专利名称：通过用白色腐朽菌预处理来提高化学制浆工艺的效率的方法
技术领域：
本发明涉及某些真菌在处理用于生产纸浆和纸制品的纤维素材料中的用途。更具体地讲，本发明涉及一些真菌、具体为担子菌纲的真菌在预处理木材(包括木片)中的用途，其中的预处理与化学蒸煮工艺相结合，从而提高了该工艺的效率和/或所生产纸浆的质量。
木材是一种由纤维素、半纤维素、木素(lignin)和木材提取物或通常称作“木沥青(pitch)”、“树脂”或“木材树脂”的树脂材料组成的复杂的物质。人们对木沥青的组成已经进行了研究并且在文献中进行了广泛的报道，例如木材提取物及其对纸浆和造纸工业的重要性第10章“木材树脂”D.B.Mutton；W.E.Hillis，Ed，高等院校出版社，纽约州(1962)。
在从木纸浆生产产品的过程中，木沥青的存在是人们所不希望的，这是因为由于其粘性和韧性使得它频繁地形成难以去除的沉积物，从而导致相当频繁和长时间的停工以进行清理，其中树脂倾向于在粗滤板、过滤器以及穿过纸加工设备时积累沉积。人们熟知当在清理前如果使木沥青积累时间太长时，它也可以使从中形成的纸浆和纸褪色。在本领域中已知由木沥青积累可以造成其它的不利因素，例如废水污染。
在Nilsson等人的美国专利3,486,969中公开了当使木材的其它成分、尤其是纤维素和半纤维素的降解降低到最小程度时，某些真菌可以用来接种木片以便减少其中以及从中得到的纸浆的树脂含量。但是，该文献中公开的真菌的菌种显然均为霉菌或表面形成真菌，当感染木材时，上述真菌必然地生成了易于刨去的表面或表皮的斑点(参见J.S.Boyce，森林病理学，第3版，1961，McGraw-Hill图书公司，第493-512页，尤其参见第496-497页)。上述真菌不能实现就我们所知的实用上的成功。
在所出版的欧洲专利申请EP 03 87 187 A2中描述了某些穿透木材的真菌应用于造纸木材(pulpwood)和纸浆以减少其中木沥青的含量，其中的真菌通常列入子囊菌纲或半知菌纲类。在所出版的欧洲专利申请EP 04 70 929 A2中也公开了类似的有使用价值的穿透木材的真菌的衍生物。
在出版的法国专利申请2 692 590中描述了一种优选的穿透木材的真菌Ophiostoma piliferum的其它的菌株衍生物，其中当上述真菌在处理过的底物上生长为白色或无色时，它们能够很好地降解木沥青并表现出腐蚀性的生长特性。
一系列如上所述的O.piliferum的优选和改良的穿透木材的菌株已表现出商业能力并且已经取得了商业上的成功。除了极大地节省了减少木沥青的花费以外，早先已经证实纸强度有所提高(表现为更快的机器速度)，并且进一步表明制浆效率也有所提高，这可能是由于上述真菌具有基本上打通树脂道以及射线薄壁细胞的能力。上述真菌能够应用于实践的能力部分归结于该真菌能够在未灭菌的底物上竞争性地生长并且不受天然感染木材原料的其它真菌或生物体的排斥或支配。回想起来，人们至少可以对为什么所说的穿透木材的真菌能够有用并能提供所说的优点进行理论上的解释。例如，所说的穿透木材的真菌已知为死木上的早期的定居者并因此成为木材腐朽过程中的早期的贡献者。因此，人们可以想象上述真菌的主要天生的目的在于基本上除去或者减少木材中的树脂，该过程也打通了树脂道和薄壁组织细胞以便以后的定居腐朽菌(诸如白色腐朽菌和褐腐菌，其中上述真菌例如通常可在真菌分类学中的担子菌纲(Basidiomycotina)中找到)的侵入。当存在许多树脂时，所说的穿透木材的真菌支配其它真菌的能力可能可以确保其降解木沥青的目的得以实现并且这与其基本的天生的目的在于降解木沥青的理论是一致的。
包括具体的白色腐朽菌的担子菌可以降解木材中的木沥青，同时不会对作为结构木材的木材的质量造成不利的影响。降解木沥青并且在未灭菌的木材上良好生长的白色腐朽菌例如包括如在美国专利5,472,874和5,476,790中公开的群交裂褶菌、Trichaptum biform、Phanerochaete gigantea以及Phlebia tremellosa。
担子菌以几种形态学上特有的型式从木材中除去木素。当相当于纤维素的量而言降解了更多的木素时，一种称作“选择性去木质作用”的腐朽是显而易见的。在这种类型的腐朽中，可以基本上完全地除去位于次生细胞壁和胞间薄层的木素，而位于细胞壁S2层的大量纤维素则原封不动地保留在那里。白色腐朽菌也可以引起“同时腐朽”。这种类型的腐朽的特征在于同时除去了纤维素和木素，留下的细胞或被钻孔和腐蚀的凹坑打得满是窟隆或者大范围的次生细胞壁变薄。在这些腐朽的类型中存在许多的变化。
一些担子菌仅仅引起同时腐朽，而另一些担子菌可以在底物的一部分发生同时腐朽、在另一部分则主要发生去木质作用。在这种情况下，对整个底物进行化学分析便会错误地估价上述真菌引起选择性地去除木素的潜力。已经报道了从木材中降解的木素、纤维素和半纤维素数量上的差异以及上述细胞壁组分受腐蚀的顺序。一些白色腐朽菌具有选择性地除去很大数量的木素同时仅有少量纤维素的损失以及中等到少量半纤维素的损失的能力。其它一些白色腐朽菌已表现出在一开始对木素具有很高的选择性，随后会腐蚀残留的纤维素。因此，随着进行化学分析所处的腐朽的阶段一些真菌对木素的选择性可以发生变化。
在有关真菌和真菌酶用于造纸的潜在用途的通常的研究领域中，由于担子菌、特别是白色腐朽菌具有降解木素以及生产木素降解酶的能力，从而已为人们所注目。使用上述真菌的原始的概念(称作“生物制浆”)是建立在先处理造纸木材(例如以木片的形式)以便在进入制浆厂之前开始制浆或者去除木素工艺的这一想法的基础上的。
如在美国书面专利5,055,159中所述，一种经判别特别适用于上述目的的白色腐朽菌为Ceriporiopsis subvermispora。当在该专利中指出上述真菌获得其所需的效果的作用原因或机理是与选择性的木素降解作用有关时，我们已经指出一些已报道的益处也暗示出那些由以上所述的木沥青降解真菌得到的益处。与我们通常对担子菌的理解一致，真菌Ceriporiopsis subvermispora在未灭菌的底物上生长不好，并且该专利公开了在用真菌接种前先对底物进行灭菌。
已经进行了几篇尝试着在多种木质纤维上使用白色腐朽菌来创造生物制浆系统的报道。以前的研究集中在单一的或者相对极少的真菌的种中。在该以前的系统中最常用的真菌为白色腐朽菌Phanerochaete chrysosporium。现有技术通常认为已经进行了一些尝试来使用生物体(如白色腐朽菌)作为处理木材工艺的一部分，在该工艺中结合了对纤维素纤维进行机械或者热机械制浆的步骤。
有许多白色腐朽菌对木素的降解没有选择性并且同时除去了大量的多糖。杂色革盖菌为引起所有的细胞壁组分同时降解的白色腐朽菌的一个实例。该菌为一种作为所有白色腐朽菌的代表已重复用于分析中的种。但是，在白斑腐中有许多的变化。除了那些对木素的降解具有选择性或者没有选择性的菌种以外，有可能找到在一种底物内引起上述两种白斑腐腐蚀的真菌。这样便形成了有斑点的(mottled)去木质的木材以及同时生成的白斑腐木材。也已经报道了例如对纤维素或半纤维素的其它类型的白斑腐的腐蚀。
由白色腐朽菌、尤其是由那些选择性地降解木材中的木素的白色腐朽菌引起的木素的降解成为使上述真菌十分理想地适用于必须改变或者除去木素或多种酚类化合物的工业应用中(诸如用于造纸)的特征。也已经暗示出用于生物制浆、生物漂白以及处理制浆厂废水的白色腐朽菌潜在的用途，但是其实际有效的结果仍是难以确定的。
事实上，当有关木质纤维中的木素和纤维素的相互作用的确切数量是已知的时候，由于上述关系的极端复杂性以及由不同白色腐朽菌生产的酶的多样性，可能不容易从给定真菌对木材的作用来预测是否用上述真菌部分消化的木材中制得的纸浆或纸具有所需的质量。基于选择性地降解木素而应用于生物制浆的白色腐朽菌的选择性看似很合理，但是事实表明这对所得纸的质量的预测很差。在木素降解与在制浆工艺结束时生产的纸浆或纸的所需质量之间的确切关系根本不清楚。因此，在目前的技术标准以及目前对木素和纤维素复杂的相互作用的理解的条件下，仅有可能凭经验来确定通过给定的生物制浆工艺生产的纸的质量以及通过该工艺实现的任何能量或者化学方面节约的量。
