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影响木聚糖酶漂白的因素有哪些?

   由于酶作用的专一性,只有在适当的处理条件下才能使木聚糖酶发生作用。酶的作用往往受到pH值、温度、酶的用量(酶浓度)、反应时间以及底物浓度(即浆浓)、作用底物等因素的影响。由于在制浆造纸的生产过程中,浆浓按照生产目的不同稍有变化,这种变化不是太大,所以浆浓的影响是固定的,而且各种浆对酶的影响差别也不是太大,这里主要介绍以下几个条件对酶作用效果即对漂白的影响。

1  pH值

   大多数木聚糖酶是在酸性条件下(pH值为5 ~6)有较高的活性,因此工厂的实际生产中一般先把pH值调节到这个范围内。但是随着生产的需要和调节pH值时所造成的腐蚀,人们已经开始研究一些高温、高pH值的酶。因为纸浆蒸煮完毕时,温度为95 ~100C,pH值为10-12,如果在这样的条件下加入的酶依然有很高的活性,这样就能既臧少能量损失又节省后序工艺添加剂的用量。最近研究的碱性酶(4),它的pH值适用范围达到11左右。

2  反应温度

   木聚糖酶的活性与温度有很大的关系,温度过高或过低,酶的相对活性均很低。在一定范围内,反应速度随着温度的升高而加快,温度降低,则反应速度下降,反应时间延长。但当温度超过某一界限时,酶可能会发生蛋白质热变性而失活。在40℃左右时,酶的活性最好,使漂后纸浆的白度、裂断长等方面性能最好。温度升到60℃时酶对纸浆性能的改善作用明显下降,综合强度提高不大。这可能是由于温度升高时,酶蛋白的变性和失活造成的。

3  酶的用量(酶浓度)

   一般来说酶的用量越大酶的作用效果会越好,但是当酶的浓度增大到一定程度时,酶的作用效果不再提高,而且酶的浓度增大时,酶的失活率将会下降。但是随着酶用量的增加,纸浆的聚合度降低幅度减小,脆裂度降低。裂断长在酶用量3IU/g(酶活单位底物)左右时达到最大值,继续增加酶用量时,酶对纸浆的改善效果不再增加,反而呈现下降趋势。生产中,一般把浆浓和酶用量结合起来考虑,以保证酶与底物充分接触。

4  反应时间

   酶与底物的作用速度随着反应时间的延长会迅速加快并在一定时间内达到最大值,然后反应速度又会减慢,直至酶的作用效果不再明显。在木聚糖酶漂白预处理中,除了控制酶的反应温度和pH值,还要控制好酶的作用时间,以达到所需的效果。酶与纸浆的反应时间一般控制在60min或稍长些。时间过长会增加浆料损失增加,纸浆硬度下降,而聚合度变化不大。这可能是因为加入木聚糖酶后,在使木聚糖溶出的同时,也使纸浆中的一小部分残余木素溶出所造成。时间过短,会使作用不完全,造成一定程度的资源浪费。

5  其它因素

   这里主要指木聚糖酶中所含纤维素酶对于漂白效果的影响,因为大多数木聚糖酶产生菌以木质纤维原料为碳源时往往会或多或少地产生一定量的纤维素酶。对于木聚糖酶中所含的纤维素酶对助漂效果的影响,尤纪雪等采用具有不同X/C值(木聚糖酶酶活/纤维素CMC酶活)的复合酶为原料进行了实验研究。她们以产自里氏木霉(Trichoderma reesei) Rut - 30的木聚糖酶预处理麦草AP浆,然后再进行次氯酸盐单段漂。结果表明:经木聚糖酶预处理的纸浆的白度明显高于对照浆,且返黄值低于对照浆;当X/C值为37时,木聚糖酶对漂后浆的白度影响最为显著(用氯量为8%时,白度比对照浆高6.8% SBD) ,随着X/C值的升高,漂白浆的白度逐渐下降,当X/C值大于112后,白度变化趋缓。这表明:少量纤维素酶有助于纸浆漂白,若外切葡聚糖酶和纤维二糖酶含量过高,则对纸浆强度不利。

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