の加水分解を行なう
のに十分な量で、実質的にセルラーゼを含有しないキシ
ラナーゼを用いて該キシラナーゼでリグノセルロース質
物質を処理して、これにより漂白されたリグノセルロー
ス質物質を得ることを特徴とするリグノセルロース質物
質の漂白方法が提供される。

本発明の漂白方法では、前記のキシラナーゼを用いる処
理を、前記の酸素又は酸素含有ガスを用いる処理に先行
させてもよい。一般に、本発明の漂白方法の好ましい状
態においては、前記の酸素又は酸素含有ガスを用いる処
理が、前記のキシラナーゼを用いる処理に先行する。

酸素又は酸素含有ガスを用いる前記リグノセルロース質
物質の処理は、水性懸濁液中のパルプ化された物質が約
３重量％〜約３５重量％の範囲、好ましくは約１００’
Ｃ〜約３０重量％の範囲から選択される稠度（コンシス
テンシー）を有するようにして該パルプ化された物質を
、酸素又は酸素含有ガスを用いて約３０〜約２５０ｐｏ
ｕｎｄ／　１ｎｃｈ”ゲージ（ｐｓｉｇゲージ）の酸素
分圧で且つ約り０℃〜約１７０℃、好ましくは約１００
’Ｃ〜約１５０℃、更に好ましくは約１００’Ｃ〜約１
３０℃の範囲内の温度で、約１０〜約９０分間好ましく
は約２０分〜約６０分間処理することにより行なわれる
。

本発明の方法で用いる酸素含有ガスは、通常は空気であ
る。空気を使用すると酸素を使用する際の圧力よりも更
に高い使用圧力を必要とする。例えば、空気は約１５０
〜２５０ｐｓｉｇで使用されるのに対し、酸素は３０〜
１５０　ｐｓｉｇの圧力で有効である。

また、酸素ガスは、現場で（ｉｎ　５ｉｔｕ）生成させ
得る。酸素は過酸化水素を分解することによって供給し
得、また前記の酸素を用いる処理には、活性化剤、例え
ば；酸化窒素を使用し得る。

前記の酸素又は酸素含有ガスを用いる処理は、１重量％
〜２０重量％（前記リグノセルロース質物質基準）のア
ルカリ又はアルカリ土類塩基の存在下で行なわれる。上
記の塩基は水酸化ナトリウムであり、且つ１重量％〜ｌ
Ｏ重量％の範囲内の量で使用することが好ましい。

前記に定義した酸素を用いる処理には、粘度保存剤、例
えばマグネシウムイオンを０．０５重量％〜１．０重量
％の範囲内の量で加えてもよい。適当なマグネシウム含
有化合物としては、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウ
ム、炭酸マグネシウム及び水酸化マグネシウムが挙げら
れる。粘度を保持するための他の適当な添加剤としては
、錯生成剤例えばアミノアルキルホスホネート及びポリ
アミノポリカルボキシレートを含有させてもよい。

実質的にセルラーゼを含有しないキシラナーゼを用いた
前記リグ７／セルＰ−ス質物質の処理は、１重量％〜２
０重量％好ましくは２重量％〜１２重量％の稠度を有す
るようにして該リグノセルロース質物質を、１〜５００
１０／−の範囲内のキシラナーゼ濃度のキシラナーゼで
２０６Ｃ〜８０℃の範囲内の温度で１〜４８時間処理す
ることにより行なわれる。また、前記の処理はｐＨ約４
〜約８の水性媒体中で行なわれる。該水性媒体は所望な
らば上記ｐｉを制御するために緩衝される。適当な緩衝
剤としては酢酸塩緩衝剤及び酢酸塩／クエン酸塩緩衝剤
が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない
。

本発明の方法においては、前記キシラナーゼは実質的に
セルラーゼを含有しないとの特性を有するものである。

本明細書では、“実質的にセルラーゼを含有しない”と
いう用語は、グルコシド結合の望ましくない加水分解を
行なうのに十分な量のセルラーゼが存在しないことを意
味する。グルコシド結合の加水分解は、本明細書に定義
した本発明の方法に従って、リグノセルロース質物質の
諸特性を向上させることを目的とした該リグノセルロー
ス質物質の処理には有害であり、且つ望ましくない。許
容し得るセルラーゼの量は、本発明の実施における特定
の処理対象物の種類に応じて左右される。

本発明の方法の１つの態様によれば、前記の酸素処理及
びキシラーゼ処理は、次の群すなわち、（ｉ）塩素、二
酸化塩素又はこれらの混合物を用いて水性媒体中で処理
する工程、 （ｉｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工程
、 （ｉｉ）過酸化物を用いてアルカリ性水性媒体中で処理
する工程、 （ｉｖ　）次亜塩素酸塩を用いて水性媒体中で処理する
」工程、 （Ｖ）オゾンを用いて水性媒体中で処理する工程、及び （ｖｉ　）二酸化窒素を用いて水性媒体中で処理する工
程 からなる群から選ばれる１種又はそれ以上の追加の処理
工程を付加的に行なう。

前記の１種又はそれ以上の追加の処理工程は、前記酸素
処理及び前記キシラナーゼ処理に先行してもよいし、あ
るいは前記酸素処理と前記キシラナーゼ処理の間で介在
する処理として行なってもよいし、あるいは前記酸素処
理と前記キシラナーゼ処理の後に行なってもよいし、あ
るいは上記の別々のタイミングを組み合わせて用いても
よい。

本発明の方法では、前記の１種又はそれ以上の追加の処
理は前記酸素処理と前記キシラナーゼ処理の次後に行な
うことが好ましい。

本発明の方法の別の態様によれば、本発明の方法は、少
なくとも前記の酸素処理及びキシラナーゼ処理で得られ
た漂白されたリグノセルロース質物質を、（ｉ）アルカ
リ塩基を用いて水性媒体中で抽出する工程、及び（ｉｉ
）アルカリ塩基を用いて水性媒体中で酸化的に抽出する
工程、からなる群から選ばれる追加の処理工程で処理す
ることを追加的に含む。

前記酸素処理と前記キシラナーゼ処理の次後には、次の
順序の諸工程、すなわち （ｉ）塩素、二酸化塩素又はそれらの混合物を用いて水
性媒体中で処理する工程、 （ｉ）アルカリ塩基を用いて水性媒体中で抽出又は酸化
的に抽出する工程、及び （ｉｉｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工
程、 からなる追加の処理を行なうことが好ましい。

別の好ましい態様では、前記酸素処理と前記キシラナー
ゼ処理の次には、次の順序の諸工程、すなわち （ｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工程、
及び （ｉｉ）過酸化水素を用いて水性媒体中で処理する工程
、 からなる追加の処理法を行なうものである。

