1.4.2復配精練酶水解棉籽殼
由于酸性條件(pH=6.0)時,果膠酶無活力,所以在酸性條件下,果膠酶不參與復配,紙漿酶和纖維素酶在pH值6.0下測得的活力分別是lU/mL和4U/mL,復配。堿性條件(pH=10.0)下三者都參與復配,紙漿酶、果膠酶與纖維素酶在pH值10.0下測得的活力分別是0.06U/mL、0.79U/mL和1.66U/mL,復配。浴比為1:10,水解時間為10h,每隔1h取樣測酶解液中還原糖的量,以相應的僅用pH值緩沖液處理的為空白對照。
1.5酶氧水解棉籽殼
為進一步驗證酶氧煮漂一浴的可行性,調節pH值分別為5、7、9,分別加人雙氧水,雙氧水總質量濃度為20g/L(100%),酶液按l:1:1體積比的比例添加,每種酶加0.5mL。浴比l:10,分別在50、6O、7O℃下水解棉籽殼,每隔2h取樣測酶解液中的還原糖的量。以不加雙氧水的酶解體系作參照,水解10h計算棉籽殼失重率和還原糖得率。
2結果與討論
2.1精練酶復配前后水解棉籽殼
圖1(a)表明纖維素酶水解棉籽殼最有效,產生的還原糖量最高;而紙漿酶和果膠酶酶解液中還原糖得率不高,且變化平緩。紙漿酶和果膠酶水解10h后,還原糖質量濃度僅達到1.8g/L和1.5g/L。纖維素酶水解10h后,還原糖質量濃度達到了8.9g/L,分別是紙漿酶和果膠酶水解后糖質量濃度的4.9和5.9倍。這可能與酶的pH值和溫度穩定性有關。果膠酶在堿性條件下穩定性極差,雖然pH值l1.0是其最適反應pH值,但是30min后酶液就完全失活。紙漿酶的pH值穩定性較佳,但是在70℃其溫度穩定性也不佳,保溫1.5h后僅剩85%的活力J,所以水解作用不大。另一個原因可能是棉籽殼的化學組分中纖維素
含量要高于半纖維素,因此纖維素酶比木聚糖酶水解更有效。
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圖1(b)復配酶水解棉籽殼的情況。復配后,水解效果大大提高。在pH值為6.0的條件下,紙漿酶和纖維素酶復配的水解效果明顯優于單一酶的作用;堿性條件下3種酶參與復配,水解效果進一步提高。
表1為不同pH值條件下,復配酶對失重率和還原糖得率的影響。
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從表l可見,不同pH值的緩沖溶液對去除棉籽殼是有效的。隨著pH值升高,棉籽殼的失重率也得到提高。pH值為11.0時,棉籽殼失重率達到8.1%,還原糖得率為2.3%。這是因為半纖維素等棉籽殼組分可以在堿性條件下溶出,從而有利于棉籽殼的去除。單一酶水解中,果膠酶對棉籽殼的去除無任何貢獻;纖維素酶和紙漿酶分別有3.3%和0.8%的棉籽殼失重率。由于3種酶的最適反應溫度在60—70℃之間,而最適pH值差距較大,且pH值穩定性也大不相同,所以復配的時候需要兼顧各種酶的pH值穩定性和溫度穩定性。在pH值6.0條件下,紙漿酶與纖維素酶復配,兩者混合水解10h后,棉籽殼失重率達6.2%,是單一纖維素酶3.3%失重率的2倍;在堿性條件pH值10.0下,3種酶進行復配,棉籽殼的失重率提高到l0.3%。以上結果表明,酶液經過復配后,對棉籽殼的水解效果增強,去除作用更顯著。棉籽殼組分復雜,單一酶對其作用不大,而經過適當的復配,能有效提高棉籽殼的失重率。但是,精練酶復配需要兼顧各種酶的穩定性和最適反應條件,為了在同的反應條件下起催化作用,有些酶用量會偏大,成本升高,具有一定局限性。
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