本发明的一个目的在于扩大用于处理纸浆和造纸木材的真菌的范围，其中尤其是在未灭菌的木材底物上的应用。
本发明的另一个目的在于提供一种对化学制浆工艺进行真菌的预处理，其中通过上述工艺可以更容易并且更均匀地将木片制成纸浆而且可以生产出高质量的纸制品。
根据本发明，已经发现了某些担子菌纲的真菌、尤其是白色腐朽菌(如Phlebia tremellosa、Trichaptum biforme、群交裂褶菌以及Phanerochaete gigantea)在预处理如上处理的木材或造纸木材以形成得到高质量产品的更统一、有效的工艺方面效果是令人满意的。也已发现上述处理提高了木材底物(尤其包括未灭菌的木材底物)的孔隙性。上述孔隙性的提高伴随着在随后的化学处理步骤中液体渗透进入更多孔的木材或造纸木材的细胞中的提高。尽管在事实上选择白色腐朽菌可以深深地穿透并且在除去木沥青和/或树脂或者在改造了细胞壁的地方留下了空隙，但已经发现上述空隙对纸浆或造纸木材中的木素含量基本上没有影响。但是，所得到的经真菌处理的纸浆在随后进行化学处理时表现出亮度有所提高、产率有所提高以及随之而来的κ值的减小，同时粘度又没有明显的降低。
白色腐朽菌在制浆工艺中潜在的用途已越来越为人们所注目。事实上，在实验室的灭菌(例如高压灭菌)木材上已经观察到有限的一些成功[参见例如AT-B-397 589；美国专利5,055,159；Messner等人，“生物制浆对在环境方面安全的造纸技术发展的综述”，FEMSMICRO.REV，13351-364(1994)]，但其在未灭菌的木材上的效果迄今仍未进行揭示并且该效果从上述实验室的结果中是无法预测的。如果给所有的木素-降解真菌提供在纯营养源(无论是琼脂、灭过菌的木片还是其它的无菌底物)上定居的机会的话，实际上上述所有的真菌预计都能在木材上生长并且在一定程度上能持续良好地生长至随后受到竞争真菌攻击的时候。
但是对于真菌而言，为了成功地与其它微生物在如制浆厂中发现的未灭菌的木材上竞争，该真菌必须具有某些生长毒性的特性，其中的生长毒性必须抑制已经存在于底物上的竞争微生物的生长。否则对于使木材更易于制浆而言，该真菌具有极少或者根本没有实际的效用。
因此，本发明提供了一种软化木材或造纸木材的方法，以便于经过预处理后生产出比未经生物预处理的纸浆更好的纸浆，接下来再进行化学蒸煮。人们认为这种真菌的预处理改造了细胞壁和/或提高了木材、尤其是造纸木材和纸浆的孔隙性，使得蒸煮的化学药品更易于穿透上述木材或造纸木材，因而更易于并且更均匀地制浆，其中所说的方法包括将担子菌、尤其是白色腐朽菌的接种物加入到造纸木材或纸浆中，随后在使上述真菌生长的条件下维持接种后的造纸木材或纸浆一段时间，该时间足以预处理纤维素底物(例如木材或者造纸木材)以生产更好的纸浆，例如为了蒸煮化学药品的穿过而改造细胞壁和/或降解纹孔膜(和/或提高造纸木材或纸浆的孔隙性，从而软化木材使之更易于进行化学制浆。通过SEM检验，上述“预处理效果”是显而易见的。
本发明的目的还在于用于纸制品的制浆的未灭菌的木材或木片的生物预处理。已经发现通过使用白色腐朽菌的具体的种(如Phlebiatremellosa、Phanerochaete gigantea、群交裂褶菌或Trichaptumbiforme)并且在用所说的真菌处理木材或木片的过程中维持相当宽松的条件，便有可能使生物处理或预处理作为化学制浆工艺的一部分。人们进一步发现上述工艺制得的纸的强度比起由纯化学制浆制得的纸的强度有所提高，但与此同时该工艺显著地节省了在机械和/或化学制浆工艺中耗费的能量。而且，由化学药品的节省、蒸煮时间的缩短和/或产率的提高显然可以看出化学制浆工艺更为有效。
因此，本发明的方法中使用的真菌对木素可以是有或无选择性的。相反地，本文称作“预处理”的重要的生物诱导作用由于一个或多个细胞壁的改造和/或孔隙性的提高和/或纹孔膜(pit membrane)的降解使得木材更易于制浆，其中上述作用使得化学制浆更加有效地进行、从而带来了意想不到的化学制浆结果。通常可以加入上述真菌以加速木材的“风化”，从而获得更短、更有效的蒸煮时间和制浆工艺，而这些都可以归结为在生产改进的纸浆和纸制品中使用的造纸木材和纸浆的木沥青含量的降低和/或细胞壁的改造和/或纹孔膜的降解。
上述白色腐朽菌在生物制浆工艺中的使用不仅使制浆厂由于木片不能被充分或均匀地蒸煮而废弃的木片的量有所减少，而且由于在化学处理过程中木素更有效地溶解从而使得κ值更迅速地下降。令人感到吃惊的是，即使当白色腐朽菌的预处理本身没有造成木素含量的明显下降时，上述工艺仍然有效。这一发现把用于该工艺的真菌的范围扩大至那些不降解木素的真菌(例如白色腐朽菌)，但这些真菌可以预处理纤维素底物以便从随后的化学蒸煮中生产出改进的产物或方法。上述生物制浆工艺也减少了对环境有害的含氯组合物的需要。
这种化学的“生物制浆”工艺、尤其是牛皮纸(硫酸盐)或亚硫酸盐工艺(其中在加热的情况下例如在100℃至200℃的温度范围内用硫酸盐、酸式亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和/或中性亚硫酸盐处理来对木材或造纸木材进行化学处理)似乎产生了许多其它的好处，其中包括减少了氯气或含氯的化学药品的使用、缩短了蒸煮时间、减小了H-因子、κ值更快速地下降(去木质作用)并且由孔隙性的提高引起了更多的化学药品渗入到木材中去。在本发明的一个特别优选的实例中，使预处理过的木材或造纸木材进行化学处理，其中包括在160℃至180℃的温度范围内用硫酸盐和碱性溶液进行处理。由于离子以及溶解的木素产物从木材或造纸木材中扩散出来，因此促进了随后化学药品渗透进入木材或造纸木材中，从而使制浆工艺更为有效。
此外，向木材底物中加入本发明的白色腐朽菌通常似乎会“软化”木材并显著地节省一般由造纸工业的制浆工艺所耗费的电能和/或机械能。用于评价上述节能的可靠的模型为Simons’染色。Blanchette等人(采用Simons’染色来评价生物机械制浆的纤维特性，TAPPI杂志75121-124，1992)和Yu等人(Simons’染色的作用机理，TAPPI杂志78175-180，1995)已经介绍并讨论了Simons’染色的步骤。可以可靠地采用到精制纤维末端的颜色变化的强度来预测能量的节约。显现出橙黄色则标志着在把木材通过机械精制成纸浆的过程中将发生显著的电能的节约(Akhtar，M.，R.A.Blanchette与T.A.Burnes，1995；采用Simons’染色来预测在生物机械制浆过程中的能量节约，木材与纤维科学27258-264)。
术语“树脂”或“木沥青”(这两个术语可以互换使用)是指木材中的疏水物质的复杂混合物，有时也称之为提取物，其中上述物质可以溶解在中性的有机溶剂中，比如二氯甲烷、乙醚、苯甲醇及类似物。这些提取物包括萜、二萜(“树脂”)酸、脂肪酸及酯(如steryl酯、甘油酯和蜡)以及醇、糖类和其它与之有关的化合物。为实现本发明的目的，采用了二氯甲烷的标准的Tappi提取分析将足以用来测量不希望有的木材树脂的减少，而这正是本发明的目的所在。但是，如乙醇/甲苯等其它公认的溶剂系统实质上同样具有代表性。
树脂或木沥青是软木(如美国长叶松、针叶树和杉木)和硬木(如桦木属和杨木属并且包括山杨、枫树、桦木和橡树)的重要组分，它可以占到被送入机械或化学纸浆工艺的加工原料的重量的4％甚至更高，通常对用于制浆的大多数木材而言该重量百分数为1.5至4.0％。软木通常比硬木含有更多的树脂，其中在软木当中松树的树脂含量最高。在硬木中，树脂主要位于当把木材制成纸浆时生成了大部分的纤维组分的射线薄壁细胞中。在软木中，树脂既含在射线薄壁细胞中，也含在树脂囊中。