本発明の好ましい態様の方法並びに前記の態様及び好ま
しい態様の方法では、特にことわらない限り前記キシラ
ナーゼ処理が前記酸素処理に先行し得る。

本発明の別の要旨によれば、前記の諸方法によって製造
された漂白されたリグノセルロース質物質が提供される
。

本発明の方法の実施に際して、前記の追加の諸処環はパ
ルプ漂白の当業者には公知であり、個別的に及び多くの
場合には継続的に（ｉｎ　５ｅｑｕｅｎｃｅ）、両方共
に、当該技術分野で慣用的に実施されているか又は公知
の任意の合理的な方法で行なわれる。

漂白されたパルプの製造に好適な本発明の諸方法として
は、次の一連の順序の処理法０−Ｘ−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄ（
式中、Ｃ／Ｄは塩素、二酸化塩素、又はこれらの混合物
を示す）で定義される順序の一連の処理工程が挙げられ
、抽出工程（Ｅ）は場合によっては前記に定義した酸化
的抽出である。別法として、上配力法は次の順序の一連
の処理工程０−Ｘ−Ｄ−Ｐで定義し得る。但しこの場合
の処理工程には、元素状塩素によ°る処理を含んでいな
い。二酸化塩素の製造の特質（ｎａｔｕｒｅ）によって
、二酸化塩素に含まれる塩素は、それを除去する必要が
なく、且つ本発明の方法にとって有害ではない塩素であ
る場合が多い。

本発明の実施に使用されるキシラナーゼは、実質的にセ
ルラーゼを含有しないものであり、任意の適当なキシラ
ナーゼ産生微生物例えばキシラナーゼ産生菌を培養する
ことによって採取される。

上記微生物は天然産の菌株、又はその変異株であり得る
か、あるいはキシラナーゼの産生を増大させるために及
び／又はより一層純粋なキシラナーゼ混合物（例えば実
質的にセルラーゼを含まないものである）を製造するた
めに、遺伝子工学により製造された菌株、すなわち組換
え体菌株であり得る。

前記キシラナーゼは、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
　ｃｏｌｉ）種、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂｔ
ｉｌｉｓ）種又はストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏ
ｍｙｃｅｓ）属の微生物から採取された実質的にセルラ
ーゼを含有しないものである。

上記微生物は遺伝子工学的に操作され、実質的にセルラ
ーゼ生産活性をもたないものである。上記キシラナーゼ
はストレプトマイセス・リビダンス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍ
ｙｃｅｓ　１ｉｖｉｄａｎｓ）種から誘導される、キシ
ラナーゼ遺伝子を含有する微生物組換え体から得られた
実質的にセルラーゼを含有しないものであるのが更に好
ましい。

例えば、Ｍｏｎｄｕｅら〔［Ｇｅｎｅ」、第４９　（３
）巻、第３２３〜３２９頁（１９８７年）］はストレプ
トマイセス属の微生物の遺伝子工学的に操作した組換え
体の調製について報告し、且つ本発明で使用するのに適
した微生物組換え体から実質的にセルラーゼを含まない
キシラナーゼの製造について報告している。

前記の組換え体微生物はストレプトマイセス属の微生物
の変異株を宿主として用い、この宿主細胞にハイブリド
プラスミドを導入することによって作製し得るものであ
り、前記の宿主としての変異株はセルラーゼ生産活性を
実質的にもたない特性を有するものであり、前記ハイブ
リドプラスミドはキシラナーゼ遺伝子を適当なプラスミ
ドに組込むことによって構築されたプラスミドである。

前記のキシラナーゼ遺伝子を含むハイブリドプラスミド
は、該プラスミドが組込まれている宿主微生物中で、セ
ルラーゼを含まない・キシラナーゼの細胞外分泌を誘発
できる。前記ハイブリドプラスミドは、任意の慣用の方
法で、例えばベクタープラスミドに所望のＤＮＡ断片す
なわち前記キシラナーゼ遺伝子を組込むことを目的とし
た連結反応（ｌｉｇａｔｉｏｎ）によって構築できる。

前記キシラナーゼ遺伝子は公知菌株ストレプトマイセス
・リビダンス１３２６から採取し得る。適当なベクター
プラスミドは公知のベクタープラスミドｐＩＪ７０２で
あり、こ′れはストレプトマイセス・リビダンス３１３
１から採取し得る。

前記ハイブリドプラスミドはプロトプラストの融合又は
形質導入又は形質転換の技法によって前記宿主微生物に
導入し得る。

従って、本発明の好ましい態様によれば、前記リグノセ
ルロース質物質のキシラナーゼ処理に使用する゛ための
、実質的にセルラーゼを含まないキシラナーゼは、スト
レプトマイセス・リビダンス６６（菌株１３２６）のキ
シラナーゼ（■社遺伝子の相同（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ
）クローニングによって得られる。

前記キシラナーゼ遺伝子は、マルチコピー（ｍｕ　Ｉ　
ｔ　１ｃｏｐｙ）プラスミドｐＩＪ７０２を使用して、
キシラナーゼ生産活性をもたず、しかも、セルラーゼ生
、産活性をもたない２重的な変異株（ｄｏｕｂｌｅ　ｍ
ｕｔａｎｔｓｔｒａｉｎ）ストレプトマイセス・リビダ
ンス１０−１６４の機能相補化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
　ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）によってクローン
し得る。このクローニング方法はＦ、　Ｍｏｎｄｕｅら
のＧｅｎｅ、　４９（３）　、３２３−３２９（１９８
７）に詳細に記載され、１つの上記クローンすなわちス
トレプトマイセス・リビダンスＩＡＦ１８が得られてい
る。

ストレプトマイセス・リビダンス３１３１に挿入保留さ
れている（ｈａｒｂｏｕｒｉｎｇ）プラスミドｐＩＪ７
０２はジ・アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョン（Ｔｈｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔ
ｕｒｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ）に受託番号ＡＴＣＣ３
５２８７として寄託されている。ストレプトマイセス・
リビダンス１３２６及び２重的な変異株ストレプトマイ
セス・リビダンス１０−１０４は英国アバディーンのザ
・ナショナル・コレクション・オブ・インダストリアル
・アンド・マリン・バクテリア・リミテッド（ｔｈｅ　
Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎｏｆ　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｂａｃｔｅｒ
ｉａ　Ｌｉｍ１ｔｅｄ）に１９９０年２月８Ｂ付でそれ
ぞれ受託番号ＮＣＩＭＢ４０２５７及びＮＣＩＩＩＭ４
０２５８として寄託されている。

前記キシラナーゼ（■Ｕ遺伝子の発現と天然基質上での
前記クローン：ストレプトマイセス・リビダンスＩＡＦ
１８からのキシラナーゼの生産についてはＪ−Ｌ、　Ｂ
ｅｒｔｒａｎｄらのｒＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、　Ｂｉｏ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊ　、３３．７９１−７９４
（１９８９）に記載されている。

