●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)和特種紙開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(tǒng)的氧化淀粉改1.3酶活性測定及計(jì)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(jì)算制、對環(huán)境有污染等缺點(diǎn)。而用酶改準(zhǔn)確吸取2%可溶性淀粉溶液性淀粉工藝可以克服傳統(tǒng)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(yù)熱10miη,然后準(zhǔn)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(jì)時(shí)并搖勻,于60℃夏新興,博士,副教授,研究生導(dǎo)師,主要究方向?yàn)闈癫炕瘜W(xué)及特種紙。種改性方法具有操作工藝簡單、成本水浴保溫酶解5mn,立即取出1m反低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。我國已有一些造應(yīng)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開始利用a-淀粉酶對淀粉進(jìn)行終止反應(yīng),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(yīng)時(shí)的淀粉酶幾乎都是從國外進(jìn)口酶改660nm波長下測定吸光度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到酶活力由如下曲線回歸方程式影響因素與淀粉粘度的關(guān)報(bào)道。因此,進(jìn)行這方面的研究是十計(jì)算可得:系。結(jié)果表明,優(yōu)化反應(yīng)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(yàn)光度;n一酶液稀釋倍數(shù)反應(yīng)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:取自陜西戶縣精活力為基準(zhǔn)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(yīng)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(qiáng)度有明顯提高淀粉酶液的配制:取原酶液1m定容在實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度數(shù)的選擇以最終反應(yīng)液與碘液的顯度為5%則定其粘度色來決定中圖分類號:TS72712儀器2結(jié)果與討論文獻(xiàn)標(biāo)識碼:DR/4000U分光光度計(jì)(產(chǎn)自美2.1反應(yīng)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(jì)(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(yīng)性測定儀(四川長江造紙儀器過程中必須確定最佳的反應(yīng)溫度和有限公司);K303MTI涂布機(jī)和pH值對酶活Pri nt Coat i nstr uents lt d中國煤化工的,本實(shí)驗(yàn)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)過程中,應(yīng)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(yīng)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(yīng)過程中活性達(dá)到最大。其結(jié)分發(fā)揮酶的活力,減少酶的用量,當(dāng)反酶催化反應(yīng)中起著運(yùn)輸轉(zhuǎn)移電子、原果如圖1、圖2所示。應(yīng)結(jié)束時(shí),可使體系處于酸性或堿性子或某些功能基團(tuán)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(yīng)物的穩(wěn)定性。故此反應(yīng)過程中體系的溫度、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(yīng)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(yīng)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反應(yīng)的進(jìn)行,酶促反應(yīng)的速度達(dá)到最大之后逐漸下降。引起酶促反0.E應(yīng)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(yīng)終產(chǎn)物80對酶促反應(yīng)的抑制作用4。因此,低濃5254565860溫度℃度的反應(yīng)底物是不利于酶促反應(yīng)進(jìn)6.06.26.46.66,87.0DH值行的,但過高的底物濃度必然也會帶圖4金屬離子對a-淀粉酶活力的影響來高濃度的反應(yīng)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(yīng)的抑制作用,其結(jié)果也會導(dǎo)致酶促反應(yīng)速度的下降因些,對a由圖1可見,α-淀粉酶的相對活個(gè)特定的酶促反應(yīng),在反應(yīng)溫度和自30力隨著反應(yīng)溫度升高先增加,當(dāng)溫度pH一定的情況下,應(yīng)該有一個(gè)最適為60℃時(shí),α-淀粉酶的反應(yīng)活力達(dá)合的底物濃度。由圖3可見,當(dāng)?shù)孜餄?0到最大值,然后,隨著溫度進(jìn)一步升度為209時(shí),淀粉粘度下降率最大,因020406080高,酶的相對活力開始下降。