本文中所使用的术语“造纸木材”是指用于生产纸张、纸板或其它纤维素产品(如纤维胶)的在制浆之前的任何收获(砍伐)形式的木材，它包括如原木、圆材、木片、锯末及类似物等形式。术语“精制的造纸木材”是指从给完整的造纸木材的形式(如圆材)施加机械和/或剪切而得到的造纸木材，其中通过施加相应的力便获得了可以引入制浆工艺的大量的高表面积以及小的薄片(如木片和锯末)。本发明也可以应用于能分为纸浆一类的含木素的纤维素材料，其中该材料仍然必须经过足够的处理以便显著地降低其中木素的含量(并释放出所包含的木沥青)，尤其是仍保留了最初木素含量的60％或者更多的纸浆(如第一步的机械纸浆)更应进行上述处理。
因此，本发明一方面可以用来至少部分地减少未灭菌的精制的造纸木材和不完全精制的纸浆的木沥青和/或树脂成分，而这是通过向造纸木材或纸浆中加入白色腐朽菌、尤其是选自由Phlebiatremellosa，Phanerochaete gigantea，群交裂褶菌和Trichaptumbiforme组成的组中的白色腐朽菌的接种物，积累大量的接种后的造纸木材或纸浆并在使得或者促进真菌在积累物中生长的条件下维持堆积物一段足以使由真菌引起造纸木材或纸浆中的木沥青和/或树脂成分减少的时间来实现的。而且，与本发明的化学和/或牛皮纸制浆工艺相结合的上述真菌接种物的加入提供了经预处理用于随后进行化学处理的木材或造纸木材。尽管预处理或风化的确切特征是不知道的，但人们相信它包括在蒸煮过程中使纤维素底物更适于随后的化学渗透，其中接种物的加入量应能通过提高孔隙性和/或降解木材或造纸木材的纹孔膜和/或细胞壁来有效地预处理、软化和/或风化木材或造纸木材。经上述处理的木材或造纸木材比未经预处理的木材或造纸木材更加容易和均匀地进行蒸煮。
上述真菌可以加入到未灭菌、未精制的造纸木材中，例如通过接种原木(cut timber)(为合乎要求，在没有剥皮的原木中至少有一部分有划痕)并维持该原木一段足以使真菌在木材底物上生长并深入木材底物的时间而得到的剥皮的或者没有剥皮的经切削加工的原木，从而生成一种经过预处理的木材底物。人们认为上述预处理包括细胞壁的改进和/或木沥青和/或树脂组分的减少和/或影响纹孔膜的降解和/或提高了纤维素底物的孔隙性。而且，尽管上述真菌本身不必除去纤维素底物的木素组分，但它可以加以改进以便于释放出和/或改进木素发生色团(chromophore)或其它的木素降解产物。上述效果也说明了更加显白的原因。
本文中所使用的术语“接种物”及类似的名词是指当把真菌加入底物中时其生存力足以使真菌生长的任意的真菌材料。一般的真菌接种物包括真菌培养物或从真菌培养物中得到的配制品，其中人们希望的是来自生物纯培养物的配制品。大多数真菌的基本结构单元为真菌菌丝或“菌丝”。在聚集体状态时，这些菌丝包括称作“菌丝体”的真菌体。真菌一般通过由菌丝体发出的称作分生孢子的孢子以及具有休眠结构的称作厚壁孢子的孢子进行无性繁殖，或者可以通过担孢子进行有性繁殖。上述所有形式和真菌的组成部分(例如菌丝体和孢子)均可适用于本发明的接种物。通过以任一的几种常规方式来培养真菌便可以提供一种接种物的形式。可以按照人们所希望的或者按需使用固体或液体培养基，其中优选液体培养基。当有可能时通常优选在有利于形成孢子的条件下培养真菌，并且一般优选接种物含有许多由培养真菌得到的孢子。当不生成孢子时，菌丝体片段可以用作接种物。
上述接种物可以为固体或者液体的形式。可以使用总的液体培养物或其部分，例如菌丝体和孢子的混合物。当在培养物中可以得到高含量的孢子时，可以对该产品进行冻干(冷冻干燥)或者喷雾干燥以便得到干的接种物，其中孢子构成了在接种后生成真菌的具有生存力的成分。通常把呈浓缩物形式的接种物储存在保持所需存活力的温度下，其中该浓缩物可以用水稀释而加以应用。液体形式通常进行冷冻储存，该温度一般为-5℃至-80℃、更一般的温度为-10℃至-75℃。尽管含有作为可操作的接种物的孢子的冻干形式一般比对应的液体形式更稳定并且可以储存在更高的温度下，但干燥形式的储存与上述方式类似。接种物的组成可以包括其它成分，诸如防腐剂和稳定剂或引入某种干燥工艺中的惰性载体。
真菌接种物可以和一种或者多种出于不同目的的生长维持佐剂混合或与之同时使用。例如，可以与上述接种物一起使用一种抗蒸腾剂(抑制脱水)以便于假如在低湿度或者高温的情况下确保接种物适宜的早期的生长条件。而且，可以使用起到粘着剂和/或营养物的物质以确保或者维持萌芽并且提供有利于生长的环境。尽管也可以使用多种物质，但对这些目的而言羧甲基-纤维素是优选的。
可以通过多种方式将接种物施加到木材底物上。一般说来是以系统的或者有条不紊的方式来施加接种物的。例如，在整个精制的造纸木材或者经切削加工的原木的外表面上以一定的间隔、优选以规则的间隔分配该接种物。更加优选的是以均一或者均匀的方式(即基本上穿过整个精制的造纸木材)分配该接种物。一个常用的实例包括向木材喷雾。但这对待接种的每个单个的木片、锯末颗粒以及类似物却没必要。由于未接种的小片与接种小片相互接触而堆积，所以可以接种10％甚至更低、但优选至少大约20％、更优选至少大约50％的单个的小片。例如，该接种物可以掺入到能用来润滑切削木材的链锯的合适的培养基(如植物和/或矿物油)中。在生长的过程中，感染非常容易地四处扩散。
通常通过真菌生长基本上穿过了所有物质的事实来反映对木片完整或者均匀的接种。但是，尽管已经进行了接种，仍可能发生该物质的一些部分、尤其是一堆精制木材或造纸木材的外层与该物质的其余部分相比生长得很少、甚至于根本不生长。
在一个优选的实例中，当从精制操作中排出木片或锯末、但在将其积累成堆之前，把该接种物喷洒到木片或锯末上。例如，木片切削装置通常都备有接收新制备的木片并传送这些木片累积成堆的输送装置。可以按照常规的方式将含有接种物配制品的喷洒机装配到输送装置上，其中优选当木片在空中时(例如自由下落或者翻转落下)安装在输送装置与切削机的汇合点处或者安装在输送装置的另一端以便在木片从输送装置下落之前恰好对木片进行喷雾。另外，也可以在木片堆积累的过程中通过在积累的堆上或多或少地进行连续的喷雾来将上述接种物施加到木片堆上。
当处理纸浆或精制的造纸木材时，施加的剂量可以随几个因素(如待处理的木材，木材的条件或年龄，生长条件，所希望的处理时间及类似的因素)而变化。一般说来，当给每100克的纸浆或造纸木材施加含有0.5至10克的菌丝体(脱水菌丝体的湿重)的接种物时可以得到令人满意的结果，其中优选给每100克待处理的底物施加1至5克的菌丝体。可以如以下实施例1或实施例A中所述来制备脱水前的上述菌丝体，其中优选如实施例A所述的方法进行制备，并且该菌丝体可能含有孢子。可以按常规的方法测定主要或者仅仅取决于孢子的接种的剂量，并且结果表明该剂量在每千克底物105至1010CFU(菌落形成单位)的范围内，更普遍的在每千克底物106至109CFU的范围内。类似地，可以测定并施加所表达的菌丝体的剂量。例如，可以对菌丝体进行组织匀浆(例如5-10分钟)，并且可以按常规的方式粗略计算出当在营养培养基上培养时从片段生成的菌落的数量以便于测定出给定体积的CFU。
通常以用水稀释的可喷洒的组合物的形式来施加接种量，例如加入的组合物的体积为每千克底物20至60ml。优选把上述真菌施加到刚切削或精制的造纸木材或在低温下冷冻或储存的刚切削的底物中直至处理为止，或者可以对该底物灭菌。当施加到在处理前已经进行风化处理的未灭菌的造纸木材时(例如在处理前生产了大约5天或更多天的木片)，可以根据人们的要求提高接种量至剂量范围的较高的端值以便于避免、抑制或克服在接种前自然地感染木材的真菌的背景生长的影响。
可以以多种形式和方式中的任意一种将上述真菌施加到圆材的末端。可以以任意一种提高真菌生长的接种物的形式(例如以菌丝体或孢子的形式)来施加上述真菌。该接种物也可以呈液体或者干燥的形式。例如，可以使用菌丝体和/或孢子的含水的悬浮液，或者可以干燥或者冻干菌丝体和/或孢子以生成干燥形式。一般优选稀释或培养基浓缩物的液体水溶液的形式。因此，上述真菌的接种物可以以干粉的形式施加或者当其呈液态时进行喷洒或者用手涂抹。用该接种物完全地覆盖圆材的末端，例如通过向圆材末端进行喷洒直至液体溢出或者在整个圆材的末端涂抹菌丝体的浓缩的培养基的液体。