この場合に得られたキシラナーゼ酵素の精製と緒特性に
ついては、Ｒ，ＭｏｒｏｓｏｌｉらのｒＢｉｏｃｈｅｍ
、　ＪＪ、２３９．５８７−５９２（１９８６）に記載
されている。

前記キシラナーゼ生産微生物の培養では、培地中に炭素
源が必要とされ、それはキシラナーゼの生産速度に影響
し得る。例えば、ストレプトマイセス・リビダンス種の
組換え体微生物の培養による実質的にセルラーゼを含ま
ないキシラナーゼの製造においては、培養に使用する培
地は、適当な界面活性剤例えばｒＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓ　ｏｒ　Ｔｈｅ　６ｔｈＣａｎａｄｉａｎ　Ｂｉｏｅ
ｎｅｒｇｙ　Ｒ＆Ｄ　Ｓｅｍ１ｎｏｒ（第６回カナダ生
体エネルギーＲ＆Ｄセミナーの会議録）」〔カナダ国バ
ンクーバー（１９８７年）〕にＫｌｕｅｐｆｅｌらによ
って記載されているオリーブ油及び／又はＴｗｅｅｎ８
０（登録商標）と−緒に主要炭素源として干し草（ｈａ
ｙ）　、小麦わら、トウモロコシの茎や葉、キシラン及
び／又は醸造穀粒粕（ｂｒｅｗｅｒ’　ｓ　ｓｐｅｎｔ
ｇｒａｉｎ）を含有し得る。

また、キシラナーゼを含有する酵素混合物が、かなりの
量のセルラーゼも含有する場合には、該セルラーゼはキ
シラナーゼの任意の公知の精製法で除去するか、又は該
セルラーゼは任意の許容される化学的処理又は機械的処
理によって処理することにより選択的に不活性化される
。

キシラナーゼは培養ブイヨン（ｂｒｏｔｈ）中に生産さ
れたものとして、又はその濃縮混合物として、あるいは
キシラナーゼの更に濃縮された混合物又はキシラナーゼ
の乾燥調剤のいずれかから製造された混合物として、前
記キシラナーゼは施用され得る。

本発明のリグノセルロース質物質のキシラナーゼ処理は
、攪拌しながら又は攪拌しないで行なわれる。前記キシ
ラナーゼ処理の処理時間が終ったら、得られた処理され
た物質をそのまま使用してもよいし、あるいは濃縮して
もよく、その後得られた前記処理された物質は別の操作
に使用される。

場合によっては洗滌工程を含めてもよい。

本発明の方法の別の態様によれば、前記キシラナーゼ処
理の吹抜に濃縮工程及び／又は洗滌工程を行ない、これ
によって残留する活性なキシラナーゼを含む濾液を収得
し、この濾液をキシラナーゼで処理すべきリグノセルロ
ース質物質に施用することによって再循環して利用する
ことが好ましい。

本発明の方法によれば、慣用の方法で本発明の方法と同
じ程度まで漂白されたパルプに認められる白色度及び粘
度と同等か又はそれよりも良い申し分のない白色度及び
粘度をもった漂白された生成物が提供される。また、よ
り一層高い白色度の水準が、本明細書に記載の方法を使
用して実用的に達成できる。しかしながら前記白色度の
水準は著しく高い塩素含有量の化学薬品の使用及び／又
は有害な粘度低下を犠牲にしてのみ達成し得るだけであ
る。

要を全く除いても、漂白されたパルプが製造でき、それ
によって本発明の方法を用いたパルプミルから排出され
る汚染排水が低減される。

本発明の方法によれば、原料す・グツセルロース質物質
から除去されるより有機質の物質をミルの回収工程に再
循環させる機会が与えられ、こめようにして漂白方法が
環境汚染する汚染源を低減される。

本明細書において、特にことわらない限りは部及び％の
全てはオーブン乾燥した物質の重量基準である。

本発明の処理されたリグノセルロース質物質を特徴づけ
て特定するパラメーターの測定試験は次の標準法で行な
った。

カッパー価　　ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−２３６Ｍ−７６粘
　　　度　　ＴＡＰ、ＰＩ試験法Ｔ−２３００Ｍ−８２
白　色　度　　ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ−４５２０Ｍ−８３
本発明を以下の実施夛１により説明するが、実施例に限
定されるものではない。

尤鳳■ユ ストレプトマイセス・リビダンス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙ
ｃｅｓｌｉｖｔｄａｎｓ）　６６　（菌株１３２６）か
ら染色体ＤＮＡを抽出し、次いで制限酵素Ｓａｕ　３Ａ
で部分的に消化した。

得られた染色体ＤＮＡ断片を、１０〜４０％の直線的な
ショ糖濃度勾配法を用いて分画した。４〜１Ｏｋｂの断
片を豊富に含有する画分をプールして集め、その後にエ
タノール沈澱させた。ストレプトマイセス・リビダンス
３１３１から採取したベクタープラスミドｐＩＪ７０２
を、制限酵素１■で完全に消化し、次いでフェノール−
クロロホルム混合液で抽出することにより酵素を除いて
ＤＮＡを集めた。得られたプラスミドをエタノール沈澱
させ、次いでＫｅｎｄａｌｌ　とＣｕｌｌｕｍのｒＧｅ
ｎｅＪ　、２９．３１５（１９８４）に記載の方法によ
って脱リン酸化した。ＤＮＡ断片の連結反応については
、前記の部分的に消化したストレプトマイセス・リビダ
ンス染色体ＤＮＡ断片と前記の脱リン酸化したベクター
プラスミドｐＩＪ温で１夜処理した。

ストレプトマイセス・リビダンス１３２６はＮ−メチル
−Ｎ′−二トローＮ−ニトロソグアニジンを用いて突然
変異を誘発させたものであり（Ｄｅｌｉｃら、ｒＭｕｔ
ａｔｉｏｎ　Ｒｅｓ、　Ｊ　、９．１６７（１９７０）
　Ｊ　、次いでβ−１，４−Ｄ−グルカン　グルカノハ
イドロラーゼ（エンドセルラーゼ）生産活性をもたず且
つキシラナーゼ生産活性をもたない２重的な変異株を選
択した。この２重的な変異株は、主な炭素源として１％
カルボキシメチル−セルロースを含有する固体最小培地
上で検出して選抜した。エンドセルラーゼ活性の有無を
判定する鑑定のための視覚化は、ＴｃａｃｌｔｃｒとＷ
ｏｏｄのｒａｐ、　ｃｉｔ、４によるコンゴーレッド染
色法で行われた。キシラナーゼ生産活性をもたない変異
株の検出は、上記カルボキシメチル−セルロースを１％
オート麦粕キシランに代えた以外は上記と同じ最小培地
を用いて、上記と同じ方法で行なった。コンゴーレッド
染色法はキシラナーゼ活性の検出にも適用できることが
知見された。上記の両方の場合の検出において、染色さ
れない帯域が存在しないということは、酵素の生成がな
いことを示すとみなされる。上記のようにして得られた
２重的な変異株であるストレプトマイセス・リビダンス
１０−１６４は極めて安定であり、最も高い形質転換効
率を与えるものと思われ、それゆえにキシラナーゼ遺伝
子の発現系を出現させるためにかなり好適な宿主微生物
として選抜された。

