| 研究概要 |
ペルオキシダ-ゼ(PO)やラッカ-ゼ(LA)は、フェノ-ル性水酸基の脱水素反応を触媒してフェノキシラジカルを生成する酵素である。たとえば、LAを単離リグニンに作用させると、リグニンの一部は低分子化するが大部分は高分子化する。この高分子化は、LAの作用で生成したラジカル間のカップリングによって生じる。また、樹木の木化過程では、セルロ-スやヘミセルロ-ス間に供給されたリグニン前駆物質画、POなどの酵素の働きによって重合し、繊維間に沈着し接合力が発現するとされている。本研究では、酵素によるこの脱水素反応を利用してラジカルを木質繊維のリグニンあるいは別に添加したリグニン前駆物質に生成させ、そのカップリングを利用して繊維間接合を試みた。すなわち、POをマダケの筍から、LAをカワラタケの培養液から調製し、脱水素重合を透析膜法および滴下法で行った。その結果、バニリン酸脱水素重合物(VA・DHP)生成の最適条件は、pH6、反応24時間、VAは多い時、PO活性15,000U、30%H_2O_2量0.1mLであった。VA・DHPをThermo Mechanical Pulp(TMP)上に沈着させ、そのVA・DHPーTMP複合体から調製した抄き合わせ紙の層間剥離強さ(PS)は、VA・DHP生成の最適条件で最大PSを示した。このPSは、VA・DHPを混合した時の約1.7倍強く、TMP上にDHPを沈着させることでTMPとVA・DHP間に結合が生成し繊威間接合力が増大したと考えた。また、LAによる滴下法でのDHP生成やTMP前処理を検討した結果、LAでリグニンを活性化したTMP上に透析膜法でPOによりVA・DHPを沈着させるとPSは向上した。
この脱水素重合反応をDouble Disk Rifiner Pulp(DDRP)を用いたファイバ-ボ-ド製造に応用いた結果、POまたはLAでDDRPを処理することで、平面剥離強さ(IB)および耐水性能が向上した。LA処理では繊維間接合力の改善より、耐水性能特に耐吸水性能の改善が著しかった。
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