在另一个实例中，可以把事先已经根据本发明的方法接种并温育的木片分散到新的木片中以便影响或提高接种。该接种物可能并非是生物纯的。但是，该结果反映出在先的接种至少有20％、优选至少40％、更优选至少50％的接种物为所希望的真菌。
在接种后，在使得或者促进真菌生长基本上穿过上述物质的条件下维持堆积物。假定事实上本发明在大多数情况下都可能在露天中实施并且因此上述物质经历了多种的天气状况，那么在整个处理过程中维持任意一种给定的理想条件一般十分困难以致于无法实现，并且通常在实施的过程中上述要求并不是必须的。一般说来，在真菌生长的温度下、同时又避免在真菌死亡的较高的温度下基本上维持上述物质就足够了。尽管本发明的真菌在0℃或者低于0℃下可以表现出一些合理的生长，但通常更适宜的温度至少为5℃、优选从10℃至50℃、更优选15℃至45℃、最优选从20℃至40℃。
在潮湿或者温暖的气候条件下不必影响环境温度，并且无需特殊的维持便可以在露天中保持接种了的物质。在寒冷的气候条件下，可以根据人们的需要向接种了的物质提供用于维持更适宜温度的装置。这可以是一种放置在接种了的物质之上的保温覆盖物，例如大的塑料布。另外，可以给放置接种了的物质的地板配备加热和/或冷却管道或者配备多个用于释放暖空气或蒸汽或者流过冷空气或其它流体的开口。通过类似的方式可以使用一种可在内部加热并释放出辐射热的混凝土制的“圆顶建筑”或者类似的结构来维持造纸木材的堆积物。当装配加热装置时，人们还希望控制湿度条件以避免过度的干燥。就此而论，用于排放热量或蒸汽的装置就足够了。但由于在堆积物中由真菌生长和其它微生物或者天然的作用而生成的热量，所以在许多寒冷气候条件下的操作会令人满意地进行着而同时需要极少或者无需外界的援助，除非如果需要的话，可以排出上述物质里面的部分以释放出积累的热量。
在处理接种的精制的造纸木材的过程中，该过程的时间随许多因素发生很大的变化，这些因素包括所希望的树脂和/或木沥青去除的程度、所希望的预处理、温度和湿度条件、接种的程度以及类似的因素。但是，通常在2天后、优选从第3天至第40天、更优选从第4天至第30天可以得到令人满意的结果。在优选的条件下，在接种后的4至20天(更一般的为5至15天)便可以得到非常有效的结果(例如木沥青减少了大约20％或者更多)。
对未精制的造纸木材(如经切削加工的原木)进行处理一般要比精制的造纸木材需要更长的时间，该时间可以延长到2个月。但是，用所说的真菌处理纸浆和造纸木材的时间通常应当达到所希望的木沥青的降低和/或预处理，同时应当避免因时间过长可能造成的任何对底物的纤维素组分实质上的侵蚀。用于未精制的造纸木材的剂量可以类似于那些用于精制的造纸木材的剂量，并且在10％至100％的可利用表面上、其中更一般的在15％至50％的可利用表面上施加上述剂量。
在实施本发明的过程中所使用的真菌为事先已知的种并且可以通过已知的方式得到，例如可以从公开的培养物收藏所或者通过从上述真菌自然生长的木材或其它来源中分离得到。尽管取决于多种因素(如可以从中分离出菌株的来源)可以预料到在菌株之间有一些变化，但是本发明的真菌显示出在未灭菌的长叶松、红松或火炬松以及硬木(如枫树、橡树、山杨和桦木)上显著地生长，并且可以预料到上述真菌在通常用于制备纤维素产物的其它的木材类型上生长良好。但是，我们认为所观察到的预处理的效果对每个种都是相同的，而不具有菌株特异性。可以通过多种已知的方法(如菌株选择、交配和突变)、同时又不丧失其鉴定的种的特性来修饰本发明真菌的自然产生的分离物。
如下所述，我们所优选的自然的分离物已经保藏在北部区域研究中心(NRRL)中，但显而易见可以对上述菌株进行修饰并且优选的真菌菌株不仅包括上述分离物而且包括所有其它的分离物，并且所说的修饰至少基本上具有降解木沥青和/或在灭菌的长叶松上生长的特性，其中任意一种被保藏的菌株都具有上述特性。本发明中所使用的真菌在造纸木材和纸浆上呈白色或者基本上呈无色生长。由于上述真菌可以用来基本上或者完全地控制自然地感染未灭菌底物的其它呈较暗色生长的真菌，所以可以使用本发明的方法中所用的真菌来生产出需要少量漂白的高级产品，以便得到最终的纸制品。
保藏我们已经按照布达佩斯条约将十种分离物的生物纯的样品保藏在美国伊利诺斯州皮奥立亚的北部区域研究中心(NRRL)中，下面给出了保藏物的登记号及其保藏日期。在收到所有的样品时都已由保藏单位对其进行了检验并且发现它们是存活的，并且在对该申请授予专利权的时候，最终将会取消对公众可以获得上述样品的所有限制
在以上保藏的Phlebia tremellosa的菌株在下面鉴定为分离物BRI-94和分离物BRI-118。
上述保藏物是作为天然分离物从美国明尼苏达州死亡的原木中得到的，但其它分离物可以从地球上许多其它的地方得到。真菌Phlebiatremellosa是从硬木中分离出来的。本发明的真菌(如Phlebiatremellosa)的分类遵照的是Ainsworth&Bisby’s真菌词典，第7版，1983 D.L.Hawksworth，B.C.Sutton，&G.C.Ainsworth，国家真菌学研究所Kew，Surrey，英国。
群交裂褶菌和T.biforme也是从硬木中分离出来的，而P.gigantea是从红松中分离出来的。应当指出的是Trichaptumbiforme在过去也称作Polyporus pergamenus和Hirschioporuspargamenus，参见Gilbertson等人，北美多孔菌，第2卷，真菌菌群，奥斯陆，挪威1987，第770-772页、以及Otjen等人，“由土地和实验室中的Hirschioporus pargamenus对桦木木材(纸桦)进行选择性的去木质作用”，Holzforschung 40(1986)，183-189。另外，在过去Phanerochaete gigantea也称作巨大隔孢伏革菌，参见Burdsall，H.H.，Jr.，“对Phanerochaete属的分类学所起的作用”，真菌学论文集，第10期，J.Cramer出版者，Braunschweig，德国(1985)。
下面的实施例仅仅是对本发明及其具体实施方案的解释并且不打算在任何方面限制同样的情况。
常规的实验步骤培养和接种用不同的方法评价造纸木材底物以确定木沥青的减少和生长。为了评价软木的特性，采用了灭菌和未灭菌的长叶松的木片。为评价硬木的特性，采用了包括山杨、橡树、桦木和枫树的未灭菌的木片。在进行评价前，于5℃下储存木片。每次评价都是在同一木材的物种的底物上并且是在从同一木片来源得到的木片样品上进行的。对每次测试而言，首先称取木片的每个样品组的重量，之后在121℃下高压加热待灭菌的木片样品大约20分钟并使上述样品在开始测试前冷却到室温。对预计呈未灭菌形式的木片样品不进行处理并且在其自然条件下加以使用。每个样品组都是通过把测量量的木片放入每个透明的塑料袋中来制备的；其中该塑料袋的大小应足以使其可以封闭起来(尽管可以不是气密性地密封)。使用透明的袋子可以通过视觉来观察木片的生长，并从而进一步使周围的光线进入到待评价的木片样品中。
采用下面的组分制备出YNPD液体培养基(其中的量为克/升所生成的液体培养基)
其中按顺序将上述物质加入到1升蒸馏水中，随后在121℃下高压灭菌大约20分钟并使其冷却到室温。此后，向其它组分中加入1mg的硫胺素，之后YNPD培养基便制好以备使用。