上記２重的な変異株であるストレプトマイセスリビダン
ス１０−１６４のプロトプラスト化及び形質転換はＣｈ
ａｔｅｒらのｒＣｕｒｒ、　Ｔｏｐｉｃｓ　Ｍｉｃｒｏ
ｂｉｏｌ。

Ｉｍｍｕｎｏｌ、　Ｊ　、９７．６９（１９８２）に記
載の方法で行なった。形質転換されたプロトプラストを
、メラニンの発現のための補助成分を加えたＲ５培地上
に塗布接種し、次いでその上を、４２℃で、寒天０．６
％を含有するＲ５培地３−で覆った。Ｋｅｎｄａｌｌと
Ｃｕｌｌｕｍの方法（ｒｏｐ、、　ｃｉｔ、」（１９８
４））に従って３０℃で１６時間培養した後に、形質転
換体をチオストレプトン耐性の有無を基準にして選択し
た。キシラナーゼ生産活性のあるクローンの選別は、Ｂ
ｉｅｌｙらのｒＡｎａｌ、　Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｊ　、１
４４．１４２（１９８５）に従って調製したＲＢＢ−キ
シランを補足成分として加えた最小培地を用いて行なっ
た。

キシラナーゼを生産するコロニーは、上記培地の基質を
加水分解して透明な帯域を作る。

２つのキシラナーゼ生産クローンを選抜し、これらをス
トレプトマイセス・リビダンスＩＡＦ１８及びストレプ
トマイセス・リビダンスＩＡＦ３０と命名した。上記ス
トレプトマイセス・リビダンスＩＡＦ１８及びＩＡＦ３
０中に存在するプラスミド性（ｐｌａｓｍｉｄｉｃ）Ｄ
ＮＡ物質のアガロースゲル電気泳動による分析は、存在
している上記のプラスミド全部がベクタープラスミドｐ
ＩＪ７０２よりも太きいものであること、すなわちプラ
スミドｐｌＡＦ１８及びプラスミドｐｌＡＦ３０はそれ
ぞれ５．７ｋｂ及び６．７ｋｂの挿入断片を有している
ことを示した。これら２つのハイブリドプラスミドを使
用して前記２重的な変異株ストレプトマイセス・リビダ
ンス１０−１６４を再形質転換させた。

全ての場合において、上記形質転換８体の１００％は、
予じめ計測した酵素活性について陽性であったので、推
定上のキシラナーゼ（■１遺伝子がプラスミドと結合さ
れていることが認められる。前記プラスミドｐｌＡＩ’
１８とプラスミドｐｌＡＦ３０の制限酵素マツピングは
、制限部位に関して２つの挿入断片の間に違い（ｄｉｓ
ｃｒｅｐａｎｃｙ）があることを明らかにし“た。しか
しながら、上記挿入断片ｐｌＡＦ１８に対して内在的な
りａｍ　ｌｌｌ−鋤Ｉ制限断片をプローブとして用いた
サザンブロツテイングは、約２ｋｂのＤＮＡが前記２つ
の挿入断片に共通して含有されることを示した。

ｘｌｎ遺伝子の発現は、ＴＳＢ　（トリブチケース大豆
肉汁培地）中で及びキシラン培地中で異なる（ｄｉｆｆ
ｅｒｅｎｔ）クローンの深部培養によって調べ、野生型
（正常型）の菌株ストレプトマイセス・リビダンス１３
２６及び３１３１と比較した。上記キシラン培地（Ｍ　
１３培地という）はキシラン〔オート麦粕から得たもの
、Ｓｉｇｍａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、　　（米国ミ
ズリー州セントルイス）製）　ｌＯｇ　：　（Ｎ１１４
）！ＳＯ４，１，４ｇ、ＫｔｌｌＦ’０４，２．５ｇ　
；　Ｋｌｆ２Ｐ０４，１．０ｇ　；酵母抽出液（Ｄｉｆ
ｃ。

製）２ｇ；プロテオース・ペプトン（Ｄｉｆｃｏ製）。

ｌ　ｇ　；　Ｍｇ５Ｏ，・７１１２０，０．３ｇ　；　
ＣａＣ１ｔ　・２１１，０，０．３ｇ　；Ｔｗｅｅｎ　
８０．　２　ｍｌ　；及び微量金属溶液〔ＣｏＣｌ２・
６ＨｚＯ（２００ｍｇ）、　ＦｅＳＯ４・７ｔｌｚＯ（
５００ｍｇ）、　ＭｎＳＯ４・ｉｌｚＯ（１６０ｍｇ）
及びＺｎＳＯ４・７１１ｘＯ（１４０ｍｇ　）を含有す
る〕１７ｎｌの全部を蒸留水ｉｏｏ　７７＋７！に溶解
し、ｐＨ３に酸性にしたものからなる。３４°Ｃの培養
温度を選択した。

その理由はこの温度がキシラナーゼ活性に対して良好な
成長割合を与えるＣＫｌｕｅｐｆｅｌら、ｒＡｐｐｌ。

Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、Ｊ　、
２４．２３０（１９８６）　）からである。培養４８時
間（ｈ）及び７２時間（ｈ）について得られた結果を第
１表に示す。

第１表 １０／−の培養濾液中で発現させた キシラナーゼ活性 ａ：キシラナーゼ活性の評価は、０．ＩＭ　Ｍｃ［１ｖ
ａｉｎ緩衝液ｐＨ６、ｏ中で１％キシランの水性懸濁液
ｌ−で適当に希釈された酵素溶液１７ｎｌを６０°Ｃで
１０分間培養することによって行なった。この反応はジ
ニトロサリチル酸試薬２ｄを加え、次いで１５分間加熱
することによって終結させた。放出された還元糖の量は
、標準としてＤ−キシロースを用いて測定した。キシラ
ン懸濁液１１ｄ！からなるブランクを上記と同じ方法で
培養し、それに上記ジニトロサリチル酸溶液２ｍｌと酵
素１ｍｌを加えた。

