酶改性淀粉工藝研究

●化學(xué)品●肢術(shù)進(jìn)步echnol ogy酶每改性淀粉工藝研究■夏新興薛玉可(陜西科技大學(xué)陜西省造紙技術(shù)和特種紙開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗室陜西西安710021)目前紙張表面施膠最常用的施自英國)。膠劑是氧化淀粉。傳統的氧化淀粉改1.3酶活性測定及計算性方法存在成本高、氧化程度難控1.3.1酶活性測定及計算制、對環(huán)境有污染等缺點(diǎn)。而用酶改準確吸取2%可溶性淀粉溶液性淀粉工藝可以克服傳統的氧化淀20m,置于50m比色管中,加入粉工藝所存在的不足5mpH植直6.2緩沖溶液,搖勻,于60℃酶改性淀粉是一種用α-淀粉酶水浴預熱10miη,然后準確加入1對原生淀粉進(jìn)行改性所得的產(chǎn)品,這稀釋酶液,立即計時(shí)并搖勻,于60℃夏新興,博士,副教授,研究生導師,主要究方向為濕部化學(xué)及特種紙。種改性方法具有操作工藝簡(jiǎn)單、成本水浴保溫酶解5mn,立即取出1m反低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。我國已有一些造應液,于含有0.5m0.1mol/鹽酸中摘要用Q-淀粉酶對原生玉米淀紙廠(chǎng)開(kāi)始利用a-淀粉酶對淀粉進(jìn)行終止反應,然后加入5m碘液,搖勻,粉進(jìn)行改性,分析討論了溫改性,作為表面施膠劑使用,但使用以稀碘液為空白,用10m比色皿在度、pH值、底物濃度、反應時(shí)的淀粉酶幾乎都是從國外進(jìn)口酶改660nm波長(cháng)下測定吸光度A1,2間以及a-淀粉酶加入量等性淀粉工藝方面的研究也從未見(jiàn)到酶活力由如下曲線(xiàn)回歸方程式影響因素與淀粉粘度的關(guān)報道。因此,進(jìn)行這方面的研究是十計算可得:系。結果表明,優(yōu)化反應條件分有必要的。C=n(48.96-59.38|ogA)為:pH植直6.2,溫度60℃,底物式中:C一酶活力,U/m;A吸濃度為20%Ca2濃度60rg1實(shí)驗光度;n一酶液稀釋倍數反應時(shí)間10~15mn,a-淀1.1原料相對活力:以60℃下測得的酶粉酶加入量0.05%對絕干淀原生玉米淀粉:取自陜西戶(hù)縣精活力為基準100%其它溫度下測得的粉),在此條件下將所得產(chǎn)品美紙業(yè)有限公司;α-淀粉酶:取自諾酶活力與之比較所占的比例應用于表面施膠,紙張的表維信(中國)生物技術(shù)有限公司:a·132粘度檢測方法面強度有明顯提高淀粉酶液的配制:取原酶液1m定容在實(shí)驗中粘度的測定采用關(guān)鍵詞:玉米淀粉;a-淀粉酶:粘度;于1000m的容量瓶中待用稀釋倍LVDV-Ⅱ粘度儀,在50℃、淀粉濃影響因素;表面強度數的選擇以最終反應液與碘液的顯度為5%則定其粘度色來(lái)決定中圖分類(lèi)號:TS72712儀器2結果與討論文獻標識碼:DR/4000U分光光度計(產(chǎn)自美2.1反應溫度、pH植的影響文章編號:1007-9211(2007)08-0067-03國哈希公司);DV-I+粘度計(產(chǎn)自由于酶本身就是一種蛋白質(zhì),對美國 Br ook Fi el d公司);YQz-28印其環(huán)境條件有一定要求,所以在改性刷適應性測定儀(四川長(cháng)江造紙儀器過(guò)程中必須確定最佳的反應溫度和有限公司);K303MTI涂布機和pH值對酶活Pri nt Coat i nstr uents lt d中國煤化工的,本實(shí)驗研究CNMHGChina Pulp Paper Idustry WiN. 28, Na. 8 Aa, 2007 67echnol ogy●化學(xué)品●了不同溫度、不同pH值條件下對α-的這一特點(diǎn),在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,應盡因子的有金屬離子、輔酶和副底物(。淀粉酶活力的影響,以保證α-淀粉量使反應體系旳ρH值接近6.2,以充輔因子本身并不具備催化作用,但在酶在反應過(guò)程中活性達到最大。其結分發(fā)揮酶的活力,減少酶的用量,當反酶催化反應中起著(zhù)運輸轉移電子、原果如圖1、圖2所示。應結束時(shí),可使體系處于酸性或堿性子或某些功能基團的作用。在此研究中,使得殘余的酶失活,以保證所得反中采用金屬離子作為輔因子。在確定應物的穩定性。