采用如上所述制备的YNPD培养基，在以下常规的条件下制备出每种真菌(a)使用具体的真菌的样品接种含有如上制备的YNPD培养基的无菌培养皿，并且覆盖该培养皿；(b)在室温下(大约20℃)维持接种后的YNPD培养基直至用眼可以辨别出接种后的真菌已经在YNPD培养基上菌丝团的形式良好地生长为止(大约5天)；(c)在已观察到生长良好之后，用手(带有橡胶手套)从培养皿中取出上述菌丝团，用手挤压该菌丝团直至基本上不再有水流出为止，称取挤压后的菌丝团的重量以便测定“湿重”。把挤压或脱水后的菌丝团引入到一个干净的实验室烧杯中，然后在该烧杯中加入5-10ml的蒸馏水进行组织匀浆从而生成了一种可用移液管吸取的悬浮液，之后可以从烧杯中移走该悬浮液并用于接种底物；以及(d)然后把烧杯中的内含物引入到一个有刻度的圆筒中以便测定出可用移液管吸取的悬浮液的体积，并且一经测定后便把该内含物送回到实验室烧瓶中，从中可以取出一些悬浮液来接种样品。
通过给每100克的木片注入含有2-5克(湿重)菌丝团的移液管的内含物来接种木片样品，之后把袋子的开口端折叠起来，振荡并翻转袋子的内含物以便使与接种物接触的木片的数量达到最大。用U形钉在两个地方把袋子的折叠端钉住。然后在室温下把所有接种后的木片样品放置在实验室半敞开的室(benchtop)中一段时间，其中该时间为在每种具体的测试中所说的时间。
每次测试都是在2至5个样品的基础上进行的；本文中所报道的真菌生长的记录为上述多个结果的平均值。
木沥青含量的评价对底物的木沥青含量的评价是根据标准的TAPPI方法T204 OM-88来确定的，其中该方法给出的结果可以表示成用“DCM”提取的每克(g)底物中有多少毫克(mg)的木沥青的含量，而“DCM”为二氯甲烷(二氯甲烷)。按照TAPPI方法，当在底物(如木片)上使用该方法时，在60℃下干燥处理过的木片过夜，然后用带有10-目筛子(10号钢丝网筛)的Thomas-Wiley粉碎机将上述木片研磨成锯末。把3克干燥后的锯末与30ml的DCM相混合，在室温下(大约20℃)搅拌得到的混合物过夜(大约15小时)。用移液管从混合物中吸取液体培养基，通过一个孔径为0.45μm的有机过滤器过滤该液体培养基，然后在一个除去皮重的(事先已经称重)的平皿中使该液体在室温下蒸发过夜。然后在60℃下、在一个空气-循环烘箱中加热平皿中的残留物30分钟以便进一步除去任何残留的DCM，之后使该平皿冷却到室温并再次称重；测定出剩余的残留物(即剩余的木沥青)的重量，将该重量表示为mg单位并且与待评价的最初样品的数量相关联从而相应的含量表示为mg木沥青/克底物木片，或者也可以表示为存在于底物木片样品中的可用DCM提取的百分数，其中该结果等同于或者可以看作是底物中木沥青的百分含量(％提取物)。
在无菌和未灭菌的底物上都可以进行木沥青的评价。在灭菌底物上的评价一般会消除任何自然感染底物的其它生物体的可能的影响。通常认为在灭菌底物上进行评价是对在具体的底物上减少木沥青的真菌更客观的测量。$但是，不管是在灭菌底物上还是在未灭菌的底物上进行评价，木沥青的减少一般都以未经处理的对照物为基准来计算，其中在测试过程中(未灭菌底物的计算)在保持冷冻的状态下对上述对照物灭菌(用于灭菌或者底物测试)。一般说来，人们希望在接种后不超过21天的时间里实现与上述对照物相比木沥青至少减少了20％，其中优选不超过14天的时间即实现上述目标。当在不超过21天的时间里木沥青减少了25％的时候，这表明得到了非常好的结果，其中尤其是在不超过14天便实现了上述减少量时的结果会特别好。
生长的评价应当尽可能对真菌的生长进行统一的评价并且以一种对待评价的所有的单个样品都尽可能几乎相同的方式进行评价，其中当测定生长时评价了几个试验品的每个样品。该评价是采用简单的视觉观察以及建立在一致的基础上的方法并且在每次评价的间隔处(在测试过程中进行中间的评价的地方)以及在每次测试结束时进行的。上述方法以可能的真菌生长的颜色类别为基础，其中在正常的阅读距离处用肉眼便可以观察或者确定在每个单个木片或底物上的生长。当对底物灭菌时，将会辨别出仅有本发明选择物的一种颜色，并且该方法涉及对所有木片简单的视觉检查、从而确定显示出可以看到有候选的真菌生长的木片的数量或者百分数。当在未灭菌的底物上进行生长评价时，通常会辨认出不同的颜色类别，从而区分出本发明或者被接种的真菌与那些自然感染底物的真菌。可以鉴别出一般颜色最浅的接种的选择物，并且计算出用眼睛可以看到上述生长的木片的数量或百分数。下面报道的结果是根据在每种测试情况下观察到有我们所希望的真菌生长的木片的百分数而给出的。处理过的未灭菌的木片表明在其它生物体(如颜色变黑的真菌)的木片的其它位置上可以生长，并且可以通过相似的方式分别记录下上述背景生长的颜色。除了由被接种的真菌阳性生长的结果以外，上述背景生长不应当被视为是无法接受的，但是人们更希望真菌的选择物显然为那些能够很好地抑制或者超过上述背景生长的真菌。
生物制浆的生长的评价根据标准的TAPPI方法T204 OM-88来测定底物的木沥青的含量，并且该含量可以表示为mg木沥青的含量/g底物，其中该底物已用DCM(a.k.a.，二氯甲烷)进行了提取。
根据标准的TAPPI方法T 236 cm-85来测定底物的κ数，从而表明在蒸煮后(通过牛皮纸工艺的部分蒸煮)木片的木素含量。该牛皮纸(化学)工艺涉及用特征在于活性碱(AA)(NaOH+Na2S)和硫化度的蒸煮的化学药品来加热木片，Na2SNaOH+Na2S]]>或
按照通常的作法(Vroom，K.E.，“H因子把蒸煮时间和温度表示为单变量的方法”，加拿大纸浆和纸杂志，58(3)228-231(1957))，已经把在100℃下的相对反应速率指定为1，从而把蒸煮时间和温度表示为称作H-因子的单变量。当把相对反应速率对以小时表示的蒸煮时间作图时，曲线下的面积即表示H-因子。
当在底物(如木片)上使用时，在60℃下干燥处理过的木片过夜，然后用带有10-目筛子(10号钢丝网筛)的Thomas-Wiley粉碎机将上述木片研磨成锯末。用DCM或如TAPPI方法T 204 OM-88所述的其它溶剂来提取锯末。以mg作为木沥青的含量来测定残留物的重量，并且将其表示为mg木沥青含量/g底物或者表示为在最初底物中的木沥青的百分数(％提取物)。当与对照物相比接种的真菌表明经统计木沥青的含量显著减少时，通常表明木沥青有所减少。优选地，与对照物相比木沥青至少减少了10％，更优选木沥青至少减少了15％。
实施例1除去未灭菌的软木(松树)中的木沥青对命名为BRI-94和BRI-118的真菌Phlebia tremellosa的两种不同的分离物除去未灭菌的长叶松中的木沥青的效力及其它特征进行了评价。也评价了对照样品以便提供可比较的基准。对照样品包括在整个测试过程中保持冷冻(-20℃)的未经接种的对照样品以及在室温下维持的用水接种的环境对照样品。采用室温对照可以表明存在于未灭菌的木片样品上的背景生物体对木沥青减少的影响，并且按减少的百分数计算时测量到上述真菌分离物除去木沥青的百分数低于环境对照的百分数。所有的评价都是在接种后生长了14天后、在未灭菌的长叶松的木片样品的500g样品中进行的，其中每轮测试都重复三次、结果取平均值。上述木片的年龄是未知的，但在接种时有20％的蓝色染色剂和2％的黄色染色剂的背景生长，这就表明上述木片是难于除去木沥青的风化的木材资源和底物。为了进行比较，上述测试也涉及真菌Ophiostoma piliferum，其中所说的真菌为可以在已登记的商标ARTAPIP97(Clariant公司)下得到产品，而这些真菌通常在未灭菌的长叶松上表现得非常好。
根据TAPPI方法T204 OS-76所述的方案来评价每个样品可用DCM提取的数量。在所选择的木片样品上分析Klason木素以便于说明样品木片中的木素的降解；在无水的基础上对五种基本的单糖(葡聚糖，甘露聚糖，阿拉伯聚糖(arabinan)，木聚糖和半乳聚糖)进行定量测定，从而确定该木材的糖类的组成。Klason木素的分析通常是根据TAPPI T222 om-85的测试方法进行的。总而言之，根据TAPPI T222om-88方法进行的Klason木素的分析如下在一个混合器或粉碎机中粉碎不含提取物的木材的样品；用硫酸水解上述糖类并使其溶解；过滤除去不溶于酸的木素，干燥并称重。