前記野生型菌株がプラスミドｐＩＪ７０２を有するか又
は有しないかいずれにせよ、該野生型菌株をＴＳＢ中で
生育させた場合には酵素活性を産生ぜず、またキシラン
培地中で生産された酵素活性の水準は培養濾液の３〜６
１Ｕ／−の間を変化した。クロニンＩＡＦ１８とＩＡＦ
３０は任意の誘発剤が存在しない場合でもＴＳＢ（０，
９〜４．５１０／ｍ／）中で有意な活性を示した。キシ
ラン培地中で生育させたクローンＩＡＦ１８及びＩＡＦ
３０は極めて高い水準のキシラナーゼを産生じた、例え
ばクローンＩＡＦ１８は３８０１１／ｍｌに達した。全
培養の細胞内画分においては、極くわずかな量のキシラ
ナーゼ活性が検出されただけであり、酵素の効率的な分
泌を示していた。

キシランで誘導した後の菌株ストレプトマイセス・リビ
ダンス３１３１並びにクローンＩＡＦ１８及び！ＡＦ３
０の培養上澄濃縮をクマシーブルーで染色した後に５Ｄ
Ｓ−９％ＰＡＧＥで、分泌されたキシラナーゼについて
分析した。上記２つのクローンのキシラナーゼ様生成物
は推定Ｍ　ｒ　４０００を存していた。

この値はストレプトマイセス・リビダンス１３２６から
単離された未変性（ｎａｔｉｖｅ）の精製されたキシラ
ナーゼのＭｒに正確に一致し、上記クローンの両方共に
少なくとも完全な構造遺伝子をコード、している挿入断
片を有することを示していた。また、前記タンパク質の
同一性はアンチキシラナーーゼ抗体を用いてウェスタン
ブロッティング試験で免疫学的に確認された。

火監週１ ストレプトマイセス・リビダンスＩＡＰ１Ｂの遺伝安定
性をＴＳＢ中で及び１％キシラン（前記のもの）を含有
するＭ１３培地中で、それぞれチオストレプトンの存在
下又は不存在下で酵素産生を試験することによって調べ
た。両方の培地中では、得られた酵素濃度（ｌｅｖｅｌ
ｓ）は、少なくとも１０回の連続した移植については一
定のままであり、抗生物質チオストレプトンの不存在に
よって影響を受けなかった。マルチコピー遺伝子効果が
ＴＢＳ中で観察された。そこでは、２４時間後には矛盾
なく約２１０／ｍＩ！が測定され、４８時間後には１０
１［Ｊ／７ｎＩ！に達した。生成物のこの濃度は数日間
安定のままであり、且つ３４℃で酵素の良好な安定性に
よって説明される。Ｍ１３培地にグルコースを添加した
場合には、異化代謝産物抑制が明白に示され、グルコー
スが消費されると酵素産生が開始された。一方、同じＭ
１３培地に主要炭棗源としてキシロースを添加した場合
には、第２表に示したようにキシランのみを使用するこ
とによって得られたように８００ＩＵ／−の細胞外キシ
ラナーゼ濃度が産生された。

第２表 キシランを１％又は２％含有するＭ１３培地上で、野生
株ストレプトマイセス・リビダンス１３２６と、そのク
ローンストレプトマイセス・リビダンスＩＡＦ１８との
間での酵素産生についての比較を第３表に示した。同一
濃度で、ストレプトマイセス・リビダンス１３２６は２
８１０／ｍｌを産生じ、これに対しストレプトマイセス
・リビダンスＩＡＦ１８　Ｇｔキシラナーゼ１３００１
Ｕ／−及び１６００　［Ｕ／−をそれぞれ分泌した。

第３表 実施例３ 本例は従来法による一連の順序の漂白諸工程Ｃ／Ｄ−Ｅ
−Ｄ−Ｅ−Ｄで漂白した方法の例であり、本発明の方法
による順序の漂白工程との比較例である。

カッパー価１４．　ｌ、粘度４９．１ｍＰａ、　ｓ及び
ＩＳＯ白色度３４．３％を有する未漂白硬質木材クラフ
トパルプ１５０ｇ　（オーブン乾燥品基準）を、従来法
による順序の漂白諸工程Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄ−Ｅ−Ｄにより
漂白した。薬剤の装入量及び条件は次の通りであった。

Ｃ／Ｄ工程＝３％の稠度（コンシステンシー）をもつパ
ルプに、塩素２．８１％と二酸化塩素０．１２％とを５
０℃で３０分間にわたって加えた。

Ｅ１工程：１０％の稠度をもつパルプに水酸化ナトリウ
ム１．５６％を７０℃で６０分間にわたって加えた。

Ｄ、工程＝６．０％の稠度をもつパルプに二酸化塩素０
．８％と水酸化ナトリウム０．４５％とを７０°Ｃで３
時間にわたって加えた。

Ｅ、工程二ｌＯ％の稠度をもつパルプに水酸化ナトリウ
ム０．４％を７０°Ｃで６時間にわたって加えた。

Ｄ２工程：６．０％の稠度をもつパルプに二酸化塩素０
．１％を７０°Ｃで３時間にわたって加えた。

最後工程の二酸化１素工程の後に得られたパルプは、次
の特性を有していた。

白色度　９０．０％（ＩＳＯ） 粘度３１．９　ｍＰａ、ｓ 実施例４ 本実施例は従来法による一連の順序の漂白工程０−Ｃ／
Ｄ−Ｅ−Ｄの例であり、本発明の方法による一連の順序
の漂白工程との比較のために示す例である。

カッパー価１４．１．粘度４９．１ｍＰａ、　ｓ及びＩ
ＳＯ白色度３４．３％を有する未漂白の硬質木材クラフ
トパルプ１５０ｇ　（オーブン乾燥品基準）を、Ｈｏｂ
ａｒｔミキサー中で攪拌しながら水酸化ナトリウム２．
５％及び十分な量の水と一緒に混合して１０％の稠度に
した。次いで得られたパルプを中稠度酸素反応器（ａ　
ｍｅｄｉｕｍ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ　ｏｘｙｇｅｎ
　ｒｅａｃｔｏｒ）に移した。この反応器中で、前記パ
ルプを酸素で、６０１　ｂｓ／１ｎｃｈ”の圧力で、１
００°Ｃの温度で６０分間処理した。パルプのｐＨは最
終的にｐＨ１１，４となった。

次いで４％の稠度まで希釈した後にパルプを濾過し、１
％の稠度で水洗し、次いで再度濾過した。

洗滌されたパルプは以下の特性を有していた。

カッパー価　８．３％（未漂白パルプよりも４１％低い
） 粘　　　　度　２５．６　ｍＰａ、ｓ 白色度５０．１％（ＩＳＯ） 次いで酸素処理したパルプを一連の順序の漂白工程Ｃ／
Ｄ−Ｅ−Ｄで更に漂白した。薬剤の装入量及び条件は次
の通りであった。