故此反應過(guò)程中體系的溫度、pH埴值及底物濃度下,向體系的pH值直控制在6.2左右。中分別加入CaC2、FeSO4、MC2及22底物濃度對α·淀粉酶活力的CusO等溶液,檢測金屬離子對a影響淀粉酶的影響,然后再確定其加入的以玉米淀粉為底物,在最適酶促最佳量。反應溫度和pH植值直條件下,研究了底物溫度℃c濃度對α-淀粉酶活力的影響酶促反應的初速度通常較大,但圖1溫度對a淀粉酶活力的影響是隨著(zhù)反應的進(jìn)行,酶促反應的速度達到最大之后逐漸下降。引起酶促反0.E應速度下降的原因很多,其中最重要的原因是底物的消耗和反應終產(chǎn)物80對酶促反應的抑制作用4。因此,低濃5254565860溫度℃度的反應底物是不利于酶促反應進(jìn)6.06.26.46.66,87.0DH值行的,但過(guò)高的底物濃度必然也會(huì )帶圖4金屬離子對a-淀粉酶活力的影響來(lái)高濃度的反應終產(chǎn)物,由于終產(chǎn)物圖2pH值對a·淀粉酶活力的影響對酶促反應的抑制作用,其結果也會(huì )導致酶促反應速度的下降因些,對a由圖1可見(jiàn),α-淀粉酶的相對活個(gè)特定的酶促反應,在反應溫度和自30力隨著(zhù)反應溫度升高先增加,當溫度pH一定的情況下,應該有一個(gè)最適為60℃時(shí),α-淀粉酶的反應活力達合的底物濃度。由圖3可見(jiàn),當底物濃20到最大值,然后,隨著(zhù)溫度進(jìn)一步升度為209時(shí),淀粉粘度下降率最大,因020406080高,酶的相對活力開(kāi)始下降。這是由此在本實(shí)驗中確定的溫度為60℃,Ca2加入量mg于在一定的溫度范圍內,隨著(zhù)溫度升pH值為6.2,底物濃度為20%圖5Ca2對a-淀粉酶活力的影響高酶的活性增大,反應速率增加。但2.3金屬離子對α-淀粉酶活力的是,當反應溫度過(guò)高時(shí),會(huì )引起酶的影響由圖4可見(jiàn),粘度值的變化顯示失活加速,使酶分子結構部分失活,酶反應常需要輔因子的參與,輔了cu2和Fe2對α-淀粉酶產(chǎn)生抑制導致具有活性的酶量減少,從而使酶因子是非蛋白化合物,酶與輔因子結作用,而M2和ca2對a-淀粉酶具的反應活力降低。通常,我們所說(shuō)的合形成有催化活性的復合物,作為輔有激活作用。由于α-淀粉酶是一種酶的最適反應溫度是指酶促反應達金屬酶,Ca2使α-淀粉酶保持適當到最大速度時(shí)的溫度,因此,本實(shí)驗的構象,從而維持其最大的活性和穩控制反應過(guò)程的溫度在60℃左右。定性,所以在選擇促進(jìn)α-淀粉酶活般酶的反應具有溫和的反應條力的金屬離子時(shí)選擇Ca2,圖5為不件,酶反應一般是在接近中性的pH同Ca添加量對α-淀粉酶活力的影件下進(jìn)行,因此,在本實(shí)驗中取其反響。由圖5可以看出,隨著(zhù)Ca2加入量應pH植直為6.0~7.0由圖2可見(jiàn),當反15的增加,粘度隨之下降,但當Ca2加底物濃度%應體系的pH植為6.2時(shí),α-淀粉酶的入量達到一定值時(shí),粘度有所上升。反應活力最大,當pH增大或者減小沱粉酶起到激活作中國煤化工時(shí),酶的反應活力均隨之降低,根據酶圖3底物濃度對α-淀粉酶活力的影CNM酶的活性,但是68宰風(fēng)第28若第8期207年8月●化學(xué)品●肢術(shù)進(jìn)步echnol ogy金屬離子的濃度要適當,太高的離子表1表面施膠后紙張物理性能強度會(huì )引起酶的失活。因此在本實(shí)定量拉毛速度耐破指數耐折度白度抗張指數驗中選擇Ca2加入量為60mg/mskPa·mN·m2.4反應時(shí)間對粘度的影響施膠前48.70.64在上述所確定的反應條件下,研施膠后0.2164320.410.74究了反應時(shí)間對粘度的影響,結果如圖6所示。由圖6可見(jiàn),隨著(zhù)反應時(shí)間的延長(cháng),粘度逐漸下降,但隨著(zhù)反應時(shí)間繼續延長(cháng),粘度下降緩慢這是因為在反應的過(guò)程中隨著(zhù)反應的進(jìn)20行,反應產(chǎn)物濃度不斷增加,從而對酶促反應起到了抑制作用,導致酶促0.040.060.080.100.12510152030反應速度的下降。因此取反應時(shí)間為a-淀粉酶加入量%反應時(shí)間min10~15mn最為適宜。2.5α-淀粉酶加入量對粘度的影圖6反應時(shí)間對粘度的影響圖7α-淀粉酶加入量對粘度的影響淀粉,并將其濃度調至8%在酶改性為0.05%相對于絕干淀粉)。