木聚糖酶在亚麻脱胶中的作用研究本科毕业论文.doc

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1、齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 木聚糖酶在亚麻脱胶中的作用研究 学 院 食品与生物工程学院 专业班级 生物工程091班 学生姓名 冯文宇 指导老师 田英华 成 绩 2013年 5月20日摘 要亚麻是重要的纤维和油料作物，亚麻纤维织品具有吸湿性好、透气性强、挺括而深受人们的喜爱。脱胶倍受入们关注，主要是由于它是制取亚麻纤维的必须步骤。为提高亚麻脱胶的效率，消除亚麻脱胶引起的环境污染，国内外对亚麻的酶法脱胶的研究逐渐深入。木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一, 也是半纤维素的主要成分。通常情况下, 木聚糖以异质多糖形式存在并与纤维素结合在一起,而木聚糖酶是木聚糖的专一降解酶,对降解自然界

2、大量存在的半纤维素起着重要作用。本实验通过在亚麻脱胶过程中添加木聚糖酶，探究其在亚麻脱胶过程中是否起作用。实验证明，木聚糖酶单独存在情况下，作用效果不明显；在混合酶存在时，木聚糖对脱胶有一定的促进作用。关键词：酶法亚麻脱胶；木聚糖酶；多聚半乳糖醛酸酶；果胶裂解酶AbstractLinen is important fiber and oil crops, flax fiber fabric has good moisture absorption, breathable, crisp and very popular. Unglued much into their concern, main

3、ly because it is prepared to take the necessary steps flax fibers. In order to improve the efficiency of flax degumming, eliminate environmental pollution caused flax degumming, at home and abroad for enzymatic degumming of flax gradually deepening. Xylan is a major component of plant cell walls, is

4、 the main component of hemicellulose. Typically, xylan in the form of heterogeneous polysaccharide combined with the cellulose, and xylanase are xylan degrading enzyme specificity, there are a lot of natural degradation of hemicellulose plays an important role. This experiment in flax retting proces

5、s xylanase, explore its flax retting process is working. Experimental results show that the presence of xylanase alone, the effect is not obvious; enzyme in the presence of mixing, xylan to have a role in promoting degumming.Key words: Enzymatic degumming; Xylanase; Polygalacturonic; pectin lyases 目

6、 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 亚麻综述11.2 亚麻纤维的化学组成11.3 亚麻的酶法脱胶与天然法脱胶31.3.1 亚麻天然法脱胶31.3.2 亚麻酶法脱胶41.4 Folin-酚法原理41.5 本课题研究的内容和意义及前景41.5.1 本课题研究内容41.5.2 本课题研究意义5第2章 材料和方法62.1 实验材料62.1.1 原料62.1.2 设备及仪器62.1.3 化学药品62.1.4 溶液配置72.2 实验方法82.2.1 蛋白含量标准曲线的绘制及酶液的用量的确定82.2.2 酶法沤麻及取样方法102.2.3 脱胶终点的判断方法102.2.4 脱胶后麻样成分的测定

7、112.2.5 脱胶后亚麻的物性测定及形态12第3章 结果与讨论133.1 脱胶终点的确定133.2 脱胶亚麻纤维化学成分研究133.3 DSC研究亚麻纤维的热学性能133.4显微摄影比较脱胶效果18结论21参考文献22致谢24第1章 绪 论1.1 亚麻综述亚麻科（Linaceae）亚麻属一年生草本，是古老的韧皮纤维作物和油料作物，也是入类最早使用的天然植物纤维，距今已有1万年以上的历史。亚麻起源于近东、地中海沿岸，早在五千多年前的新石器时代，瑞士湖栖居民和古代埃及入，就已经栽培亚麻并用其纤维用于纺织，埃及各地的“木乃伊”就是用亚麻布包盖的。因亚麻是纯天然纤维，且具有吸汗、透气性良好和对入体无