Ｃ／Ｄ工程＝３．０％の稠度をもつパルプに塩素１．６
５％と二酸化塩素０．０７％とを５０℃で３０分間にわ
たって加えた。

Ｅ　工程：１０％の稠度をもつパルプに水酸化ナトリウ
ム０．８２％を７０℃で６０分間にわたって加えた。

Ｄ　工程：６．０％の稠度をもつパルプに二酸化塩素０
．２５％と水酸化ナトリウム０．０５％とを７０°Ｃで
３時間にわたって加えた。

上記の一連の順序の漂白工程０−　Ｃ／Ｄ　−ＥＤで漂
白したパルプは次の特性を有していた。

白色度　８９．９％（ＩＳＯ） 粘度１８．９　ｍＰａ、ｓ 本実施例は従来法の一連の順序の漂白諸工程Ｘ−Ｃ／Ｄ
−Ｅ−Ｄの例を示すものであり、本発明の方法による順
序の漂白工程との比較のために示すものである。上記漂
白工程のＸはキシラナーゼ処理工程を表わす。

カッパー価１４．１．粘度４９．１ｍＰａ、　ｓ及びＩ
ＳＯ白色度３４．３％を有する実施例１の未漂白硬質木
材クラフトパルプ５０ｇを実施例１に記載のようにして
組換え体として得た微生物ストレプトマイセス・リビダ
ンス［ＡＦ　１８から取得したセルラーゼを含有しない
キシラナーゼを用いて処理した。処理は、３％のパルプ
稠度で、０．１Ｍ酢酸ナトリウム緩衝水溶液中で２５０
ｒｐｍで攪拌しながら、ｐｌ＋５及び１５０ｆＵ／ｍｌ
のキシラナーゼ濃度で、５０　’Ｃで１６時間行なった
。

この酵素処理の吹抜に、得られたパルプを濾過し、１％
の稠度で洗滌し、次いで再度濾過した。これを洗滌して
得られたパルプは次の特性を有していただ。

カッパー価　１０００％（未漂白パルプよりも２３％低
い） 粘　　　　度　５３．５　ｍＰａ、　ｓ白色度４０．１
％（ＩＳＯ） 次いで得られたキシラナーゼ処理したパルプを、次の順
序の漂白工程Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄで更に漂白した。薬剤装入
量及び条件は次の通りであった。

Ｃ／Ｄ工程：３．０％の稠度をもつパルプに塩素２．１
４％と二酸化塩素０，０９％とを５０　’Ｃで３０分間
にわたって加えた。

Ｅ　工程＝ｌＯ％の稠度をもつバルブに水酸化ナトリウ
ム１．２％を７０℃で６０分間にわたって加えた。

Ｄ　工程二６．０％の稠度をもつバルブに二酸化塩素１
．０％を７０℃で３時間にわたって加えた。

上記の順序の漂白工程Ｘ−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄで漂白したバ
ルブは次の特性を有していた。

白色度　９０．８％（ＩＳＯ） 粘度３０．３会、Ｓ 実施例６ 本例は比較のためにのみ示す例である。

実施例４の未漂白の硬質木材クラフトバルブを、実施例
４記載の酸素処理に供した。次いて、酸素処理したバル
ブを、キシラナーゼを存在させなかった以外は実施例５
に略述したようなキシラナーゼ処理の条件下で処理した
。その後に、得られたバルブを濾過し、１％の稠度で水
洗し、次いで濾過した。これを洗浄して得られたバルブ
は、以下の特性を有していた。

カッパー価　　８．０ 粘　　　　度　　　２５．６ｍＰａ、ｓ白色度　５２．
５％（ｒｓｏ） このようにして酸素処理−緩衝処理と連続的に処理され
たバルブは、実施例４の酸素処理されたバルブと同一の
カッパー価及び粘度特性を有することが認められた。上
記の緩衝処理は、前記のパルプ特性に殆ど影響を与えな
かった。

実施例７ 本実施例は、本発明の方法の一連の順序の漂白工程０−
Ｘ−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄの例を示すものである。

実施例４の未漂白の硬質木材クラフトパルプを、実施例
４記載の酸素処理に供した。次いで、酸素処理したバル
ブを、実施例５に記載のキシラナーゼ処理に供した。洗
浄後に得られた酸素処理−キシラナーゼ処理されたバル
ブは、以下の特性を°有していた。

カッパー価　　５．３（未漂白パルプよりも６２％低い
） 粘　　　　度　　２Ｂ、６ｍＰａ、ｓ 白色度　５５．９％（ＩＳＯ） 次いで、上記の酸素処理−キシラナーゼ処理したバルブ
を、一連の順序の漂白工程Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄで更に漂白し
た。薬剤の装入量及び条件は次の通りであった。

Ｃ／Ｄ工程：　３．０％の稠度をもつバルブに、塩素１
．０５％と二酸化塩素０．０４４％とを５０℃で３０分
間にわたって加えた。

Ｅ　　工程：１０％の稠度をもつバルブに、水酸化ナト
リウム０．５９％を７０℃で６０分間にわたって加えた
。

Ｄ　工程二６．０％の稠度をもつバルブに、二酸化塩素
０．１％と水酸化ナトリウム０．０５％とを７０℃で３
時間わたって加えた。

上記の一連の順序の漂白工程叶Ｘ−Ｃ／Ｄ−トＤで漂白
して得られたバルブは、以下の特性を有していた。

白色度　　９０，５％（＋８０） 粘度　２５．７ｍＰａ、ｓ 実施例４で酸素処理単独で処理して得られたバルブのカ
ッパー価は８．３であり、これは処理前の未漂白バルブ
のカッパー価よりも４１％低い。実施例５でキシラナー
ゼ処理単独で処理して得られたバルブのカッパー価は１
０．８であり、これは処理前の未漂白バルブのカッパー
価よりも２３％低い。比較として、実施例５について連
続的に酸素処理−キシラナーゼ処理した場合（本実施例
）は、得られたバルブのカッパー価は５．３であり、こ
れは処理前の未漂白パルプのカッパー価よりも６２％低
く、酸素処理及びキシラナーゼ処理別々の処理を基準と
して該２つの処理の間の相乗効果を明確に例証している
。前記の酸素処理及びキシラナーゼ処理別々の処理を単
に付加的に行った場合には、カッパー価６．４を与える
ことが予期され、これは処理前の未漂白バルブよりも５
５％低いカッパー価に相当する。

また、実施例３．４又は５それぞれで例示的に説明した
一連の順序の漂白工程、Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄ−Ｅ−Ｄ　。

０−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄ又はＸ−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄの任意の１
つと同等、あるいはそれよりも低い場合もある最終的な
白色度まで漂白するのに必要とされる薬剤装入量と比較
して、一連の順序の漂白工程０−Ｘ−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄに
ついて実施例７に示したように０−ｘ処理したバルブの
吹抜の漂白に関しては、Ｃ／Ｄ工程、Ｅ工程及びｂ工程
の薬剤装入量が各々有意に低減された。

実施例８ 本実施例は、本発明の方法の一連の順序の漂白工程Ｘ−
０−Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄの例を示すものである。

