α-淀粉酶是工业生产中应用最广泛的酶制剂之一.目前,α-淀粉酶已广泛应用于酒精、啤酒、淀粉糖、发酵工业等淀粉质原料的液化以及纺织、印染行业退浆等前处理工艺.[1]α-淀粉酶作为一种生物催化剂,因高温条件下半衰期短、易失活等缺点严重影响其使用效果.因此,在α-淀粉酶处理织物时,提高其热稳定性和活力,以扩大其应用领域的研究越来越引起人们的关注.有研究表明:糖类物质(如葡萄糖、麦芽糖、海藻糖等)对生物酶有不同程度的稳定作用,其中,海藻糖是所有糖类物质中稳定效果最好的一种.[2-5]本文通过单因素试验,探讨了加入海藻糖后,各种因素对α-淀粉酶退浆工艺条件的影响,并采用扫描电镜和原子力显微镜分别对退浆后棉织物的表面形态进行了观察,对其变化进行了分析.
1试验
1.1材料与仪器
材料:15/15tex524/283根/10cm纯棉坯布,主要为淀粉上浆(无锡针织总厂),α-淀粉酶(上海康地恩公司),海藻糖(分析纯).
仪器:NanoScopeIV型原子力显微镜,精密电子天平(上海天平仪器技术有限公司),JSM-5600LV型扫描电子显微镜,PHSJ-4A型实验室pH计(上海双旭电子有限公司),HH-S1型智能恒温水浴锅(上海比朗仪器有限公司).
1.2退浆工艺
预处理(沸水煮5min)→处理液1处理(一定pH,α-淀粉酶,海藻糖)→两浸两轧(轧液率100%)→处理液2处理(JFC)→两浸两轧(轧液率100%)→堆置→充分水洗(水洗工艺:95℃热水洗5min,70℃热水洗5min,冷水充分洗涤,洗涤程度保持一致).
1.3测试
纤维表面形态:采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察.
2结果与讨论
2.1棉织物α-淀粉酶退浆工艺优化
2.1.1海藻糖浓度
由图1可知,仅用α-淀粉酶处理棉织物时,退浆率为96.55%;随着海藻糖浓度增加,棉织物退浆率逐渐升高;850mmol/L时,棉织物退浆率达最高值97.4%;再增加海藻糖浓度,退浆率保持不变.说明海藻糖的加入不仅能提升α-淀粉酶分解淀粉的能力,而且在棉织物退浆应用中,海藻糖也体现出良好的热稳定性.所以,确定海藻糖最佳浓度为850mmol/L.
2.1.2酶质量浓度
由图2可知,α-淀粉酶质量浓度<3.0g/L时,随着α-淀粉酶质量浓度增加,退浆率都随之提高;3.0g/L时,退浆率都达到最高,分别为95.66%和97.21%,在α-淀粉酶液中加入850mmol/L海藻糖后,棉织物退浆效果更佳;>3.0g/L后,退浆率都呈下降趋势.所以,确定加入850mmol/L海藻糖后,α-淀粉酶的最佳质量浓度为3.0g/L.
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