8、害等显著特点，越来越被入类所重视。我国的纤维型亚麻是1906年从日本引进的。亚麻喜凉爽、湿润的气候，主要分布在黑龙江及吉林两省。亚麻纤维是已知的历史最久远的纺织纤维，亚麻纤维的用途很广泛，主要用于制作装饰织物、服装面料、床上用品、桌布和汽车用品等轻工纺织品。由于亚麻纤维有拉力强、柔软、细度好、导电弱、吸水散水快、膨胀率大等特点，可纺高支纱，制高级衣料等麻纤维纺织物。在我国，近年来亚麻纺织品发展的速度极快，亚麻纺织工业从20世纪50年代初起步，随着亚麻工业的发展，我国对亚麻原料和质量都有了更高、更新的要求。但是目前的实际情况是对亚麻纤维的结构及性能水平的综合研究相对较少，而对苎麻的研究较多，所以

9、，这种研究状况及趋势对目前日益快速发展的亚麻纺织行业的开发及加工都形成了很强的制约。而我国亚麻的种植面积虽然相对较高，但亚麻纤维的产量却相对较低。主要是由于要想获得到亚麻纤维的实际使用价值，必须脱去韧皮部中所含有的果胶、半纤维素和木质素等非纤维素物质，以获得所需的纤维1。1.2亚麻纤维的化学组成亚麻单纤维细胞是由一些物质粘连在一起，这些物质是我们所通常称之为的伴生物或者胶质，包括：色素、脂蜡质、水溶物、果胶、半纤维素、木质素等2。脂蜡质是亚麻纤维中可溶于有机溶剂的部分，存在纤维的表皮层中，脂蜡质的主要成分包含：饱和烃族化合物及其衍生物、高级脂肪酸脂、类似醛类等。亚麻纤维中的脂蜡质会影响亚麻纤维

10、的柔韧度、光泽、染色以及吸湿等特性。果胶分子是含有多聚半乳糖醛酸的钙盐、镁盐与钾盐的复杂糖，而原生果胶质的主要成分是异聚糖化合物。果胶分布在纤维素大分子中间，存在于初生胞壁中及干燥的原生质纤维的中空腔管内及原生质纤维间的空隙中，植物成熟度与植物中的果胶物质含量有直接关系，随着植物成熟度的增加，植物中的果胶含量会不断降低而纤维素不断增加。 图1-1 亚麻韧皮部中果胶的化学结构（图中x为Ca、K或-CH3）亚麻纤维中除纤维素外的另一种主要化学成分是半纤维素。早期纤维素与半纤维素是根据对碱溶解的性质的不同而区别。纤维素是由一种糖基组成的均一的聚糖，而半纤维素是由几种糖基组成的共聚物，包括木糖、甘露糖

11、、己糖、鼠李糖等中的两种或以上的糖共聚形成了半纤维素，半纤维素就是这类糖基的总称。半纤维素是不同的单糖基以不同的连接方式相连接成结构不相同的多种聚糖，既可以成均一聚糖，也可以成为非均聚糖。半纤维素的分子量小、聚合度低，在主链上一般少于150200个糖基，因此半纤维素相较于纤维素是很小的高分子物。图1-2 半纤维素分子结构木质素是一种具有三维空间立体结构的高分子化合物，其分子是由C6-Cn结构单元的苯丙烷单体构成的三维网状无定形构造的聚合物。木质素能影响细胞壁的透水性3。邻甲氧酚基构造：4-羟基3,5二甲基苯构造：羟基苯构造：图1-3木质素三种类型结构 纤维素的分子式为（C6H10O5）n,是一

12、种多糖物质，一般认为纤维素是大分子，由环式D吡喃葡萄糖的残基在C1和C4位置以-糖苷键缩合而成，相邻的葡萄糖分子相互之间的位置是倒置的。纤维素的化学性质与其聚合度无关，而取决于分子侧链上的官能团、纤维素长链之间存在的范德华力、氢键以及主链中糖苷键的作用力。在亚麻原麻中的纤维素含量比经过脱胶、煮练和漂白处理后的亚麻中的纤维素含量少15%20%，也就是说纤维素的含量决定着纤维品质的好坏7。图1-4 纤维素的分子链结构式1.3亚麻的酶法脱胶与天然法脱胶1.3.1亚麻天然法脱胶目前，在国内外亚麻原茎脱胶的天然方法有温水浸渍法、雨露法。温水浸渍法就是将亚麻原茎放于天然水源中，利用水源中存在的细菌来使亚麻