另外，对所选择的木片样品的糖类进行分析，以便于评价纤维素和半纤维素降解的程度。糖类的分析一般是根据TAPPI T249 cm 85的测试方法(“通过气-液色谱来分析不含提取物的木材和好的纸浆中的糖类的组成”)来进行的。总而言之，采用两步技术用硫酸水解样品；然后中和水解产物部分，并且用sodium borohydrate把存在于样品中的糖还原成糖醇，然后用醋酸酐和吡啶使糖醇发生乙酰化，之后将醋酸糖醇酯溶解在二氯甲烷中并将其注入到气相色谱中。
在该实施例中，接种物包括15g的菌丝团(湿重)，在BRI-94的情况下该菌丝团表示CFU数为2.3×106/g的经过匀浆的菌丝体，而在BRI-118的情况下该菌丝团表示CFU数为3.5×106/g的经过匀浆的菌丝团。
在下面的表1中报道了待评价的样品的结果，如DCM提取物的百分数(％)、木沥青的减少和Klason木素的百分含量(％)，在下面的表2中报道了所选择的样品的糖类的分析
a)每500g木片剂量为5×108CFU表示仅以O.piliferum(产物中仅含有孢子)的孢子数为基准的菌落形成单位。
正如可以从Klason木素的测试结果中看到的那样，人们发现真菌Phlebia tremellosa本身不能有鉴别地影响松树的木片样品的木素含量。但是，在牛皮纸纸浆中却观察到有显著的影响，其中该纸浆是从用P.tremellosa处理山杨木片、然后通过化学制浆处理而生成的(实施例4)。
正如可以从表2的结果看到的那样，与环境对照样品相比，在用本发明的真菌处理的松树的木片样品中糖类的数量没有显著的损失。因此，通过减少木沥青的处理表明纤维素和/或半纤维素并未减少。
在与实施例1有关而进行的生长实验中，即使在12天后仍然难于检测出上述真菌的生长，其中CARTAPIP97实质上显示出不容易检测到的生长、BRI-94表明仅有20％生长，而BRI-118仅有10％生长。对该现象的多种可能的解释包括木片风化的条件、上述真菌生长至无色的趋势和/或由该真菌引起的渗透和内部作用。
实施例2除去硬木(山杨)中的木沥青对与本发明有关的保藏的真菌菌株除去山杨中的木沥青的效力及其它特征进行了评价。也评价了对照样品以便提供可比较的基准。对照样品包括在整个测试过程中保持冷冻(-20℃)的未经接种的对照样品以及在室温下维持的未经接种的对照样品。采用室温对照可以表明存在于未灭菌的木片样品上的背景生物体对木沥青减少的影响。所有的评价都是在接种后生长了14天后、在未灭菌的山杨的木片样品的400g样品中进行的，其中每轮测试都重复三次、其结果取平均值(在接种前，该木片已经风化了大约5天)。为了进行比较，上述测试也涉及用CARTAPIP97(Clariant公司)进行处理。
根据TAPPI方法T204 OS-76所述的方案来评价每个样品可用DCM提取的数量。如前所述，在所选择的山杨的木片样品上分析Klason木素，从而说明样品木片中的木素的降解。如前所述，在绝对的基础上对五种基本的单糖(葡聚糖，甘露聚糖，阿拉伯聚糖，木聚糖和半乳聚糖)进行定量测定，从而确定该木材的糖类的组成。
在下面的表3中报道了待评价的样品的结果，如DCM提取物的百分数(％)和Klason木素的百分含量(％)，在下面的表4中报道了所选择的样品的糖类的分析。
a)CFU为仅以O.piliferum(产物中仅含孢子)的孢子数为基准的菌落形成单位
>正如可以从Klason木素的测试结果中看到的那样，人们发现本发明的白色腐朽菌的种不能有鉴别地影响木片样品的木素含量。但是，本发明的真菌的种引起样品的木沥青的含量显著减少，应当指出的是可以把CARTAPIP97看作是潜在的降解木沥青的真菌。
正如可以从表4的结果看到的那样，与环境对照样品相比，在用本发明的真菌处理的山杨的木片样品中糖类的数量没有显著的损失。因此，通过减少木沥青的处理表明纤维素和/或半纤维素并未减少。
实施例3在Cloquet，MN的Cloquet林业中心坎倒一些年龄大约有25至40岁的红松树(多脂松)。把这些树木切削成大约20厘米长、直径10厘米的圆材，把圆材装入袋子并运送到实验室中。在切削后2至3天给未灭菌的圆材随机地接种。
在实验室研究中所使用的真菌由Phanerochaete gigantea的菌株TE1的培养物组成。为了接种圆材，在接种前、于室温和正常的光照条件下、在2％麦芽提取物的肉汤中培养上述培养物14天，从而形成了真菌的菌丝团。使用脱水后的真菌的菌丝团来接种每片圆材的末端。为了测定菌丝体接种物的平均重量，干燥在接种中不使用的菌丝团并对其称重。平均的干燥的菌丝团的重量为0.101g/菌丝团+/-0.009g。
上述处理包括用Phanerochaete gigantea进行接种以及未经接种的对照的圆材。每次处理时共使用20片圆材。把其它的圆材放在冰箱中以便用作未接种的对照物以及用来测定在0时木材的特性。
通过把一种真菌菌丝团放置在红松圆材的每一端来接种圆材的末端。用无菌手套牢固地压紧真菌菌丝团使其足以发生粘附，从而把真菌菌丝团均匀地涂布在圆材的整个末端上。同时接种两种真菌包括在烧杯中用手混合两种真菌的菌丝团，旋转20秒钟并将其放置在圆材的末端上。
在接种后，使真菌在圆材上生长，其中在室温和正常的光照条件下、在充满了空气并用一块湿纸巾系牢的干净的塑料袋中储存上述圆材。在接种后第20天打开袋子，从而使空气交换并除去过剩的液体、再充满空气并且牢系袋子。在接种后第16，32和64天进行圆材的取样和分析。
所进行的分析可以用来测定木沥青的含量(通过提取物)并用来进行Simons’染色。
不要剥去用于分析的木材的树皮，除去心材的中心柱状物。将边材削成大约1英寸×1英寸的木片并进行空气干燥。为了分析木沥青，研磨木片以便通过40目的筛子并采用TAPPI标准的方法T204 OM-88以二氯甲烷(DCM)进行提取。在表5中给出了结果。
使用一种设定(setting)为0.04英寸的机械纸浆精制机来精制用于Simons’染色分析的其它木片。收集在通过该精制机后得到的粗纤维并用Simons’染色试剂对该粗纤维染色(参见针对上述方法的TAPPI杂志75121-124)。在表6中给出了结果。
能量的节约(根据《木材和纤维科学》，第27卷)为轻度＝3-18％中度＝12-22％高度＝16-30％实施例4用手剥去山杨木圆材的树皮，对该圆材切削、筛选、然后进行组织匀浆。三个塑料袋中的每一个都装有475g的木片(有52-53％的固体)，其中上述木片分别用10ml的CARTAPIP97(5×106细胞/ml)、10ml的Phlebiatremellosa菌株BRI-118(1×106细胞/ml)或者10ml的水进行接种。
在处理后第1，2，3和6周重复观测每个处理样品，然后在测定处理过的木片进行牛皮纸制浆的过程中使上述样品进行常规的化学制浆1。
在下面的表7-10中分别列出了对纸浆产率、κ值、纸浆亮度和粘度的对比数据。
1液体设木材的比值大约为4∶1；液体强度大约为16％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片至150-400℃，时间超过83-190分钟；H-因子为800-1400。在该实施例中，将木片蒸煮到100-250℃，蒸煮83-240分钟，其H-因子为1400
仅测量一次1液体设水/比大约为4∶1(不包括处理)；液体强度大约为16％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片至150-400℃，时间超过83-190分钟；H-因子为800-1400。在该实施例中，将木片蒸煮到170℃，蒸煮83-90分钟，其H-因子为1400。
以上给出的值为两次测量的平均值。
上述结果表明用P.tremellosa进行预处理、然后通过常规的化学处理造成了κ值明显的下降，并且也生产出高产率和高亮度、与此同时还没有粘度损失的纸浆。另外，所观察到的物理特性与提高了强度的纸张是一致的，这正如下面的表11-13所示
