1.4.2复配精练酶水解棉籽壳
由于酸性条件(pH=6.0)时,果胶酶无活力,所以在酸性条件下,果胶酶不参与复配,纸浆酶和纤维素酶在pH值6.0下测得的活力分别是lU/mL和4U/mL,复配。碱性条件(pH=10.0)下三者都参与复配,纸浆酶、果胶酶与纤维素酶在pH值10.0下测得的活力分别是0.06U/mL、0.79U/mL和1.66U/mL,复配。浴比为1:10,水解时间为10h,每隔1h取样测酶解液中还原糖的量,以相应的仅用pH值缓冲液处理的为空白对照。
1.5酶氧水解棉籽壳
为进一步验证酶氧煮漂一浴的可行性,调节pH值分别为5、7、9,分别加人双氧水,双氧水总质量浓度为20g/L(100%),酶液按l:1:1体积比的比例添加,每种酶加0.5mL。浴比l:10,分别在50、6O、7O℃下水解棉籽壳,每隔2h取样测酶解液中的还原糖的量。以不加双氧水的酶解体系作参照,水解10h计算棉籽壳失重率和还原糖得率。
2结果与讨论
2.1精练酶复配前后水解棉籽壳
图1(a)表明纤维素酶水解棉籽壳最有效,产生的还原糖量最高;而纸浆酶和果胶酶酶解液中还原糖得率不高,且变化平缓。纸浆酶和果胶酶水解10h后,还原糖质量浓度仅达到1.8g/L和1.5g/L。纤维素酶水解10h后,还原糖质量浓度达到了8.9g/L,分别是纸浆酶和果胶酶水解后糖质量浓度的4.9和5.9倍。这可能与酶的pH值和温度稳定性有关。果胶酶在碱性条件下稳定性极差,虽然pH值l1.0是其最适反应pH值,但是30min后酶液就完全失活。纸浆酶的pH值稳定性较佳,但是在70℃其温度稳定性也不佳,保温1.5h后仅剩85%的活力J,所以水解作用不大。另一个原因可能是棉籽壳的化学组分中纤维素
含量要高于半纤维素,因此纤维素酶比木聚糖酶水解更有效。
图1(b)复配酶水解棉籽壳的情况。复配后,水解效果大大提高。在pH值为6.0的条件下,纸浆酶和纤维素酶复配的水解效果明显优于单一酶的作用;碱性条件下3种酶参与复配,水解效果进一步提高。
表1为不同pH值条件下,复配酶对失重率和还原糖得率的影响。
从表l可见,不同pH值的缓冲溶液对去除棉籽壳是有效的。随着pH值升高,棉籽壳的失重率也得到提高。pH值为11.0时,棉籽壳失重率达到8.1%,还原糖得率为2.3%。这是因为半纤维素等棉籽壳组分可以在碱性条件下溶出,从而有利于棉籽壳的去除。单一酶水解中,果胶酶对棉籽壳的去除无任何贡献;纤维素酶和纸浆酶分别有3.3%和0.8%的棉籽壳失重率。由于3种酶的最适反应温度在60—70℃之间,而最适pH值差距较大,且pH值稳定性也大不相同,所以复配的时候需要兼顾各种酶的pH值稳定性和温度稳定性。在pH值6.0条件下,纸浆酶与纤维素酶复配,两者混合水解10h后,棉籽壳失重率达6.2%,是单一纤维素酶3.3%失重率的2倍;在碱性条件pH值10.0下,3种酶进行复配,棉籽壳的失重率提高到l0.3%。以上结果表明,酶液经过复配后,对棉籽壳的水解效果增强,去除作用更显著。棉籽壳组分复杂,单一酶对其作用不大,而经过适当的复配,能有效提高棉籽壳的失重率。但是,精练酶复配需要兼顾各种酶的稳定性和最适反应条件,为了在同的反应条件下起催化作用,有些酶用量会偏大,成本升高,具有一定局限性。
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