13、自然发酵，在此发酵过程中将会产生以果胶酶系为主的脱胶酶系，以此来完成整个脱胶过程。温水浸渍法脱胶方法的优点是脱胶过程较短，一般为57天。缺点是温水浸渍法在完成脱胶过程中会产生大量的废气、废水，这将会对环境造成很严重的影响。因此温水浸渍法在欧洲国家已在几十年前就被禁止使用了4。在欧洲的许多国家广泛地采用雨露法脱胶。雨露法的亚麻脱胶过程就是将收获的亚麻按照一定的厚度铺放在田间，使铺放在田间的亚麻原茎靠着雨水和露水潮湿，然后利用好气性真菌发酵产生的酶来部分降解果胶和半纤维素等物质，以实现亚麻脱胶过程。雨露法脱胶方法的特点是整个脱胶周期较长，一般在2030天左右，而且雨露法对环境的温度和湿度条件的要求

14、较高，亚麻纤维的脱胶情况受到自然条件的限制，所以导致亚麻纤维的质量不均匀。1.3.2亚麻酶法脱胶生物酶脱胶技术解决了麻纺领域的几十年的难题，生物酶脱胶技术就是利用微生物产生的酶制剂来完成脱胶过程的。生物酶脱胶的优点是对涉及脱胶的酶系的可控制程度加大、脱胶后的麻纤维细度和强度、颜色可达到的质量好于温水浸渍法获得的麻纤维，而且在脱胶过程中废气、污水排放量显著减少，具有工艺简单、易掌握，酶液可重复利用等优点5。木聚糖酶是一类可特异性降解木聚糖的酶类，是降解木聚糖最关键的水解酶，通过酸碱和亲核催化来水解-1，4 糖苷键,对降解自然界大量存在的半纤维素起着重要作用3。 1.4 Folin-酚法原理6蛋白

15、质与碱性铜溶液中的Cu2+络合使得肽键伸展，从而使暴露出的酪氨酸和色氨酸在碱性铜条件下与磷钼酸-磷钨酸反应，生成钼蓝、钨蓝。其蓝色的深浅与蛋白质中的酪氨酸和色氨酸的含量成正比，故可作为比色法测定。1.5本课题研究的内容和意义及前景1.5.1本课题研究内容本课题主要研究木聚糖酶在亚麻脱胶中的应用。实质上亚麻脱胶过程就是使胶质的主要成分如果胶、半纤维素、木质素等这些大分子断裂，胶质的结构松散，从而使纤维束与周围的组织之间的连接被破坏7。本实验是使用木聚糖酶、碱性多聚半乳糖醛酸酶、酸性多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶以及木聚糖酶与其他酶的分别组合对亚麻进行脱胶实验，以相同的蛋白浓度，按浴比1：30在35

16、下进行沤麻。实验内容如下：(1)按照国家标准测定原麻，以其成分含量作为对照组；(2)用90mL木聚糖酶，在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(3)用90mL碱性多聚半乳糖醛酸酶，在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(4)用90m酸性多聚半乳糖醛酸酶l，在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(5)用90mL果胶裂解酶，在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(6)用90mL木聚糖酶-果胶裂解酶混合液（体积比位1：

17、3），在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(7)用90mL木聚糖酶-酸性多聚半乳糖醛酸酶混合液（体积比位1：3），在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果；(8)用90mL木聚糖酶-碱性多聚半乳糖醛酸酶混合液（体积比位1：3），在35下沤3g麻，达到脱胶终点后，按国家标准测定，在与原麻组比较，确定酶液作用效果。1.5.2本课题研究意义目前国内外现行的亚麻原茎脱胶的方法是温水浸渍法和雨露法，这两种方法都是利用微生物自然发酵作用完成的。但是雨露法占用大量的田地并且受到气候条件限制，而且生产的纤维品质不够稳定；