<
实施例5剥去长叶松木圆材的树皮并切削该圆材。四个塑料袋中的每一个都装有300g(o.d.)的木片，其中上述木片分别用10ml的Phanerochaete gigantea菌株TE1(1×106细胞/ml)、10ml的Phlebiatremellosa菌株BRI-118(1×106细胞/ml)进行接种或者用10ml的水接种到每种冷冻的和风化的对照物中。
每种处理均持续十四(14)天，之后对每个样品进行空气干燥、筛选和组织匀浆，并且在重复测定处理过的木片进行牛皮纸制浆的过程中(处理A和B)使上述样品进行常规的化学制浆2。
在下面的表14-18中分别列出了对DCM提取物减少的百分数(％)、纸浆产率(经过筛选的和没有经过筛选的)、κ值以及报废(rejects)百分数(％)的对比数据。
2液体设木材的比值大约为4∶1；在每个实施例中，设液体强度大约为11，13，15或17％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片98-135分钟；H-因子在780-830的范围内。
2液体设水/比大约为4∶1(不包括处理)；在每个实施例中，设液体强度大约为11，13，15或17％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片至170℃，蒸煮时间为98-135分钟；H-因子在780-830的范围内。
实施例6分别用10ml的CARTAPIP97(5×106细胞/ml)、10ml的Phanerochaete gigantea TE1(1×106细胞/ml)接种松树木材的圆材(长为2和8英尺)或者用10ml的水接种到每种冷冻的和风化的对照物中，经过20周后用手剥去上述圆材的树皮，切削、筛选该圆材，然后对圆材进行组织匀浆。在处理后的10和20周的时间里重复地评价由处理过的圆材制得的木片的过程中，使每个处理样品(300g的木片，o.d.)进行常规的化学制浆(液体设木材的比值约为4∶1；设液体强度约为14或16％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片101-180分钟；H-因子大约为800)。
在下面的表21-24中分别列出了对提取物减少的百分数(％)、纸浆产率(％)(经过筛选的和没有经过筛选的)、κ值以及报废百分数(％)的对比数据。在表19-20中给出了在第10和20周时DCM的提取物以及在处理后第20周时Simons’染色的结果。
*对大块不能进行精制
**可疑的结果(偏离的结果)
<p>实施例7分别用10ml的Phanerochaete gigantea TE1(1×106细胞/ml)或10ml的水接种红松木材的圆材(长为8英尺)。然后用手剥去上述圆材的树皮，切削、筛选该圆材，然后对圆材进行组织匀浆。
在处理后第16，32和64天时重复测定由处理过的圆材制得的木片的性质。然后，使经过64天处理的样品(300g的木片，o.d.)进行常规的化学制浆(液体设木材的比值约为4∶1；设液体强度约为14或16％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片90-180分钟；H-因子大约为800)。
在下面的表25-26中分别列出了对提取物减少的百分数(％)和Simons’染色的对比数据。
实施例8把P.gigantea与风化的对照物进行比较，在接下来对木片(300g(o.d.))的三种化学蒸煮中改进了上述实施例(实施例7)的蒸煮条件。设第一次蒸煮(A)在16％的活性碱中进行并且持续了190分钟(H-因子＝830)。设第二次蒸煮(B)在14％的活性碱中进行，将其预加热到385℃并且持续了128分钟(H-因子＝856)。设第三次蒸煮(C)在14％的活性碱中进行，将其预加热到385℃并且持续了114分钟(H-因子＝816)。
在以下的表27中列出了每次蒸煮的产率(％)(经过筛选)、报废百分数(％)以及κ数的结果
>另外，正如对蒸煮A所生产的纸浆而言在下面的表28中所示的那样，所观察到的物理特性与纸浆/纸张强度的增加是一致的。
实施例9分别用10ml的Phanerochaete gigantea TE1(1×106细胞/ml)或10ml的水接种无菌的松树木材的圆材，六天后用手剥去该圆材的树皮，切削、筛选该圆材，然后对圆材进行组织匀浆。在重复评价由处理过的圆材制得的木片的过程中，使300g(o.d.)的木片进行常规的化学制浆(液体设木材的比值约为4∶1；设液体强度约为16％的活性碱和大约25％的硫化度；蒸煮木片至170℃、蒸煮83-190分钟；H-因子大约为800)。
在下面的表29-31中分别列出了对提取物减少的百分数(％)、Klason木素的百分含量(％)、糖类的分析、纸浆产率(经过筛选的和没有经过筛选的)、κ值和报废百分数(％)的对比数据。
实施例10在接下来的常规化学制浆中改进了上述实施例(实施例9)的蒸煮条件，把用P.gigantea TE1处理过的松树木片(350g(o.d.))持续蒸煮160分钟(H-因子＝790)。在以下的表32中给出了在含量不同的活性碱中四次单独蒸煮的结果。
实施例11在两次接下来对对照物和用P.gigantea TE1处理过的木片(300g(o.d.))进行常规的化学制浆的过程中，再一次改进了上述实施例(实施例10)的蒸煮条件。设第一次蒸煮(A)在16％的活性碱中进行并且持续了115分钟(H-因子～909)*，设第二次蒸煮(B)在15.5％的活性碱中进行并且持续了148分钟(H-因子＝846)。
在以下的表33中给出了每次蒸煮的结果
*热电偶出了50分钟的故障，它提供的数据仅为一个近似值。
实施例12在两次接下来对对照物和用P.gigantea TE1处理过的木片(300g(o.d.))进行常规的化学制浆的过程中，再一次改进了上述实施例(实施例11)的蒸煮条件。设上述两次蒸煮都是在15％的活性碱中进行的。第一次蒸煮(A)持续了103分钟(H-因子＝808)，第二次蒸煮(B)持续了113分钟(H-因子＝823)。在下面的表34中给出了每次蒸煮的结果。另外，如下表35所示，所观察到的物理特性和纸浆/纸张强度的提高是一致的
<p>实施例13在无菌的和未灭菌的长叶松上的生长在无菌的木片样品和未灭菌的木片样品上都对真菌在长叶松上的生长进行评价，其中上述木片已经风化了大约5天。每个样品都含有如上所述而制备的100g的木片。如上所述制备出每种真菌的接种物，并且按照如上所述的方式用5g的菌丝团(湿重)来接种100g的木片。然后在室温下储存袋子12天。在接种样品后第2、5和12天时评价真菌的生长。在下面的表36和37中报道了在无菌的和未灭菌的长叶松上的生长结果。就在未灭菌的底物上的结果(表37)而论，在12天后在一些木片上观察到有少量的背景生长，其中有一些背景出现在其它呈白色生长的测试真菌的下面。
实施例14在未灭菌的硬木上的生长和木沥青的减少按照前面的实施例的方法，评价在500g未灭菌的混合的硬木木片样品上的生长和木沥青的减少，其中上述木片在切削后一天分别接种Phlebia tremellosa的菌株BRI-118和CARTAPIP97并且在接种时上述木片没有显现出背景生长。硬木混合物包括75％的枫树、20％的黄桦以及5％的橡树。从经过8天的摇瓶培养物中收获BRI-118的样品，每种接种物都包括3g的菌丝团，其中估计每克菌丝团的CFU数为7.1×105。上述处理时间为14天。在表38中报道了生长的结果，在表39中报道了木沥青的减少(以环境对照物为基准)。
表38表明可以检测到本发明的真菌在硬木上生长良好，表39表明Phlebia tremellosa造成的木沥青的减少要超出CARTAPIP97。
