你随手丢弃的废纸,能让汽车跑起来

作者: 董妙音

来源: 中国科学院近代物理研究所

发布日期: 2021-07-31 08:00:00

科学家们发现废纸可以用于纤维素酶的发酵生产,这种酶广泛应用于多个领域,如生物能源和食品加工。利用废纸生产纤维素酶不仅能降低成本,还能高效利用废纸资源,对环境保护和经济发展有重要意义。

回收废纸可以做什么?也许大家都知道:可以再造一种纸呀!然而,答案或许并不如此简单。在不久的将来,我们随手丢弃的一张废纸,也许能给汽车加油,还能让果汁更好喝,甚至能让衣服更加光滑鲜艳......

“变废为宝”的本领这么强大,这是真的吗?科学家们已经在实验室里给出了证据。我们的现代生活离不开纸。

想想我们洗完手用的擦手纸,各种办公学习用纸,还有电商购物节时像小山一样的快递包裹,我们每个人都是“废纸生产大户”。据统计,作为城市固体垃圾和造纸工业废弃物的主要成分之一,全球每年废纸的产量高达4亿吨!真是触目惊心!废纸的纤维素含量高,价格低廉,原料来源广泛易获取,生产量很大,这些特点使废纸具有非常好的开发应用潜力。

科学家们的脑洞总是很大:既然废纸中也含有高含量的纤维素,那么它能否用以纤维素酶的发酵生产呢?纤维素酶最早发现于蜗牛的消化液中,是一组能够将纤维素类底物特异性水解成葡萄糖等单糖的复合酶系总称。这个概念听起来很学术,但其实离我们的生活特别近。近年来,随着科技的进步和社会的发展,纤维素酶已经成为继淀粉酶和蛋白酶之后的全球第三大工业用酶制剂!

它被广泛应用于生物能源、食品、造纸、纺织洗涤、医药、动物饲料以及农业废弃物处理等领域。如果能用废纸进行纤维素酶的发酵生产,不仅能降低成本,还能高效利用废纸资源,可谓一举多得!此前也有学者进行过相关尝试,但研究结果并不理想。如果想要规模化应用,还需要对发酵菌株进行改良或对发酵工艺做进一步的优化。虽然困难重重,但一项新的研究证实:利用废纸资源进行发酵生产纤维素酶,是有效且可行的!

这项研究发表在环境科学领域的《清洁生产杂志》上,由中国科学院近代物理研究所王曙阳研究员团队完成。为了进一步提高产酶效果,研究者们选用硬纸板纸和麸皮进行混合碳源发酵。麸皮作为一种农业加工副产物,含有一定量的可溶性纤维寡糖成分,能够有效诱导纤维素酶和半纤维素酶的分泌。研究者们惊喜地发现,这种混合碳源比硬纸板纸作为单一碳源的产酶能力还提高了不少!

其中,β-葡萄糖苷酶活提高了56.86%,木聚糖酶活较目前广泛应用的微晶纤维素碳源发酵酶活提高了16.51%。这些结果都高于此前同类研究报道的发酵酶活。变废为宝,未来可期!这项研究为废纸资源高值化利用新途径的开发奠定了实验基础。如果能将其推向市场,将对解决城市废纸资源管理问题、加快实现减污降碳和推动区域经济高质量发展具有重要意义。

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