一種occ原料造紙白水中澱粉含量分析方法
2023-06-24 18:25:21 1
一種occ原料造紙白水中澱粉含量分析方法
【專利摘要】本發明屬於造紙領域，具體涉及一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法。本發明所涉及的生物酶將造紙白水中的澱粉酶解成還原糖，通過測定糖含量換算成澱粉含量，可以準確掌握造紙白水中澱粉幹擾物的含量。本發明的特點在於將生物酶酶解造紙白水中的澱粉，通過高效液相色譜法測定其還原糖含量，通過澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程，計算出造紙白水中澱粉的含量。本發明所提供的OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，方便簡單，可以為造紙企業對白水中水溶性陰離子物質控制、造紙清潔生產技術應用，提供理論依據。
【專利說明】 一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法
一、【技術領域】:
[0001]本發明屬於造紙領域，具體涉及一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法。
二、【背景技術】:
[0002]造紙生產過程白水組成成分複雜，COD負荷高，回用及處理難度大，一直是困擾造紙行業清潔生產和節能減排的難題。生產包裝紙及紙板的紙漿纖維，幾乎全部是OCC原料，隨著廢紙回收利用次數增加，回用纖維原料的質量在不斷下降。澱粉為親水性天然高分子，澱粉和改性澱粉以其來源廣泛，價格低廉，是造紙企業用量最大的造紙增強劑。
[0003]然而，在以OCC為造紙原料的箱紙板及瓦楞原紙生產過程中，附著在纖維或紙表面的澱粉，因其親水的特性，長時間的浸泡與機械摩擦，相當部分澱粉將溶解進入過程水中，成為陰離子類垃圾。由於過程水的反覆回用，過程水中澱粉的量在不斷累積，無為消耗陽離子功能助劑，阻塞造紙毛毯空隙，影響造紙白水循環回用。另外，澱粉在白水中循環與積累，極易引起微生物的繁殖，進一步惡化白水水質及引起紙病。
[0004]因此，準確測定出遊離於造紙白水中的澱粉含量，為掌握澱粉在紙張中的保留，澱粉在廢水中的含量，以及為衡量游離澱粉對造紙水回用和處理的影響，都將有著十分重要的意義。目前造紙行業並沒有對白水中的澱粉含量特別關注，更沒有一套簡單可行的檢測方法。由於造紙白水中除纖維與填料外，還有膠體類物質及其他親水性物質。常規的分離分析方法十分複雜，且難以將纖維素大分子與澱粉分開，纖維素與澱粉分子的基本結構單元都是葡萄糖，紅外分子結構分析也難以辨別纖維素與澱粉。
[0005]澱粉由直鏈澱粉與枝鏈澱粉構成，α -澱粉酶可以有效切斷α -1，4糖苷鍵連接直鏈澱粉成葡萄糖，但無法切斷α -1，6糖苷鍵連結的枝鏈澱粉成糖；糖化酶能切斷α -1，6糖苷鍵連接的枝鏈澱粉成葡萄糖，而且對α-1，4糖苷鍵連接也有一定的切斷功能。利用澱粉酶對澱粉的高效專一的特性，可以有效排除細小纖維、樹脂酸、脂肪酸及各種化學助劑等因素的影響，將澱粉酶解為葡萄糖，通過對糖的定量分析，能夠較為準確的計算出造紙白水中的澱粉含量。
[0006]本發明的初衷是利用α -澱粉酶和糖化酶協同酶解澱粉成為葡萄糖，通過高效液相色譜法測定其還原糖含量，通過對照澱粉酶解還原糖含量標準曲線回歸方程，計算出造紙白水中澱粉的量，為造紙企業對白水中水溶性陰離子物質控制、造紙清潔生產技術應用，提供理論依據。
三、
【發明內容】
:
[0007]本發明旨在利用中溫α -澱粉酶和糖化酶協同酶解澱粉成為葡萄糖，通過高效液相色譜法測定其還原糖含量，通過對照澱粉酶解還原糖含量標準曲線回歸方程，計算出造紙白水中澱粉的量。
[0008]本發明具體包括以下步驟:
[0009](I)澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線繪製。[0010](2)將造紙白水減壓蒸餾濃縮，提高白水中作為酶解底物澱粉的濃度。
[0011](3)將濃縮白水置於錐形瓶，放入65°C的恆溫水浴搖床中，加入α -澱粉酶和糖化酶混合酶液對澱粉進行酶解12h，酶解結束後，升溫至100°C對酶進行加熱滅活。
[0012](4)澱粉酶解液用H2S04溶液調節pH在2左右，取15mL酶解液進行離心分離，取上清液ImL用去離子水稀釋,過0.22 μ m超濾膜過濾。
[0013](5)步驟(4) 0.22 μ m膜過濾液用HPLC測定糖含量。
[0014](6)將步驟(5)測定糖含量代入步驟(I)澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程，計算得到造紙白水中澱粉含量。
[0015]本發明的優點在於:
[0016]提出了一種利用α -澱粉酶和糖化酶混合酶液酶解造紙白水中的澱粉成還原糖，通過HPLC測定酶解液糖含量，依據澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程，計算得到造紙白水中澱粉含量，與常規分離分析測試分析方法相比，具有如下優勢:
[0017](I)不必對造紙白水中的各種成分進行複雜的分離純化，可以直接用於澱粉含量分析。
[0018](2) α-澱粉酶和糖化酶混合酶液能將澱粉完全酶解成葡萄糖，且只針對澱粉，不會對其他多糖類物質發生酶解作用。
[0019](3)通過HPLC測定酶解液糖含量，依據澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程，計算得到造紙白水中澱粉含量。
[0020](4)本發明的造紙白水中澱粉含量分析方法，方法簡單易掌握。
四、【具體實施方式】
[0021]實例1:澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程繪製，其步驟如下:
[0022](I)稱取O?1.4g玉米澱粉，放入250ml的錐形瓶中，配置成O?12.264g/l相應固含量的澱粉分散液，緩慢升溫至95°C，並維持此溫保溫15min，得到透明均一的澱粉糊液，冷卻到60°C以下供酶解；
[0023](2)將(I)存有澱粉糊液的錐形瓶置於65°C的恆溫水浴搖床中，加入α -澱粉酶和糖化酶混合酶液對澱粉進行酶解12h，酶解結束後，升溫至10(TC對酶進行加熱滅活，得到澱粉酶解液；
[0024](3)將(2)的澱粉酶解液用0.1mol/1H2S04溶液調節pH在2左右，取15ml酶解液進行離心分離，取上清液Iml用去離子水稀釋並用0.22 μ m超濾膜過濾；
[0025](4)將(3)的0.22 μ m膜過濾的濾液用HPLC測定糖含量；
[0026](5)根據⑴酶解澱粉量y(g/l)為縱坐標、⑷測得的相應糖含量x(g/l)為橫坐標作圖並進行回歸，得到澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程I = 0.7879X，相關係數R2 = 0.99。
[0027]實例2:造紙白水中澱粉酶解，步驟如下:
[0028](I)將300ml造紙白水裝入500ml三口燒瓶，加熱蒸餾濃縮白水到大約至100ml，冷卻至60°C以下供酶解；
[0029](2)將⑴濃縮白水置於250ml錐形瓶中，放入65°C的恆溫水浴搖床,加入α -澱粉酶和糖化酶混合酶液對澱粉進行酶解12h，酶解結束後，升溫至10(TC對酶進行加熱滅活，得到澱粉酶解液；
[0030](3)將⑵的澱粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液調節pH在2左右，取15ml酶解液進行離心分離，取上清液Iml用去離子水稀釋，過0.22 μ m超濾膜過濾。
[0031 ] (4)將(3)的0.22 μ m膜過濾的濾液用HPLC測定糖含量；
[0032](5)將(4)測得的相應糖含量X (g/Ι)代入實例I步驟(5)的澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程I = 0.7879x，計算得到白水中酶解澱粉量y值。
【權利要求】
1.本發明所提供的一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，包括以下步驟: (1)澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程繪製。稱取O?1.4g玉米澱粉，配置成O?12.264g/l相應固含量的澱粉分散液，緩慢升溫至95°C，並維持此溫保溫15min，冷卻得到透明均一的澱粉糊液，澱粉糊液置於65°C恆溫水浴搖床中，加入α -澱粉酶和糖化酶混合酶液對澱粉進行酶解12h，酶解結束後，升溫至10(TC對酶進行加熱滅活，澱粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液調節pH在2左右，取15ml酶解液進行離心分離，上清液Iml用去離子水稀釋並經0.22 μ m超濾膜過濾後的濾液，用HPLC測定糖含量，以酶解澱粉量y (g/Ι)為縱坐標、測得的相應糖含量x(g/l)為橫坐標作圖並進行回歸，得到澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程y = 0.7879x，相關係數R2 = 0.99 ； (2)造紙白水中澱粉酶解。將300ml造紙白水裝入500ml三口燒瓶，加熱蒸餾濃縮白水到大約至100ml，冷卻至60°C置於250ml錐形瓶中，放入65°C的恆溫水浴搖床，加入α -澱粉酶和糖化酶混合酶液對澱粉進行酶解12h，酶解結束後，升溫至10(TC對酶進行加熱滅活，澱粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液調節pH在2左右，取15ml酶解液進行離心分離，上清液Iml用去離子水稀釋並經0.22 μ m超濾膜過濾後的濾液，用HPLC測定糖含量X代入步驟(I)的澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程y = 0.7879x，計算得到白水中酶解澱粉量y值。
2.根據權利要求1一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，其特徵在於α-澱粉酶和糖化酶混合酶可以有效切斷α-1，4糖苷鍵連接直鏈澱粉和α-1，6糖苷鍵連接的枝鏈澱粉成葡萄糖。
3.根據權利要求1一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，其特徵在於用α-澱粉酶和糖化酶混合酶酶解造紙白水中的澱粉分子成葡萄糖。
4.根據權利要求1一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，其特徵在於造紙白水中的澱粉分子經α -澱粉酶和糖化酶混合酶酶解成葡萄糖，用HPLC測定糖含量。
5.根據權利要求1一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，其特徵在於澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程繪製，回歸方程I = 0.7879Χ，相關係數R2 = 0.99。
6.根據權利要求1一種OCC原料造紙白水中澱粉含量分析方法，其特徵在於HPLC測定的糖含量X代入澱粉酶水解葡萄糖含量標準曲線回歸方程y = 0.7879x，計算得到白水中酶解澱粉量y值。
【文檔編號】G01N30/06GK104007186SQ201310059309
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月26日 優先權日:2013年2月26日
【發明者】戴紅旗, 毛聖陶, 王晶晶, 蘇文鵬, 陳晨 申請人:南京林業大學