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淀粉酶热稳定剂及棉织物汽蒸退浆工艺的研究

作　者: 王爱平
导　师: 陆大年
学　校: 东华大学
专　业: 应用化学
关键词: 淀粉酶热稳定剂失活动力学汽蒸退浆
分类号: TS113
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

棉织物有良好的吸湿性和透气性,穿着舒适,价格低廉,成为最常用的服装面料之一,并广泛用于室内装饰和工业生产。在纺织加工行业,棉织物退浆工艺的研究一直很受关注。传统的棉织物退浆工艺（高温、强碱）会对棉纤维造成较大的损伤,并且严重污染生态环境。20世纪中叶以来,国内外利用生物酶的高效性、专一性、生态性以及温和的处理条件,对棉织物的酶退浆工艺进行了研究。生物酶退浆主要应用的是α-淀粉酶,根据热稳定性不同,α-淀粉酶可分为常温型和宽幅型两类,常温型α-淀粉酶占α-淀粉酶制剂的大部分。α-淀粉酶是一种活性蛋白,所以无论何种类型的α-淀粉酶都存在高温失活的问题,尤其是常温型α-淀粉酶。本论文试图通过添加热稳定剂的方法,提高常温α-淀粉酶的耐热性,改善储存稳定性和使用性能。本论文研究了常温α-淀粉酶的热稳定性,结果表明。此酶的热失活动力学符合一级反应。此酶的热稳定性极差,在60℃时半衰期为6.3 min,在70℃时半衰期仅为1.8 min,不能在高温环境下使用。本论文筛选了生态环保的热稳定剂醋酸钙、乳酸钠、壳聚糖、L-组氨酸。醋酸钙、乳酸钠、壳聚糖在高温条件下均具有显著的热稳定作用,最佳浓度条件下,70℃时半衰期分别达到637.8 min、470.4 min、大于912.4 min。L-组氨酸在60℃时对此酶的热稳定效果极其显著,最佳浓度条件下半衰期为420.4 min。本论文还研究了棉织物对α-淀粉酶热稳定性的影响,在棉织物上α-淀粉酶在90℃时半衰期为47.3 min,100℃时半衰期为15.5 min。壳聚糖对棉织物的热稳定效果有很好的协同效应,添加壳聚糖后的α-淀粉酶在棉织物上90℃时的半衰期为108.7 min,100℃时半衰期为23.1 min。由上述研究结果可知此酶高温汽蒸退浆是可行的,本论文优化了退浆工艺条件,进行了单因子实验和正交试验。α-淀粉酶汽蒸退浆工艺的单因子实验结果表明:淀粉酶的浓度、壳聚糖的浓度、汽蒸时间、温度和pH值等因素对退浆率都有一定的影响,对实验结果的初步分析,找出了这些因素的较适取值范围。为进一步考察这些因素综合在一起对退浆率的影响,并最终得出最佳工艺,设计了L₁₆（4⁵）正交实验。棉织物酶汽蒸退浆的最佳工艺为:温度为100℃,pH值为6,酶浓度为1g/ L,壳聚糖浓度为0.75g/L,汽蒸时间为15min,按照这一工艺,我们对棉织物进行退浆处理,测定退浆率为98.6%。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-23
  1.1 引言  11
  1.2 淀粉酶的研究现状  11-12
  1.3 淀粉酶  12-17
    1.3.1 淀粉酶的性质及作用机理  12-13
    1.3.2 α-淀粉酶催化水解的影响因素  13-14
    1.3.3 α-淀粉酶的热稳定性  14-17
  1.4 α-淀粉酶酶活的测定方法  17-18
  1.5 棉织物退浆  18-22
    1.5.1 棉织物  18-19
    1.5.2 浆料及上浆目的  19-20
    1.5.3 传统的退浆工艺  20-21
    1.5.4 淀粉酶退浆工艺  21-22
  1.6 研究的目的和内容  22-23
第二章 α-淀粉酶热稳定剂及酶的热失活动力学  23-39
  2.1 引言  23
  2.2 实验部分  23-26
    2.2.1 实验仪器及设备  23-24
    2.2.2 实验药品及试剂  24
    2.2.3 实验方法  24-26
  2.3 结果与讨论  26-38
    2.3.1 α-淀粉酶的热稳定性  26-27
    2.3.2 醋酸钙对α-淀粉酶热稳定性的影响  27-28
    2.3.3 乳酸钠对α-淀粉酶热稳定性的影响  28-30
    2.3.4 壳聚糖对α-淀粉酶热稳定性的影响  30-34
    2.3.5 L-组氨酸对α-淀粉酶热稳定性的影响  34-36
    2.3.6 不同热稳定剂对α-淀粉酶热稳定效果的比较  36-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章 α-淀粉酶在棉织物上的热失活动力学  39-45
  3.1 引言  39
  3.2 实验部分  39-40
    3.2.1 实验仪器和设备  39
    3.2.2 药品和试剂  39
    3.2.3 实验方法  39-40
  3.3 结果与讨论  40-44
    3.3.1 α-淀粉酶在棉织物上的热稳定性  40-41
    3.3.2 醋酸钙对α-淀粉酶在棉织物上热失活动力学的影响  41-42
    3.3.3 乳酸钠对α-淀粉酶在棉织物上热失活动力学的影响  42-43
    3.3.4 壳聚糖对α-淀粉酶在棉织物上的热失活动力学的影响  43
    3.3.5 水溶液中和棉织物上α-淀粉酶热稳定性的比较  43-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章棉织物酶汽蒸退浆工艺  45-54
  4.1 引言  45
  4.2 实验部分  45-46
    4.2.1 实验仪器和设备  45
    4.2.2 实验药品和试剂  45-46
    4.2.3 实验方法  46
  4.3 结果与讨论  46-53
    4.3.1 各种因素对常温α-淀粉酶汽蒸退浆率的影响  46-50
    4.3.2 α-淀粉酶退浆正交实验  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章结论  54-56
  5.1 水溶液中α-淀粉酶的热稳定性  54
  5.2 棉织物上α-淀粉酶的热稳定性  54-55
  5.3 棉织物酶退浆工艺的优化  55-56
参考文献  56-60
硕士论文期间发表论文情况  60-61
致谢  61

淀粉酶热稳定剂及棉织物汽蒸退浆工艺的研究

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