這是由此在本實(shí)驗(yàn)中確定的溫度為60℃,Ca2加入量mg于在一定的溫度范圍內(nèi),隨著溫度升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(yīng)速率增加。但2.3金屬離子對α-淀粉酶活力的是,當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí),會引起酶的影響由圖4可見,粘度值的變化顯示失活加速,使酶分子結(jié)構(gòu)部分失活,酶反應(yīng)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(dǎo)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(jié)作用,而M2和ca2對a-淀粉酶具的反應(yīng)活力降低。通常,我們所說的合形成有催化活性的復(fù)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(yīng)溫度是指酶促反應(yīng)達(dá)金屬酶,Ca2使α-淀粉酶保持適當(dāng)?shù)阶畲笏俣葧r(shí)的溫度,因此,本實(shí)驗(yàn)的構(gòu)象,從而維持其最大的活性和穩(wěn)控制反應(yīng)過程的溫度在60℃左右。定性,所以在選擇促進(jìn)α-淀粉酶活般酶的反應(yīng)具有溫和的反應(yīng)條力的金屬離子時(shí)選擇Ca2,圖5為不件,酶反應(yīng)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(yàn)中取其反響。由圖5可以看出,隨著Ca2加入量應(yīng)pH植直為6.0~7.0由圖2可見,當(dāng)反15的增加,粘度隨之下降,但當(dāng)Ca2加底物濃度%應(yīng)體系的pH植為6.2時(shí),α-淀粉酶的入量達(dá)到一定值時(shí),粘度有所上升。反應(yīng)活力最大,當(dāng)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(yīng)活力均隨之降低,根據(jù)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(dāng),太高的離子表1表面施膠后紙張物理性能強(qiáng)度會引起酶的失活。因此在本實(shí)定量拉毛速度耐破指數(shù)耐折度白度抗張指數(shù)驗(yàn)中選擇Ca2加入量為60mg/mskPa·mN·m2.4反應(yīng)時(shí)間對粘度的影響施膠前48.70.64在上述所確定的反應(yīng)條件下,研施膠后0.2164320.410.74究了反應(yīng)時(shí)間對粘度的影響,結(jié)果如圖6所示。由圖6可見,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,粘度逐漸下降,但隨著反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)延長,粘度下降緩慢這是因?yàn)樵诜磻?yīng)的過程中隨著反應(yīng)的進(jìn)20行,反應(yīng)產(chǎn)物濃度不斷增加,從而對酶促反應(yīng)起到了抑制作用,導(dǎo)致酶促0.040.060.080.100.12510152030反應(yīng)速度的下降。因此取反應(yīng)時(shí)間為a-淀粉酶加入量%反應(yīng)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(yīng)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(diào)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(yīng)條件及相同的淀粉溫度60℃時(shí),用K303型涂布機(jī)對應(yīng)條件下制得酶改性淀粉進(jìn)行表面反應(yīng)時(shí)間內(nèi),研究了α-淀粉酶的加入新聞紙進(jìn)行表面施膠,施膠后的紙頁施膠,可以顯著提高紙張的強(qiáng)度性能量對粘度的影響,結(jié)果如圖7所示。在電動(dòng)上光機(jī)上逐步升溫干燥,并將指標(biāo)?？谟蓤D7可見,在相同的反應(yīng)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(biāo)。檢測結(jié)果如表參考文獻(xiàn)干淀粉),所測粘度隨著α-淀粉酶加1所示。]衛(wèi)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(yīng)由表1可見,在表面施膠量為其在淀粉粘合劑中的應(yīng)用[J].廣西科學(xué)隨著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(qiáng)1974(4):279-281這與MM’程3所表示的酶反應(yīng)動(dòng)度性能指標(biāo)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(yīng)速率與酶的提高105%耐破指數(shù)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(jié)論相符。折度提高18.5%抗張指數(shù)提高15.(3)2.6表面施膠應(yīng)用實(shí)驗(yàn)6%白度無明顯變化。3戚以政,夏杰生物反應(yīng)工程M.北京:化學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)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(jié)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(yīng)時(shí)間結(jié)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(yīng)時(shí)[5岑沛霖生物工程導(dǎo)論M北京:化學(xué)工業(yè)出在上述反應(yīng)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