実施例４の未漂白の硬質木材クラフトパルプを、実施例
５記載のキシラナーゼ処理に供し、次いで実施例４記載
の酸素処理に供した。前記のｘ−０処理（キシラナーゼ
処理−酸素処理）したバルブは、次の特性を有していた
。

カッパー価　　５．３（未漂白パルプよりも６２％低い
） 粘　　　　度　　３０．２ｍＰａ、ｓ 白色度　６２．３％（ＩＳＯ） 次いで、上記のｘ−０処理したバルブを、一連の順序の
漂白工程Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄで更に漂白した。薬剤の装入量
及び条件は次の通りであった。

Ｃ／Ｄ工程：３．０％の稠度をもつバルブに、塩素１．
０５％と二酸化塩素０．０４４％とを５０℃で３０分間
にわたって加えた。

Ｅ　工程：　１０％の稠度をもつバルブに、水酸化ナト
リウム０．６４％を７０℃で６０分間にわたって加えた
。

Ｄ　工程：８．０％の稠度をもつバルブに、二酸化塩素
０．１５％を７０℃で３時間わたって加えた。

上記の一連の順序の漂白工程ｘ−０〜Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｄで
漂白して得られたバルブは、次の特性を有していた。

白色度　　９１．６％（ｌ５Ｏ） 粘度　２１．８ｍＰａ、ｓ 本実施例８で上記のｘ−Ｏ処理で処理して得られたバル
ブのカッパー価は、実施例７でＯ−ｘ処理（酸素処理−
キシラナーゼ処理）して得られたバルブのカッパー価と
同一であり、且つ酸素処理及びキシラナーゼ処理の順序
には拘りなく該２つの処理の間に相乗効果が存在するこ
とを説明している。また、前記のＯ−ｘ処理又はＯ処理
（酸素処理）単独で処理して得られたバルブに比べて、
上記Ｘ−０処理して得られたバルブは、向上した白色度
及びはるかに向上した粘度を有していた。

本実施例の一連の順序の漂白工程Ｘ−０−Ｃ／Ｄ−Ｅ−
Ｄで漂白して得られたバルブの、最終的な白色度は９１
．６％（ｌ５Ｏ）であり、これは低減された量の塩素及
び塩素含有化合物を使用して、且つ望ましくない副作用
を伴わずに、バルブの白色度の最高限度の有効な上昇が
得られることを説明するものである。

実施例９ 本実施例は、本発明の方法の一連の順序の漂白工程０−
Ｘ−Ｄ−Ｅ−Ｄの例を示すものである。

実施例４の未漂白の硬質木材クラフトバルブを、実施例
４記載の酸素処理に供した。次いで、酸素処理したバル
ブを、実施例５記載のキシラナーゼ処理に供した。得ら
れたバルブは、以下の特性を有していた。

カッパー価　　４．６（未漂白パルプよりも６７％低（
り 粘　　　　度　　　２４．１ａ＋Ｐａ、ｓ白色度　６０
．８％（ＩＳＯ） 上記の酸素処理−キシラナーゼ処理したバルブを、一連
の順序の漂白工程Ｄ−Ｅ−Ｄで更に漂白した。

薬剤の装入量及び条件は次の通りであった。

Ｄ１工程二６．０％の稠度をもつバルブに、二酸化塩素
０．５％と水酸化ナトリウム０．２５％を７０℃で３時
間わたって加えた。

Ｅ　工程＝ＩＯ％の稠度をもつバルブに、水酸化ナトリ
ウム０．３％　を７０℃で６０分間にわたって加えた。

Ｄ２工程＝６．０％の稠度をもつバルブに、二酸化塩素
０．１％を７０℃で３時間わたって加えた。

上記の一連の順序の漂白工程０−Ｘ−Ｄ−Ｅ−Ｄで漂白
して得られたバルブは、以下の特性を有していた。

白色度　　９０．３％（ｌ５Ｏ） 粘度　２２．４ｓ＋Ｐａ、ｓ 本実施例９もまた、前記の酸素処理とキシラナーゼ処理
との間の相乗効果を例証しており、それによってこの場
合には、処理前の未漂白パルプのカッパー価よりも６７
％低いカッパー価が得られる。

また、上記０−Ｘ処理（酸素処理−キシラナーゼ処理）
した後には、良好な粘度と共に向上した白色度が得られ
た。

本実施例９で例示的に説明した本発明の方法は、当業者
によって認められる比較的少ない二酸化塩素装入量で、
元素状塩素を使用しないで十分に漂白された高い白色度
が得られ、且つ良好な粘度を維持する機会（ｏｐｐｏｒ
ｔｕｎｌｔｙ）を提供する。

実施例ＩＯ 本実施例は、本発明の方法の一連の順序の漂白工程０−
Ｘ−Ｄ−Ｐの例を示すものである。

実施例４の未漂白の硬質木材クラフトパルプを、実施例
４記載の酸素処理に供し、次いで実施例５記載のキシラ
ナーゼ処理に供した。上記の０−Ｘ処理（酸素処理−キ
シラナーゼ処理）工程で漂白したバルブは、以下の特性
を有していた。

カッパー価　　４．６（未漂白バルブよりも６７％低い
） 粘　　　　度　　２４．１ａ＋Ｐａ、ｓ白色度　６０．
８％（ＩＳＯ） 次いで、上記の０−Ｘ処理工程で漂白して得られたバル
ブを、一連の順序の漂白工程Ｄ−Ｐで更に漂白した。薬
剤装入量及び条件は次の通りであった。

Ｄ工程＝６．０％の稠度をもつバルブに、二酸化塩素１
．０％と水酸化ナトリウム０．２％を７０℃で３時間わ
たって加えた。

Ｐ工程＝１０％の稠度をもつバルブに、過酸化水素０．
１％と水酸化ナトリウム０．２５％を７０℃で６０分間
にわたって加えた。

上記の一連の順序の漂白工程０−Ｘ−Ｄ−Ｐで漂白して
得られたバルブは、以下の特性を有していた。

白色度　　９０．９％（ＩＳＯ） 粘度　２０Ｊｎ＋Ｐａ、ｓ 本実施例の場合には、わずか４つの処理工程を使用した
だけで、また元素状塩素を使用しないで十分に漂白され
た高い白色度が得られた。

実施例１１ 実施例４の未漂白の硬質木材クラフトバルブを、最終の
Ｄ工程の薬剤装入量をバルブに対して二酸化塩素０．５
％及び水酸化ナトリウム０．１％に代えた以外は、実施
例７に記載の一連の順序の漂白処理工程０−Ｘ−Ｃ７０
−Ｅ−Ｄ　＋、：供した。上記０−Ｘ−Ｃ７０−Ｅ−Ｄ
漂白して得られたバルブは、以下の特性を有していた。