18、温水浸渍法对水资源和空气资源的污染都比较大。而本实验所采用的亚麻脱胶的方法则是酶法脱胶8。亚麻酶法脱胶是利用酶分解胶质从而缩短脱胶过程。酶法亚麻脱胶可以改善纤维的品质，缩短生产周期，降低废气废水的排放量，且具有较强的专一性，作用条件温和9，纤维的产量高，环境污染轻，工艺简单易行，且脱胶后亚麻纤维的细度、强度、颜色都可以达到较好质量，具有良好的广阔前景10。所以由天然脱胶法向酶法脱胶转化，是亚麻原茎脱胶方法发展的必然的趋势。第2章 材料和方法2.1 实验材料2.1.1原料亚麻：黑龙江省克山县亚麻原料厂提供；2.1.2 设备及仪器电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司隔水式电热恒温培养箱 上海跃进

19、医疗器械厂电热恒温鼓风干燥箱 上海跃进医疗器械厂电热恒温干燥箱 上海跃进医疗器械厂TU-1810紫外分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司PB-10 pH计 赛多丽丝科学仪器有限公司漩涡混合器 MVS-1 北京金北德工贸有限公司可调式封闭电炉 北京市永光明医疗仪器厂ZNCL-B定时双向数显恒温磁力搅拌器 金坛市荣华仪器制造有限公司 新飞冰箱 200L 河南新飞电器有限公司指针式电热恒温水浴锅 上海跃进医疗器械厂HERMLE Z200A 离心机 德国产高速离心机 北京京立离心机有限公司循环水式真空泵 巩义市英峪予华仪器厂好妻子电磁炉 中山市东凤镇赤龙电器制造厂九阳电磁炉 山东九阳小家电有限公司

20、超声波清洗器KQ2200E 昆山市超声仪器有限公司 Q-20DSC差示扫描量热仪 美国TA正置显微镜Nikon50i 日本Nikon蒸馏水、氮气 市售烧杯、试管、量筒、石英比色皿等 实验室自有设备2.1.3化学药品硫酸铜 天津市凯通化学试剂有限公司氢氧化钠 天津市凯通化学试剂有限公司碳酸氢钠 天津市凯通化学试剂有限公司酒石酸钾钠 天津市凯通化学试剂有限公司钨酸钠 天津市福晨化学试剂厂钼酸钠 天津市福晨化学试剂厂85%磷酸 天津市凯通化学试剂有限公司浓盐酸 天津市凯通化学试剂有限公司硫酸锂 天津市福晨化学试剂厂液溴 天津市凯通化学试剂有限公司牛血清蛋白 上海生物工程科技有限公司磷酸氢二钠 天津市

21、凯通化学试剂有限公司磷酸二氢钠 天津市凯通化学试剂有限公司冰乙酸 天津市凯通化学试剂有限公司结晶乙酸钠 天津市凯通化学试剂有限公司羧甲基纤维素钠 天津市凯通化学试剂有限公司苯 天津市富宇精细化工有限公司无水乙醇 天津市凯通化学试剂有限公司草酸铵 天津市东丽区天大化学试剂厂碱性多聚半乳糖醛酸酶 青岛康地恩生物有限公司酸性多聚半乳糖醛酸酶 青岛康地恩生物有限公司果胶裂解酶 诺维信（中国）投资有限公司酸性木聚糖酶 苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司2.1.4溶液配置2.1.4.1氢氧化钠水溶液称取8g氢氧化钠，用容量瓶定容至1000mL，即得（Folin酚甲液）。2.1.4.2 碳酸氢钠水溶液 称取40