实施例A在液体摇瓶培养中的真菌的生长特性在摇瓶液体培养中使用500ml如上所述而制备的YNPD培养基来培养Phlebia tremellosa(BRI-118)。用一小塞子来自于在麦芽/酵母提取物的琼脂平板上积极生长的菌丝体接种上述培养基。于23-25℃下、在200rpm下振荡烧瓶11天，从每种培养物中取出1ml无菌样品进行显微镜分析。该培养物以菌丝球的形式稠密地生长，另外也表明该培养物包括大约0.5至1.5％的芽生孢子。上述产物可以用作接种物或者通过多种方式进行处理以生成接种物的形式，例如通过组织匀浆和冷冻以备后用。通过冷冻干燥也可以制备出基本上取决于培养物的孢子含量的接种物。
在摇瓶液体培养中使用50ml的麦芽提取物/酵母提取物的培养基分别培养群交裂褶菌和Trichaptum biforme，其中上述培养基是通过把20g麦芽提取物和2g酵母提取物溶解在蒸馏水中至总体积为1升来制备的。用一小塞子来自于在麦芽/酵母提取物的琼脂平板上积极生长的菌丝体接种上述培养基。于23-25℃下、在200rpm下振荡烧瓶5天，从每种培养物中取出1ml无菌样品进行显微镜分析。这两种培养物均以菌丝球的形式稠密地生长，另外也表明上述培养物包括大约40至60％的芽生孢子(T.biforme的芽生孢子大约为40％，群交裂褶菌的芽生孢子大约为50-60％)。这两种产物都可以用作接种物或者通过多种方式进行处理以生成接种物的形式，例如通过组织匀浆和冷冻以备后用。通过冷冻干燥也可以制备出基本上取决于培养物的孢子含量的接种物。
权利要求
1.一种用于将木材或造纸木材制浆的方法，该方法包括给木材或造纸木材施加担子菌的接种物，其中该接种物的数量应足以使真菌从中生长以便对木材或造纸木材进行预处理、从而在随后的化学处理中在加热的情况下可以更有效地蒸煮木材或造纸木材；在使来自接种物的真菌生长的条件下维持已施加了接种物的木材或造纸木材一段时间，该时间应足以由来自于接种物的真菌的生长完成木材或造纸木材的预处理；之后在加热的情况下使木材或造纸木材进行化学处理，处理的时间应足以使化学处理所用的化学药品渗入经过预处理的木材或造纸木材中，从而生产出比未经预处理的木材或造纸木材更有效地进行蒸煮的木材或造纸木材。
2.一种如权利要求1所要求的方法，其中所说的造纸木材为精制的造纸木材。
3.一种如权利要求2所要求的方法，其中所说的精制的造纸木材为木片并且是通过喷洒来施加该接种物的，在喷洒后把该木片直接堆积成一堆。
4.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的接种物是从生物纯的真菌的培养物中获得的。
5.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的真菌选自由Phlebia tremellosa、Phanerochaete gigantea、群交裂褶菌以及Trichaptum biform组成的组中。
6.一种如权利要求2所要求的方法，其中一种剥过树皮或者没有剥过树皮的原木或圆材被处理成由此得到的预处理的木片。
7.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中在真菌生长的条件下维持已经施加了所说的接种物的木材或造纸木材一段时间，该时间为从接种后4至20天。
8.一种如权利要求4至7之任一所要求的方法，其中所说的造纸木材呈软木木片或硬木木片的形式，其中优选山杨的木片。
9.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的接种物是按照每100g木材或造纸木材有0.5至10g菌丝体的数量来加入的。
10.一种如权利要求1至8之任一所要求的方法，其中所说的接种物是按照每Kg木材或造纸木材有105至1010CFU的数量来加入的。
11.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的使真菌生长的条件包括至少为0℃的温度。
12.一种如权利要求11所要求的方法，其中所说的温度在10至50℃的范围内。
13.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的化学处理选自由硫酸盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、中性亚硫酸盐以及一种碱性溶液和硫酸盐所组成的组中。
14.一种如权利要求13所要求的方法，其中所说的碱性溶液包括氢氧化钠。
15.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的化学处理持续了2至4小时并且在160至180℃下加热。
16.一种用于把木材或造纸木材制成纸浆的方法，该方法包括给木材或造纸木材施加担子菌的接种物，其中该接种物的数量应足以使真菌从中生长，从而接下来在加热的情况下在对木材或造纸木材进行化学处理时至少产生一种如下的效果a)所使用的氯气的总量有所减少；b)总的化学蒸煮的时间有所减少；或者c)没有制成纸浆的报废的木片有所减少。
17.一种用于把木材或造纸木材制成纸浆的方法，该方法包括给木材或造纸木材施加担子菌的接种物，其中该接种物的数量应足以使真菌从中生长，从而至少产生一种如下的效果a)所使用的总的电能和/或机械能的消耗有所减少；或者b)木材底物的孔隙性有所增加。
18.一种如前述权利要求之任一所要求的方法，其中所说的接种物与一种或多种生长维持佐剂混合。
19.一种如权利要求18所要求的方法，其中至少有一种生长维持佐剂包括抗蒸腾剂和/或营养物。
20.一种用于在将木材或原木机械精制浆的过程中降低电能消耗的方法，该方法包括用减少木沥青的有效量的至少一种真菌至少接种上述木材或原木的至少一端，其中的真菌选自由群交裂褶菌、Trichaptum biform、Phanerochaete gigantea以及Phlebiatremellosa组成的组中；并且使上述真菌在该木材或原木上生长并深入生长一段时间，其中所说的时间应足以减少木材或原木中的木沥青；然后使经过上述处理的木材或造纸木材进行机械精制。
21.担子菌在如前述权利要求之任一所要求的方法中的用途。
22.如权利要求21所要求的用途，其中所说的真菌至少为一种选自由群交裂褶菌、Trichaptum biform、Phanerochaete gigantea和Phlebia tremellosa组成的组中的真菌。
23.已经通过如权利要求1至19之任一所要求的方法制备的经过蒸煮的木材或造纸木材。
全文摘要
本发明涉及某些担子菌真菌,尤其是白色腐朽菌,例如群交裂褶菌、Trichaptum biform、Phanerochaete gigantea以及Phlebiatremellosa用于在预处理木材和造纸木材以产生更均一,更有效的生产更高质量的产品的方法中的应用。这种处理还被发现提高木材基质、特别是未灭菌木材基质的孔隙性。这种孔隙性的提高还伴有在随后的化学处理过程中更具多孔性木材和造纸木材的细胞的提高的液体穿透性。尽管选择的白色腐朽菌深入穿透,在木沥青和、或树脂去除处、细胞壁被修饰处留下孔隙,但发现这种孔隙基本不影响木材和造纸木材中木素的含量。不过,如此生成的纸浆当经受化学处理后,表现出提高的亮度,提高的产率,同时卡伯值的降低,并没有明显的黏度降低。本发明还涉及一种用于在把木材或原木机械精制成纸浆的过程中降低电能消耗的方法,该方法包括用减少木沥青的有效量的至少一种上面提及的真菌至少接种上述木材或原木的一端;并且使上述真菌在该木材或原木上生长并深入生长一段时间,其中所说的时间应足以减少木材或原木中的木沥青;然后使经过上述处理的木材或造纸木材进行机械精制。
文档编号D21C1/00GK1202944SQ96198596
公开日1998年12月23日 申请日期1996年9月27日 优先权日1995年9月29日
发明者C·J·贝伦德特, R·A·布兰谢特, R·L·法雷, S·伊维尔森 申请人:克莱里安特财务(Bvi)有限公司