在此反在上述確定的反應條件及相同的淀粉溫度60℃時(shí),用K303型涂布機對應條件下制得酶改性淀粉進(jìn)行表面反應時(shí)間內,研究了α-淀粉酶的加入新聞紙進(jìn)行表面施膠,施膠后的紙頁(yè)施膠,可以顯著(zhù)提高紙張的強度性能量對粘度的影響,結果如圖7所示。在電動(dòng)上光機上逐步升溫干燥,并將指標?？谟蓤D7可見(jiàn),在相同的反應時(shí)間、干燥后的紙張進(jìn)行恒溫恒濕處理,然溫度下,改變酶的加入量(相對于絕后,檢測其物理指標。檢測結果如表參考文獻干淀粉),所測粘度隨著(zhù)α-淀粉酶加1所示。]衛文嫻梁興泉楊連生.α-淀粉酶的特性及入量的增加呈下降趨勢,即酶促反應由表1可見(jiàn),在表面施膠量為其在淀粉粘合劑中的應用[J].廣西科學(xué)隨著(zhù)αˉ淀粉酶濃度的增加而加快,3~1.5g/m時(shí),施膠后紙張的各種強1974(4):279-281這與MM’程3所表示的酶反應動(dòng)度性能指標得到明顯改進(jìn):拉毛速度[2徐良增,許時(shí)嬰楊瑞金酶法液化玉米淀粉力學(xué)關(guān)系所得出的反應速率與酶的提高105%耐破指數提高13.5%耐制備麥芽糊精的研究[].食品工業(yè),2001,濃度成正比關(guān)系的結論相符。折度提高18.5%抗張指數提高15.(3)2.6表面施膠應用實(shí)驗6%白度無(wú)明顯變化。3戚以政,夏杰生物反應工程M.北京:化學(xué)應用實(shí)驗的酶改性淀粉的工藝工業(yè)出版社,2004條件為:pH直6.2,溫度60℃,底物濃3結論4林劍,鄭舒文,孫利芹溫度和p植對耐高溫度20%Ca2濃度60mg/l,反應時(shí)間結果表明,酶改性淀粉最佳工藝α-淀粉酶活力的影響[J].中國食品添加劑,10~15mn,a-淀粉酶加入量0.05%條件為:pH值6.2,溫度60℃,底物2003(5)(相對于絕干淀粉)。濃度20%Ca2濃度60mg/,反應時(shí)[5岑沛霖生物工程導論M北京:化學(xué)工業(yè)出在上述反應條件下制得酶改性間為10~15mn,a-淀粉酶加入量版社,2004.a study on the modification of corn starch with enzymeXIA Xin-xing, XUE Yu-ke(Shaanxi Province Key Laboratory of Papermaking Technology Specialty Paper, Shaanxi Universityof Science and Technology, Xi an 710021, Shaanxi, China)Abstract: The com starch was modified by a-amylase and the relationship between starch viscosity and influencing factors such as temperature,oH value, substrate consistency, reaction time and dosage of a-amylase were explored. The results show that the optimum condition was phvalue 6.2, temperature 60C, consistency of corn starch of 20%, consistency of Ca"of 60 mg/l, reaction time of 10-15min and the dosagamylase of 0.05%0.06%(based on dry starch ). The obtained products under the optimum conditions was used in surface sizing and the resultsshow that the surface strength of paper was improved remarkablyKey words: corn starch; a -amy lase; viscosity; influencing factor; surface strength中國煤化工CNMHG007-03-16(修改稿hina Pulp Paper ndustry WN.28, Na. 8 Aag 2007 69