22、g碳酸氢钠，用蒸馏水溶解并定容至1000mL；2.1.4.3 硫酸铜水溶液 称取1g硫酸铜，用蒸馏水溶解并定容至 100mL；2.1.4.4 酒石酸钾钠水溶液 称取2g酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解并定容至 100mL；2.1.4.5苯-乙醇（2：1）溶液按体积比2：1量取苯和乙醇，混合摇匀，既得；2.1.4.6 Folin-酚乙液在1.5L 容积的磨口回流器中放入100g 钨酸钠，,25g 钼酸钠和700mL 蒸馏水，另加50mL 85 磷酸和100mL 浓盐酸充分混匀，接上回流冷凝管，微沸回流10h。回流结束后，加入150g 硫酸锂和50mL 蒸馏水及几滴液体溴水，敞口沸腾15min，驱除多余的

23、溴，至溶液冷却后呈黄色（倘若仍呈绿色，再滴加数滴液体溴，持续沸腾15min）。然后稀释至1L，过滤，将滤液放置于棕色试剂瓶内保存，使用前大约加水1 倍，使最终浓度相当于1mol/L；2.1.4.7 0.02M醋酸-醋酸钠缓冲液甲液：0.02mol/L醋酸，称取11.55mL冰醋酸用蒸馏水定容至500mL;乙液：0.02mol/L醋酸钠， 称取27.34g醋酸钠用蒸馏水定容至500mL;pH5.0 醋酸-醋酸钠缓冲液：甲液148mL，乙液352mL，混合后用蒸馏水定容至1000mL；2.1.4.8 牛血清蛋白标准溶液称取牛血清蛋白0.05g，溶于100mLpH7.0的磷酸缓冲液，制成浓度为0.5

24、mg/mL的标准蛋白溶液。2.1.4.9 0.2M磷酸缓冲液甲液：0.2mol/L磷酸氢二钠，称取53.65g碳酸氢钠用蒸馏水定容至1000mL;乙液：0.2mol/L磷酸二氢钠，称取27.6g氢氧化钠用蒸馏水定容至1000mL;pH7.0 磷酸缓冲液：甲液610mL，乙液390mL，混合后用蒸馏水定容至1000mL；2.2实验方法2.2.1蛋白含量标准曲线的绘制及酶液的用量的确定 2.2.1.1蛋白含量标准曲线的绘制取21支小试管，编号，分别按表加入各种试剂。表2-1 蛋白含量标准曲线的绘制组别012345Folin-酚甲液555555蒸馏水10.80.60.40.20牛血清蛋白溶液00.2

25、0.40.60.81每组设四组平行样，摇匀后，静置十分钟，在加入Folin-酚乙液Folin-酚乙液0.50.50.50.50.50.5摇匀后，静置30分钟将反应液加入石英比色皿，在紫外可见分光光度计上，波长在650nm下，测其吸光光度值，以650nm下的吸光光度值为纵坐标，以蛋白浓度为纵坐标，绘制蛋白含量的标准曲线。如图2-1。 图2-1蛋白浓度标准曲线2.2.1.2酶液稀释倍数的确定表2-2 酶液蛋白含量测定方法试管编号空白管样品管酶液00.2蒸馏水10.5Folin-酚甲试剂/（mL）55混匀于20-25放置10minFolin-酚乙试剂/（mL）迅速混匀，于30（或室温20-25）保持

26、30min，以蒸馏水为空白将反应液加入石英比色皿，在紫外可见分光光度计上，波长在650nm下，测其吸光光度值，将测得的吸光值带入标准曲线，可计算出待测溶液的蛋白含量。根据Folin-酚实验，分别对酸性多聚半乳糖醛酸酶稀释20，50，100，200倍，碱性多聚半乳糖醛酸酶稀释5，10，20，50倍，果胶裂解酶稀释20，50，100，200倍，木聚糖酶稀释100，200，300，500倍进行测定11。表2-3 酶样的吸光值酶样吸光值50倍果胶裂解酶0.4970.4650.4380.47350酸性多聚半乳糖醛酸酶0.4710.4310.4380.43310碱性多聚半乳糖醛酸酶0.4830.5050.

