Ca2+激活生物酶对苎麻纤维脱胶工艺的研究

论文摘要

本文通过对Ca2+激活脱胶、复配酶脱胶后两种酶液活性的测试,发现采用Ca2+激活脱胶后的酶液活性较高,对脱胶后的纤维进行性能测试发现:纤维线密度、强力、白度、残胶率等方面的性能都有较大的提高;同时,采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射及热重分析等方法对脱胶前后的苎麻纤维进行性能表征,初步揭示了Ca2+激活生物酶脱胶的机理,为苎麻纤维的生物酶脱胶提供理论依据。首先,针对复配生物酶（果胶酶/半纤维素酶/漆酶）浓度、Ca2+浓度、温度及脱胶时间进行4因子3水平正交试验得出:在果胶酶/半纤维素酶/漆酶浓度取12/4/3mg·ml-1、温度为50℃、反应时间为4h、Ca2+的浓度取4.5 g/L时,脱胶后苎麻纤维的断裂强力3.72cN/dtex,纤维线密度为5.32dtex,残胶率为2.45%,优于复配酶脱胶后纤维性能,从而表明Ca2+激活生物酶脱胶效果较好。其次,通过对复配酶和Ca2+激活生物酶脱胶后酶液活性测试,发现采用Ca2+激活生物酶脱胶后的酶液仍保持较高的活性,并且活性的持续时间较长。再次,通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射及热重分析对脱胶前后的纤维进行测试与分析表明: Ca2+的加入激活了生物酶的部分基团,提高了催化效果,有效地改善了脱胶的效果;Ca2+激活生物酶脱胶后的苎麻纤维表面较为光滑,光泽好,纤维的并丝率低、残胶率低,纤维的结晶度增加;Ca2+激活生物酶脱胶后的苎麻纤维初始模量、强力增加,但断裂伸长有一定的下降。最后,Ca2+的加入对生物酶产生了激活作用,可能是由于Ca2+与酶催化反应的底物发生了结合,使水解反应向着有利于水解的方向进行,同时Ca2+加入对生物酶的部分基团产生了激活作用,使酶的活性部位增加,从而增加了酶的活性,提高了纤维的脱胶效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 苎麻纤维的结构和性能
• 1.2 苎麻纤维脱胶的研究概括
• 1.2.1 天然沤麻法
• 1.2.2 化学脱胶
• 1.2.3 人工接种微生物脱胶法
• 1.2.4 生物酶脱胶法
• 1.3 苎麻纤维微生物脱胶方法存在的问题
• 1.4 苎麻生物酶脱胶常用的生物酶种类
• 1.5 苎麻生物酶脱胶的降解机理
• 1.5.1 果胶的酶降解
• 1.5.2 半纤维素的酶降解
• 1.5.3 木质素降解的机理
• 1.6 酶的动力学原理及金属离子对其反应的影响
• 1.6.1 酶反应的动力学原理
• 1.6.2 金属离子对酶的作用机理
• 1.6.3 影响酶反应的其他因素
• 2 引言
• 2.1 问题的提出与意义
• 2.2 研究的主要内容
• 3 试验材料与方法
• 2+激活复配生物酶脱胶试验'>3.1 Ca²⁺激活复配生物酶脱胶试验
• 3.1.1 试验的原料
• 3.1.2 试验主要的仪器
• 2+激活生物酶脱胶试验工艺流程'>3.1.3 Ca²⁺激活生物酶脱胶试验工艺流程
• 3.2 酶活性的测试试验
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 主要试剂及其配制
• 3.2.3 试验试剂与仪器
• 3.2.4 脱胶后酶的CMC酶活和FPA滤纸酶活的测定
• 3.2.5 不同时间对脱胶后酶活的影响
• 3.3 苎麻纤维脱胶前后性能表征试验
• 3.3.1 材料来源及制样
• 3.3.2 试验的主要仪器
• 3.3.3 试验方法
• 4 试验结果与分析
• 2+激活生物酶脱胶试验的设计'>4.1 Ca²⁺激活生物酶脱胶试验的设计
• 4.1.1 正交试验的设计
• 4.1.2 正交试验的结果及分析
• 4.1.3 结论
• 4.2 酶活的测试试验
• 4.2.1 葡萄糖标准曲线的制作
• 4.2.2 两种方法脱胶前后的酶活性的对比分析
• 4.2.3 不同反应时间脱胶后酶活性的影响
• 4.3 几种方法脱胶后纤维的性能指标的比较分析
• 5 脱胶前后苎麻纤维的性能表征及分析
• 5.1 苎麻纤维脱胶前后的表征及分析
• 5.1.1 在FX01普通照相机下的纤维状态及分析
• 5.1.2 扫描电镜照片的分析
• 5.1.3 红外光谱的分析
• 5.1.4 X-衍射图谱分析
• 5.1.5 热重分析
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介