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助剂对α-淀粉酶热稳定性及热失活动力学的研究
在对环保、节能要求越来越高的今天,生物酶作为一种绿色催化剂,由于其具有催化效率高、专一性强及反应条件温和等优点,在纺织染整中的应用受到越来越多的关注。其中,α-淀粉酶在棉织物退浆工艺中得到一定程度的应用,但终因其在高温条件下失活半衰期短、易失活等缺点影响使用效果。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。其中,酶剂与相应助剂的有效配合成为一种更为简便有效的途径。为此,本论文系统研究四类助剂对α-淀粉酶活力及其最适反应温度的影响;探讨α-淀粉酶热失活动力学和助剂对其热失活动力学的影响;通过单因素实验和正交实验,确定添加助剂的α-淀粉酶处理棉织物工艺条件。具体内容如下。 首先,研究金属离子、醇类、糖类以及不同分子量的聚乙二醇对α-淀粉酶活力及其最适反应温度的影响。结果表明,在金属离子中,1mmol/L K+将α-淀粉酶相对酶活提高到109.56%;在醇类物质中, 250mmol/L D-山梨醇将其相对酶活提高到108.71%,50mmol/L甘油将其相对酶活提高到109.08%;在糖类物质中,250mmol/L葡萄糖将其相对酶活提高到108.81%,250mmol/L海藻糖将其相对酶活提高到108.84%。在氯化钾、D-山梨醇、甘油、葡萄糖和海藻糖最佳添加浓度条件下,将α-淀粉酶最适反应温度分别从原来的60℃提高到80℃、85℃、85℃、85℃、90℃。 其次,探讨α-淀粉酶热失活动力学以及添加氯化钾、甘油、D-山梨醇、葡萄糖和海藻糖对其热失活动力学的影响。结果表明,α-淀粉酶热失活动力学符合一级反应动力学,且其热稳定性较差,但添加助剂后,α-淀粉酶热稳定性明显提高。70℃时,添加氯化钾将α-淀粉酶失活半衰期由3min提高到900min,D-山梨醇将其失活半衰期提高到910min,甘油将其失活半衰期提高到920min,葡萄糖将其失活半衰期提高到1000min,海藻糖将其失活半衰期提高到1200min。75℃时,海藻糖将其失活半衰期提高到900min。80℃时,海藻糖将其失活半衰期提高到400min。85℃时,海藻糖将其失活半衰期提高到350min。90℃时,海藻糖将其失活半衰期提高到100min。由此可见,在所研究的助剂中,海藻糖对α-淀粉酶热稳定效果最好。在氯化钾、甘油、D-山梨醇、葡萄糖和海藻糖最佳添加浓度条件下,α-淀粉酶活化能由原来的128.78kJ/mol分别提高到172.34kJ/mol、175.34 kJ/mol、175.89kJ/mol、178.65 kJ/mol、178.99kJ/mol。 最后,通过单因素实验和正交实验,探讨海藻糖浓度、α-淀粉酶浓度、堆置温度、堆置时间、溶液pH值、JFC浓度六个因素对α-淀粉酶退浆效果的影响,确定单因素实验和正交实验最佳处理工艺。添加海藻糖的最佳处理工艺:海藻糖浓度为750mmol/L、α-淀粉酶的浓度为3g/L、堆置温度为80℃、堆置时间为1h、溶液pH值为6,此工艺条件下,棉织物退浆率为97.4%。而未加海藻糖的α-淀粉酶在最佳处理工艺条件下,棉织物退浆率为94.55%。与原酶退浆工艺相比,添加海藻糖的退浆工艺中,堆置温度提高10℃,堆置时间缩短1h。这说明在α-淀粉酶退浆过程中,添加海藻糖可以较大程度地提升α-淀粉酶热稳定性和退浆效果。
机 构:
领 域:
硕士论文
《东华大学》 2011年硕士论文

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