27、4980.476200木聚糖酶0.5730.5630.5660.590取吸光值在0.4-0.5之间，最后确定酶液稀释倍数为酸性多聚半乳糖醛酸酶稀释50倍，碱性多聚半乳糖醛酸酶稀释10倍，果胶裂解酶稀释50倍，木聚糖酶稀释250倍。2.2.1.3酶液的制备 根据实验所确定的酶液稀释倍数，制取所需酶液，如下：(1)取10mL碱性多聚半乳糖醛酸原酶液在搅拌器不断搅拌情况下用2M氢氧化钠调节pH至10.4，稳定后10000转离心20分钟，取上清夜，用pH10.4的氢氧化钠水溶液定容至100 mL，即可12。 (2)取2mL酸性多聚半乳糖醛酸原酶液用pH5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液定容至100 mL，即可

28、。(3)取2mL果胶裂解裂原酶液用pH5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液定容至100 mL，即可(4)取0.1g木聚糖酶原酶液就加入醋酸-醋酸钠缓冲液溶解，完全溶解后10000转离心20分钟，取上清夜，用pH5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液定容至250 mL，即可。2.2.2酶法沤麻及取样方法2.2.2.1脱胶前处理将亚麻原茎在麻的两端，即根部20cm，梢部20cm左右剪去，将去掉根部和梢部的亚麻原茎剪成8cm左右，若干段。将剪好的亚麻称重3g左右，按1:30的比例自来水泡麻，浸泡脱色14h。脱色后将泡麻的自来水倒掉，沥干麻茎，待用。 2.2.2.2脱胶处理(1)单一酶溶液对脱胶的影响：将脱色沥干后的亚麻每

29、份称取3g，共称4份，将亚麻紧实的放入烧杯底部，然后分别加入已配制好的酶溶液 ，每瓶加入的酶液为90mL，用小烧杯装水压紧，用保鲜膜封住瓶口，分别标记，35的恒温箱内保温。(2)混合酶溶液对脱胶的影响：将脱色沥干后的亚麻每份称取3g，共称4份，将亚麻紧实的放入烧杯底部，然后将已配制好的酶溶液按体积比1：3将木聚糖酶与其他酶混合，每瓶加入的酶液为90mL，用小烧杯装水压紧，用保鲜膜封住瓶口，分别标记，35的恒温箱内保温13。2.2.2.3取样单一酶沤麻，从保温时开始计时，前48小时，每隔24h取一次样，48小时后，每隔12h取一次样，每次取麻2-3根。混合酶沤麻，从保温时开始计时，每隔12h取一

30、次样。2.2.3脱胶终点的判断方法抽茎法：判断脱胶终点最为简便和准确的方法就是抽茎法。此法是根据实际生产经验使麻茎一端韧皮部和木质部剥离，并且使木质部暴露，将离暴露的木质部5cm左右将麻茎折断，沿着与茎平行的方向上，从剥离处牵拉已经暴露的木质部，脱胶终点的判断就是看是否容易抽出。 或使用取样时使用的方法，以目测直接观察纤维的剥离情况，以最快结束脱胶的为脱胶终点，以保证麻样在酶量接近，脱胶时间相同的情况下，可以较直观的判断酶对脱胶的作用效果。本实验将沤制过的麻茎倒入试管中,加入等量、能淹没麻茎的沸水，加盖橡皮或玻璃软塞后，漩涡混合分离30 s，再激烈地在垂直方向摇动10次，用纤维分散好的标准管做

31、对照。2.2.4脱胶后麻样成分的测定142.2.4.1脂蜡质的含量将麻样，放入脂肪提取器内，试样高度低于溢流口约1015毫米，烧瓶中加入150 mL苯-乙醇(体积比2：1)溶液，在恒温下进行提取且控制回流速度。从提取液第一滴落下开始计时，提馏3h。取出试样，在通风橱中自然风干。风干后置于已知质量的称量瓶内，在105一110下干燥至恒重(先后两次质量之差不超过后一次质量的0.02%。下同)。取出后迅速放置于干燥器中冷却30-35分钟，分别准确称取样品与称量瓶的总质量并记录。按公式(1)计算:(1)式中W1-样品中脂蜡质的含量，%G0-样品抽取脂蜡质前 (或测含水率后)的质量，gG1-样品抽取脂蜡

