一种occ原料造纸白水中淀粉含量分析方法
【专利摘要】本发明属于造纸领域，具体涉及一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法。本发明所涉及的生物酶将造纸白水中的淀粉酶解成还原糖，通过测定糖含量换算成淀粉含量，可以准确掌握造纸白水中淀粉干扰物的含量。本发明的特点在于将生物酶酶解造纸白水中的淀粉，通过高效液相色谱法测定其还原糖含量，通过淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程，计算出造纸白水中淀粉的含量。本发明所提供的OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，方便简单，可以为造纸企业对白水中水溶性阴离子物质控制、造纸清洁生产技术应用，提供理论依据。
【专利说明】 一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法
一、【技术领域】:
[0001]本发明属于造纸领域，具体涉及一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法。
二、【背景技术】:
[0002]造纸生产过程白水组成成分复杂，COD负荷高，回用及处理难度大，一直是困扰造纸行业清洁生产和节能减排的难题。生产包装纸及纸板的纸浆纤维，几乎全部是OCC原料，随着废纸回收利用次数增加，回用纤维原料的质量在不断下降。淀粉为亲水性天然高分子，淀粉和改性淀粉以其来源广泛，价格低廉，是造纸企业用量最大的造纸增强剂。
[0003]然而，在以OCC为造纸原料的箱纸板及瓦楞原纸生产过程中，附着在纤维或纸表面的淀粉，因其亲水的特性，长时间的浸泡与机械摩擦，相当部分淀粉将溶解进入过程水中，成为阴离子类垃圾。由于过程水的反复回用，过程水中淀粉的量在不断累积，无为消耗阳离子功能助剂，阻塞造纸毛毯空隙，影响造纸白水循环回用。另外，淀粉在白水中循环与积累，极易引起微生物的繁殖，进一步恶化白水水质及引起纸病。
[0004]因此，准确测定出游离于造纸白水中的淀粉含量，为掌握淀粉在纸张中的保留，淀粉在废水中的含量，以及为衡量游离淀粉对造纸水回用和处理的影响，都将有着十分重要的意义。目前造纸行业并没有对白水中的淀粉含量特别关注，更没有一套简单可行的检测方法。由于造纸白水中除纤维与填料外，还有胶体类物质及其他亲水性物质。常规的分离分析方法十分复杂，且难以将纤维素大分子与淀粉分开，纤维素与淀粉分子的基本结构单元都是葡萄糖，红外分子结构分析也难以辨别纤维素与淀粉。
[0005]淀粉由直链淀粉与枝链淀粉构成，α -淀粉酶可以有效切断α -1，4糖苷键连接直链淀粉成葡萄糖，但无法切断α -1，6糖苷键链接的枝链淀粉成糖；糖化酶能切断α -1，6糖苷键连接的枝链淀粉成葡萄糖，而且对α-1，4糖苷键连接也有一定的切断功能。利用淀粉酶对淀粉的高效专一的特性，可以有效排除细小纤维、树脂酸、脂肪酸及各种化学助剂等因素的影响，将淀粉酶解为葡萄糖，通过对糖的定量分析，能够较为准确的计算出造纸白水中的淀粉含量。
[0006]本发明的初衷是利用α -淀粉酶和糖化酶协同酶解淀粉成为葡萄糖，通过高效液相色谱法测定其还原糖含量，通过对照淀粉酶解还原糖含量标准曲线回归方程，计算出造纸白水中淀粉的量，为造纸企业对白水中水溶性阴离子物质控制、造纸清洁生产技术应用，提供理论依据。
三、
【发明内容】
:
[0007]本发明旨在利用中温α -淀粉酶和糖化酶协同酶解淀粉成为葡萄糖，通过高效液相色谱法测定其还原糖含量，通过对照淀粉酶解还原糖含量标准曲线回归方程，计算出造纸白水中淀粉的量。
[0008]本发明具体包括以下步骤:
[0009](I)淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线绘制。[0010](2)将造纸白水减压蒸馏浓缩，提高白水中作为酶解底物淀粉的浓度。
[0011](3)将浓缩白水置于锥形瓶，放入65°C的恒温水浴摇床中，加入α -淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至100°C对酶进行加热灭活。
[0012](4)淀粉酶解液用H2S04溶液调节pH在2左右，取15mL酶解液进行离心分离，取上清液ImL用去离子水稀释,过0.22 μ m超滤膜过滤。
[0013](5)步骤(4) 0.22 μ m膜过滤液用HPLC测定糖含量。
[0014](6)将步骤(5)测定糖含量代入步骤(I)淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程，计算得到造纸白水中淀粉含量。
[0015]本发明的优点在于:
[0016]提出了一种利用α -淀粉酶和糖化酶混合酶液酶解造纸白水中的淀粉成还原糖，通过HPLC测定酶解液糖含量，依据淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程，计算得到造纸白水中淀粉含量，与常规分离分析测试分析方法相比，具有如下优势:
[0017](I)不必对造纸白水中的各种成分进行复杂的分离纯化，可以直接用于淀粉含量分析。
[0018](2) α-淀粉酶和糖化酶混合酶液能将淀粉完全酶解成葡萄糖，且只针对淀粉，不会对其他多糖类物质发生酶解作用。
[0019](3)通过HPLC测定酶解液糖含量，依据淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程，计算得到造纸白水中淀粉含量。
[0020](4)本发明的造纸白水中淀粉含量分析方法，方法简单易掌握。
四、【具体实施方式】
[0021]实例1:淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程绘制，其步骤如下:
[0022](I)称取O?1.4g玉米淀粉，放入250ml的锥形瓶中，配置成O?12.264g/l相应固含量的淀粉分散液，缓慢升温至95°C，并维持此温保温15min，得到透明均一的淀粉糊液，冷却到60°C以下供酶解；
[0023](2)将(I)存有淀粉糊液的锥形瓶置于65°C的恒温水浴摇床中，加入α -淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至10(TC对酶进行加热灭活，得到淀粉酶解液；
[0024](3)将(2)的淀粉酶解液用0.1mol/1H2S04溶液调节pH在2左右，取15ml酶解液进行离心分离，取上清液Iml用去离子水稀释并用0.22 μ m超滤膜过滤；
[0025](4)将(3)的0.22 μ m膜过滤的滤液用HPLC测定糖含量；
[0026](5)根据⑴酶解淀粉量y(g/l)为纵坐标、⑷测得的相应糖含量x(g/l)为横坐标作图并进行回归，得到淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程I = 0.7879X，相关系数R2 = 0.99。
[0027]实例2:造纸白水中淀粉酶解，步骤如下:
[0028](I)将300ml造纸白水装入500ml三口烧瓶，加热蒸馏浓缩白水到大约至100ml，冷却至60°C以下供酶解；
[0029](2)将⑴浓缩白水置于250ml锥形瓶中，放入65°C的恒温水浴摇床,加入α -淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至10(TC对酶进行加热灭活，得到淀粉酶解液；
[0030](3)将⑵的淀粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液调节pH在2左右，取15ml酶解液进行离心分离，取上清液Iml用去离子水稀释，过0.22 μ m超滤膜过滤。
[0031 ] (4)将(3)的0.22 μ m膜过滤的滤液用HPLC测定糖含量；
[0032](5)将(4)测得的相应糖含量X (g/Ι)代入实例I步骤(5)的淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程I = 0.7879x，计算得到白水中酶解淀粉量y值。
【权利要求】
1.本发明所提供的一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，包括以下步骤: (1)淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程绘制。称取O?1.4g玉米淀粉，配置成O?12.264g/l相应固含量的淀粉分散液，缓慢升温至95°C，并维持此温保温15min，冷却得到透明均一的淀粉糊液，淀粉糊液置于65°C恒温水浴摇床中，加入α -淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至10(TC对酶进行加热灭活，淀粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液调节pH在2左右，取15ml酶解液进行离心分离，上清液Iml用去离子水稀释并经0.22 μ m超滤膜过滤后的滤液，用HPLC测定糖含量，以酶解淀粉量y (g/Ι)为纵坐标、测得的相应糖含量x(g/l)为横坐标作图并进行回归，得到淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程y = 0.7879x，相关系数R2 = 0.99 ； (2)造纸白水中淀粉酶解。将300ml造纸白水装入500ml三口烧瓶，加热蒸馏浓缩白水到大约至100ml，冷却至60°C置于250ml锥形瓶中，放入65°C的恒温水浴摇床，加入α -淀粉酶和糖化酶混合酶液对淀粉进行酶解12h，酶解结束后，升温至10(TC对酶进行加热灭活，淀粉酶解液用0.1moVlH2SO4溶液调节pH在2左右，取15ml酶解液进行离心分离，上清液Iml用去离子水稀释并经0.22 μ m超滤膜过滤后的滤液，用HPLC测定糖含量X代入步骤(I)的淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程y = 0.7879x，计算得到白水中酶解淀粉量y值。
2.根据权利要求1一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，其特征在于α-淀粉酶和糖化酶混合酶可以有效切断α-1，4糖苷键连接直链淀粉和α-1，6糖苷键连接的枝链淀粉成葡萄糖。
3.根据权利要求1一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，其特征在于用α-淀粉酶和糖化酶混合酶酶解造纸白水中的淀粉分子成葡萄糖。
4.根据权利要求1一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，其特征在于造纸白水中的淀粉分子经α -淀粉酶和糖化酶混合酶酶解成葡萄糖，用HPLC测定糖含量。
5.根据权利要求1一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，其特征在于淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程绘制，回归方程I = 0.7879Χ，相关系数R2 = 0.99。
6.根据权利要求1一种OCC原料造纸白水中淀粉含量分析方法，其特征在于HPLC测定的糖含量X代入淀粉酶水解葡萄糖含量标准曲线回归方程y = 0.7879x，计算得到白水中酶解淀粉量y值。
【文档编号】G01N30/06GK104007186SQ201310059309
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月26日 优先权日:2013年2月26日
【发明者】戴红旗, 毛圣陶, 王晶晶, 苏文鹏, 陈晨 申请人:南京林业大学