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复配精练酶对棉籽壳的降解作用

来源:印染在线 发布时间:2012年04月20日

O前言

与传统的化学处理工艺相比,生物酶精练前处理技术不仅节能环保,而且操作安全简便,具有良好的发展前景。由于棉籽壳结构致密,组分复杂,如何将其有效去除,一直是棉织物酶精练的难点。研究表明,棉籽壳外表皮层以角质、蜡质、果胶和纤维素为主;栅栏层主要含果胶、半纤维素和木质素;内色素层和外色素层主要化学组分一致,以带有酚类化合物的木质素为主;无色层主要以木质素类芳环类化合物为主[1]。

阎贺静等人[3]利用碱性木聚糖酶、角质酶、碱性果胶酶、碱性纤维素酶和碱性脂肪酶等降解棉籽壳,并发现碱性木聚糖酶的降解最有效,但是用单一酶制剂精练无法达到理想的降解程度。将前4种酶复配使用,可明显提高棉籽壳的去除率,最高可达10.7%。Csisz6r等人刮对酶降解棉籽壳的作用进行了多方面的研究,取得了一定的进展,但仍不能解决酶精练工艺中棉籽壳难以去除的实际问题。

由于酶活力及其应用效果与使用条件有相当大的关系,不同酶的最适pH值和温度等也各有不同,因此,在同一反应条件下,发挥复合酶中各酶的活力,以确保在同一条件下复合酶体系中不同的酶发挥各自的功效,是目前的一个技术难点。

本课题组在前期考察纸浆酶、果胶酶、纤维素酶等常用纺织用酶的酶学特性的基础上J,主要研究这3种精练酶复配前后降解棉籽壳的情况。通过研究酶复配后对棉籽壳的降解效果,以及添加双氧水后对降解棉籽壳的影响,为今后有针对性地选择合适的复合酶应用于棉坯布前处理提供参考。

1试验材料与方法

1.1酶制剂和药品

纸浆酶PulpzymeHCCKN00112(主要组分是木聚糖酶,诺维信公司);碱性果胶酶EZM-02、纤维素酶EZM-04、过氧化氢酶ArgaltraSL(上海雅运纺织助剂);果胶76280和燕麦木聚糖X-0627(美国Sigma公司);羧甲基纤维素钠等其它药品(国产分析纯,国药集团化学试剂有限公司)酶活测定见文献J。

1.2棉籽壳

棉籽壳风干后经粉碎机粉碎,用4O目筛孔将棉籽壳屑与棉短绒分离,收集不能通过4O目筛孔的棉籽壳屑颗粒备用。

1.3棉籽壳含水率的测定

用已烘干至恒重的陶瓷坩埚,质量为t'n。;装人一定量的棉籽壳后称重,质量记为m。;105℃烘至恒重,在干燥器中平衡半小时,称重,质量记为m:。按式(1)计算棉籽壳含水率0:

1.4精练酶水解棉籽壳

1.4.1单一酶水解棉籽壳

在最适反应条件下,采用单一酶水解lg(风干重)棉籽壳,其中纸浆酶稀释35倍(4U/mL),pH值8.0,70℃,100 r/min水浴振荡;果胶酶稀释10倍(2U/mL),pH值11.0,60℃,100r/min水浴振荡;纤维素酶稀释10倍(4.8U/mL),pH值5.0,60cC,100r/min水浴振荡。浴比为1:10,水解时间为10h,每隔lh取样,利用DNS液显色法测定酶解液中还原糖的量,并计算还原糖得率以表征酶解效果。以相应的仅用pH值缓冲液处理的为空白对照。按式(2)计算棉籽壳失重率:

式中:m2——棉籽壳的含水率

m 0——干棉籽壳处理前的质量

m1——酶解残渣质量

棉籽壳中含纤维素约37%,半纤维素约25%[9],因此还原糖的理论总量为水解前的棉籽壳质量×62%,按式(3)计算还原糖得率:

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