32、质后的质量，g2.2.4.2水溶物的含量将抽提脂蜡质后的样品，分别放入带有150m1蒸馏水的三角烧瓶中，装好球型冷凝管，沸腾1h ,更换新的蒸馏水，重新沸腾2h，取出试样，在分样筛中洗净。放入已知质量的称量瓶中，烘干至恒重。取出，迅速放在干燥器中冷却，称重并记录。按公式(2)计算: (2)式中W2-样品中水溶物的含量，%G2-样品提取水溶物后的质量，g2.2.4.3果胶物质的含量将提取水溶物质后的样品，分别放入加有150m1，浓度为1%的草酸铵水溶液的三角瓶中，安装球型冷凝管，沸腾3h。取出，在分样筛中洗净，放入已知质量的称量瓶中，烘干至恒重。取出快速放置于干燥器中冷却，称重并记录。按公式(3

33、)计算:（3）式中W3-样品中果胶物质的含量，%G3-样品提取果胶物质后的质量，g2.2.4.4半纤维素的含量将提取果胶后的样品，分别放进加有150ml,浓度为20g/L氢氧化钠溶液的三角烧瓶中，安装球型冷凝管，沸腾3.5小时，取出于分样筛中洗净，放入已知质量的称量瓶中，烘干至恒重，取出迅速放置于干燥器中冷却，称重并记录。按公式(4)计算: (4)式中W4-样品中半纤维素的含量，%G4-样品提取半纤维素后的质量，g2.2.5脱胶后亚麻的物性测定及形态将脱胶后的亚麻制成粉末状，再用美国TA 产Q-20DSC差示扫描量热仪对其进行测定。在以相同样品，取脱胶后制得的纤维制片用日本Nikon产正置显微

34、镜Nikon50i观察纤维束间的分离情况。第3章 结果与讨论3.1 脱胶终点的确定用已确定的稀释倍数的酶液以1：30比例进行沤麻，复合酶按体积比1：3用木聚糖酶与其他三种酶进行混合沤麻。经实验证明，单酶的脱胶终点是以果胶裂解酶的终点为脱胶终点，时间为69.5小时；复合酶的脱胶终点是以木聚糖酶-果胶裂解酶的终点为脱胶终点，时间为40小时。3.2 脱胶亚麻纤维化学成分研究沤制后的亚麻利用GB5889-86国标中的方法测定化学成分。表3-1 脱胶后亚麻纤维的化学成分项目脂蜡质W1水溶物W2果胶W3半纤维素W4原麻3.29%5.83%3.25%22.40%木聚糖酶0.95%8.57%2.84%21.2

35、4%酸性多聚半乳糖醛酸酶0.13%6.51%1.73%20.13%果胶裂解酶0.09%22.42%0.36%18.65%碱性多聚半乳糖醛酸酶0.48%4.74%1.80%22.23%木聚糖酶-裂解酶0.25%4.08%0.54%20.50%木聚糖酶-酸性酶0.64%5.14%1.59%21.22%木聚糖酶-碱性酶4.82%1.61%3.14%19.69% 从表中可以看出，与未脱胶的麻样对比，各类酶液对脱胶都有一定的促进作用，当双酶组合时，木聚糖酶-果胶裂解酶形成双酶体系，对亚麻脱胶有明显的促进作用，且脱胶时间明显缩短；但木聚糖酶-碱性多聚半乳糖醛酸酶对亚麻脱胶有一定的抑制作用。 3.3 DSC