白色度　　９１．７％（ｌ５Ｏ） 粘度　２５．１ｍＰａ、ｓ 本実施例１１はまた、本発明の方法について実施例７に
記載の利点を例証している。特に、本実施例の場合には
、良好な粘度（２５，１ｍＰａ、ｓ）で極めて高い白色
度［９１，７％（＋８０）］が得られた。

実施例１２ 実施例４の未漂白の硬質木材クラフトバルブを、最終の
Ｄ工程の薬剤装入量をバルブに対して二酸化塩素０．０
８％に代えた以外は、実施例８に記載の一連の順序の漂
白処理工程Ｘ−０−Ｃ７０−Ｅ−Ｄに供した。

上記Ｘ−０−Ｃ７０−Ｅ−Ｄ漂白して得られたバルブは
、以下の特性を有していた。

白色度　　８９．１％（＋８０） 粘度　２１．２ｍＰａ、ｓ 本実施例１２はまた、本発明の方法について実施例８に
記載の利点を例証している。

前記実施例５に記載のようにキシラナーゼ処理の吹抜の
洗浄処理は任意のものとみなされるが、一般には、酵素
処理したバルブを長期間保存した場合には、上記洗浄処
理が必要とされ、且つ該酵素を変性することが推奨され
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キシラナーゼで加水分解可能なキシロシド結合を有
   するリグノセルロース質物質の漂白方法において、前記
   リグノセルロース質物質を（ａ）アルカリ性媒体中で酸
   素又は酸素含有ガスで処理し且つ（ｂ）前記リグノセル
   ロース質物質中の前記加水分解可能なキシロシド結合の
   加水分解を行なうのに十分な量で、実質的にセルラーゼ
   を含有しないキシラナーゼを用いて該キシラナーゼでリ
   グノセルロース質物質を処理して、これにより、漂白さ
   れたリグノセルロース質物質を得ることを特徴とするリ
   グノセルロース質物質の漂白方法。 ２、前記の酸素又は酸素含有ガスを用いる処理が前記の
   キシラナーゼを用いる処理に先行するものである請求項
   １に記載の方法。 ３、水性懸濁液中の前記リグノセルロース質物質が約３
   重量％〜約３５重量％の範囲から選択される稠度（コン
   システンシー）を有するようにして該リグノセルロース
   質物質を、アルカリ性媒体中で酸素又は酸素含有ガスを
   用いて約３０ｐｓｉ（ゲージ）〜約２５０ｐｓｉ（ゲー
   ジ）の酸素分圧で約７０℃〜約１７０℃の範囲内の温度
   で約１０〜９０分間処理する請求項１に記載の方法。 ４、水性懸濁液中の前記リグノセルロース質物質が約１
   重量％〜約２０重量％の稠度を有するようにして該リグ
   ノセルロース質物質を、１〜５００ＩＵ／ｍｌの範囲内
   のキシラナーゼ濃度のキシラナーゼで２０℃〜８０℃の
   範囲内の温度で１〜４８時間処理する請求項１に記載の
   方法。 ５、前記リグノセルロース質物質に対して行なう酸素処
   理及びキシラナーゼ処理に加えて、次の群すなわち、 （ｉ）塩素、二酸化塩素又はそれらの混合物を用いて水
   性媒体中で処理する工程、 （ｉｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工程
   、 （ｉｉｉ）過酸化物を用いてアルカリ性水性媒体中で処
   理する工程、 （ｉｖ）次亜塩素酸塩を用いて水性媒体中で処理する工
   程、 （ｖ）オゾンを用いて水性媒体中で処理する工程、及び （ｖｉ）二酸化窒素を用いて水性媒体中で処理する工程
   からなる群から選ばれる１種又はそ れ以上の追加の処理工程を付加的に行なう 請求項１に記載の方法。 ６、前項５の１種又はそれ以上の追加の処理工程を前記
   の請求項１に記載の酸素処理及びキシラナーゼ処理の次
   後に行なう請求項５に記載の方法。 ７、請求項１又は請求項５に記載の処理で得られた漂白
   されたリグノセルロース質物質を、（ｉ）アルカリ塩基
   を用いて水性媒体中で抽出する工程及び（ｉｉ）アルカ
   リ塩基を用いて水性媒体中で酸化的に抽出する工程から
   なる群から選ばれる追加の処理工程で処理することを追
   加的に含む請求項１又は請求項５に記載の方法。 ８、請求項１又は２の方法で得られた漂白されたリグノ
   セルロース質物質は、次の順序の諸工程、すなわち （ｉ）塩素又は二酸化塩素又はそれらの混合物を用いて
   水性媒体中で処理する工程、 （ｉｉ）アルカリ塩基を用いて水性媒体中で抽出又は酸
   化的抽出する工程、及び （ｉｉｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工
   程、からなる追加の処理法で更に処理 される請求項１又は請求項２記載の方法。 ９、請求項１又は２に記載の方法で得られた漂白された
   リグノセルロース質物質は、次の順序の諸工程、すなわ
   ち （ｉ）二酸化塩素を用いて水性媒体中で処理する工程、
   及び （ｉｉ）過酸化水素を用いて水性媒体中で処理する工程
   からなる追加の処理法を更に受ける 請求項１又は２に記載の方法。 １０、リグノセルロース質物質は硬質木材の化学パルプ
   である請求項１に記載の方法。 １１、使用される前記のセルラーゼを含有しないキシラ
   ナーゼは、ストレプトミセス属に属するキシラナーゼ遺
   伝子含有の微生物から採取されたキシラナーゼである請
   求項１に記載の方法。 １２、ストレプトマイセス・リビダンスの宿主変異株に
   ハイブリドプラスミドを導入することによって作製され
   た組換え体微生物から得られたキシラナーゼを使用する
   ものであり、前記の宿主として用いる変異株はセルラナ
   ーゼ生産活性を実質的にもたない特性を有するものであ
   り、前記ハイブリドプラスミドは、ストレプトマイセス
   ・リビダンス６６から得られたキシラナーゼ（ｘｌｎ）
   遺伝子をベクタープラスミドｐＩＪ７０２に組込むこと
   によって構築されたプラスミドである請求項１、２又は
   ５のいずれか１項に記載の方法。 １３、前記の宿主として用いる変異株はストレプトマイ
   セス・リビダンスの２重的な変異株１０−１６４であり
   、この２重的な変異株はセルラーゼ生産活性を実質的に
   もたないこと及びキシラナーゼ生産活性を実質的にもた
   ないことの特性を有する菌株である請求項１２に記載の
   方法。 １４、キシラナーゼ処理の次後に、追加的に洗滌工程は
   又は濃縮工程を行ない、これによって、残留する活性な
   キシラナーゼを含む濾過を収得し、この濾過をキシラナ
   ーゼで処理すべきリグノセルロース質物質に施用するこ
   とに よって、残留のキシラナーゼを再循環して利用する請求
   項１又は２に記載の方法。