36、研究亚麻纤维的热学性能差扫描量热法（DSC）以样品吸热或放热的速率，即热流量dQ/dt(单位mJ/s)为纵坐标，以时间t或温度T为横坐标。曲线离开基线的位移，代表样品吸热或放热的速率；曲线中的峰或谷所包围的面积，代表热量的变化。可测定多种热力学和动力学参数，如比热容、焓变、反应热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品线度等。使用温度范围为175725，适用于无机及有机化合物和药物分析。本实验以此测取脱胶后的亚麻纤维成分，得出如下结论：图3-1 原麻DSC热效应曲线图3-2 50倍果胶裂解酶DSC热效应曲线图3-3 10倍碱性多聚半乳糖醛酸酶DSC热效应曲线图3-4 50倍酸性多聚半乳糖

37、醛酸酶DSC热效应曲线图3-5 250倍木聚糖酶DSC热效应曲线图3-6 木聚糖酶-果胶裂解酶DSC热效应曲线图3-7木聚糖酶-酸性多聚半乳糖醛酸酶DSC热效应曲线图3-8木聚糖酶-碱性多聚半乳糖醛酸酶DSC热效应曲线表3-2 DSC热效应分析表组别吸热温度溶解起始温度溶解结束温度最高溶解温度最低热流值（w/g）最高热流值（w/g）木聚糖酶-碱性多聚半乳糖醛酸酶105.07328.96373.18356.53-1.4951.218碱性多聚半乳糖醛酸酶96.15334.06378.48361.55-1.1340.5603木聚糖酶-酸性多聚半乳糖醛酸酶96.34330.2395.7363.15-1

38、.0680.4392果胶裂解酶105.06336.56379.85364.29-1.090.8162酸性多聚半乳糖醛酸酶99.44337.79381.31365.3-0.90060.6653木聚糖酶94.73339.9383.4367.33-1.1140.5607木聚糖酶-果胶裂解酶95.14333.28395.7368.02-0.96520.2964原麻93.33332.05395.95370.42-1.2630.8995即不同酶对亚麻的脱胶作用不同，经DSC实验，由其曲线图比较可知，酶液的脱胶效果越好，其放热效应越小。且250左右出现的小波峰为果胶、多聚半乳糖醛酸等未完全脱去的胶质。3.4

39、显微摄影比较脱胶效果取脱胶后制得的纤维制片，用日本Nikon产正置显微镜Nikon50i观察纤维束间的分离情况，测得观察结果如下： 片状原麻 单丝原麻 10倍碱性多聚半乳糖醛酸酶 50倍果胶裂解酶 50倍酸性多聚半乳糖醛酸酶 250倍木聚糖酶 木聚糖酶-碱性酶 木聚糖酶-裂解酶 木聚糖酶-酸性酶由摄影与未脱胶的原麻相比，结果显示，蛋白浓度相同，35,适宜pH,沤麻69.5小时条件下不同酶的脱胶效果优劣：果胶裂解酶酸性多聚半乳糖醛酸酶碱性多聚半乳糖醛酸酶木聚糖酶；蛋白浓度相同，35,适宜pH,沤麻40小时条件下不同复合酶的脱胶效果优劣：木聚糖酶-果胶裂解酶木聚糖酶-酸性多聚半乳糖醛酸酶木聚糖酶-碱性多聚半乳糖醛酸酶。结 论1.实验中发现，木聚糖酶-果胶裂解酶形成双酶体系，脱胶效果明显，20小时左右纤维开始分离，较其他混合酶快2-3倍，可以说明，木聚糖酶单独存在时对脱胶的促进效果不明显，当与果胶裂解酶混合时，促进效果显著，脱胶时间缩短近一倍。2.蛋白浓度相同，35,适宜pH，沤麻69.5小时条件下不同酶的脱胶效果不同：果胶裂解酶酸性多聚半乳糖醛酸酶碱性多聚半乳糖醛酸酶木聚糖酶；3.蛋白浓度相同，35,适宜pH,沤麻40小时条件下不同复合酶的脱胶效果不同：木聚糖酶-果胶裂解酶木聚糖酶-酸性多聚半乳糖醛酸酶木