利用復(fù)合酶制劑去除廢紙漿中膠黏物的方法
發(fā)布時(shí)間：2024-02-15 點(diǎn)擊：135
專利公布號(hào)：cn 106318930 a
申請(qǐng)人：華南理工大學(xué)
發(fā)明人：王永華 藍(lán)東明 張澤棟 楊博 周鵬飛
提供一種以高溫酯酶ttest為主的復(fù)合酶制劑去除廢紙漿中膠黏物的方法。
步驟如下：
(1)高溫酯酶ttest的制備：
將酯酶ttest菌種接種到種子液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，再將菌種接種到發(fā)酵培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，制備得到高溫酯酶ttest粗酶液，將高溫酯酶ttest粗酶液純化，用對(duì)硝基苯酚比色法測定高溫酯酶ttest的酶活。
利用全基因合成方法獲取的ttest酯酶的編碼基因，并克隆到表達(dá)載體pet23a-cbd載體上獲得重組表達(dá)載體。利用cacl2轉(zhuǎn)化法，將含有ttest酯酶編碼基因的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入bl21(de3)菌種中，獲得基因工程菌。將酯酶ttest的菌種接到含amp(100ug/ml)的lb種子培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)，當(dāng)od值達(dá)到0.6～0.8時(shí)，將菌液按照1:100的比例接種到含amp(100ug/ml)的l b發(fā)酵培養(yǎng)基中，搖至od值為0.6～0.8時(shí)加入i ptg(20mmol/l)誘導(dǎo)劑進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)，18～24h后收菌。將菌液在12000r/min條件下離心10min后收集管壁細(xì)胞進(jìn)行超聲破碎，之后再以12000r/min條件離心10min后取上清液，即得到粗酶液。利用纖維素與酯酶進(jìn)行特異性結(jié)合，之后再用3c蛋白酶進(jìn)行酶切從而得到純酶。1l菌液對(duì)應(yīng)1g纖維素，常溫下將粗酶液與纖維素結(jié)合30min，適時(shí)攪拌。結(jié)合后高速離心10min，棄去上清液，將吸附蛋白用pbs緩沖液洗兩次。3c蛋白酶在使用前先離心、棄去上清，利用pbs緩沖液清洗2次。向吸附蛋白中加入適量pbs，按1l菌液對(duì)應(yīng)1ml 3c蛋白酶的比例混勻后酶切4h或過夜。酶切后高速離心，上清液即為純酶。之后利用對(duì)硝基苯酚比色法測定制備的高溫酯酶ttest的酶活，測得酶活為3500u/g。脂肪酶calb為商品化脂肪酶，測得酶活為150.0u/ml。
(2)按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，將高溫酯酶ttest(45%～50%)與淀粉酶(15%～20%)、果膠酶(10%～15%)、木聚糖酶(10%～15%)、甘油(5%)、聚乙二醇(5%)、水(5%～10%)復(fù)配成復(fù)合酶制劑。
(3)稱取100g occ絕干漿，稀釋到相應(yīng)漿濃，添加一定量的酶，在一定的處理溫度、ph值、處理時(shí)間、攪拌轉(zhuǎn)速下(如表1)，按照tappit-277膠黏物測定法利用pulmac-masterscreen篩分儀將漿料進(jìn)行篩選，之后將篩出的膠黏物進(jìn)行染色、壓片，最后用掃描軟件進(jìn)行分析掃描，進(jìn)而測得酶處理后的膠黏物含量。
在不加酶的情況下，用其余相同條件處理廢紙漿，實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果為空白組膠黏物含量。
復(fù)合酶制劑的添加量為廢紙漿絕干漿質(zhì)量的0.1%～1.0%，處理溫度為40～80℃，處理時(shí)間45～120min，ph為6.0～9.0，攪拌轉(zhuǎn)速為100～150r/min。
復(fù)合酶處理廢紙漿的溫度為50～55℃，復(fù)合酶處理廢紙漿的攪拌條件為120r/min，反應(yīng)時(shí)間為60min。復(fù)合酶的添加量為廢紙漿絕干漿質(zhì)量的0.3%～0.5%。復(fù)合酶處理廢紙漿的ph為7.0～8.0。廢紙漿的漿濃為4%～6%。
高溫酯酶的酶活為3500u/g。淀粉酶酶活為5000u/g，果膠酶酶活為5000u/g，木聚糖酶酶活為10000u/g。
由表1可知，在40～55℃條件下，加入復(fù)合酶處理后的廢紙漿中膠黏物含量明顯減少，膠黏物去除率可達(dá)60.8%～74.1%，要明顯優(yōu)于脂肪酶calb的去除效果。即使在80℃高溫條件下，加入復(fù)合酶后的處理效果也較為理想，廢紙漿中的膠黏物去除率達(dá)到58.5%，而脂肪酶calb在此條件下基本失活，難以去除膠黏物。考慮到廢紙?jiān)旒堖^程中不同工段的溫度不盡相同，酯酶pcest在廢紙回收不同工段中去除膠黏物的效果都較為理想。
與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：
(1)高溫酯酶ttest制備較為容易，效果明顯。
(2)復(fù)合酶制劑可以應(yīng)對(duì)廢紙回收工藝中的各種高溫以及酸堿環(huán)境，在高溫條件下仍能保持較好的膠黏物去除效果。
(3)通過以高溫酯酶為主的復(fù)合酶制劑去除廢紙膠黏物的方法可直接在生產(chǎn)線上進(jìn)行，無須增加任何機(jī)械設(shè)備，操作簡單，成本低。
因此，通過以高溫酯酶為主的復(fù)合酶制劑控制廢紙漿中的膠黏物的方法高效、穩(wěn)妥地解決了過去在廢紙?jiān)旒堫I(lǐng)域嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量膠黏物問題，具有操作簡單、去除效果顯著、生產(chǎn)成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。
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步驟如下：
(1)高溫酯酶ttest的制備：
將酯酶ttest菌種接種到種子液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，再將菌種接種到發(fā)酵培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，制備得到高溫酯酶ttest粗酶液，將高溫酯酶ttest粗酶液純化，用對(duì)硝基苯酚比色法測定高溫酯酶ttest的酶活。
利用全基因合成方法獲取的ttest酯酶的編碼基因，并克隆到表達(dá)載體pet23a-cbd載體上獲得重組表達(dá)載體。利用cacl2轉(zhuǎn)化法，將含有ttest酯酶編碼基因的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入bl21(de3)菌種中，獲得基因工程菌。將酯酶ttest的菌種接到含amp(100ug/ml)的lb種子培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)，當(dāng)od值達(dá)到0.6～0.8時(shí)，將菌液按照1:100的比例接種到含amp(100ug/ml)的l b發(fā)酵培養(yǎng)基中，搖至od值為0.6～0.8時(shí)加入i ptg(20mmol/l)誘導(dǎo)劑進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)，18～24h后收菌。將菌液在12000r/min條件下離心10min后收集管壁細(xì)胞進(jìn)行超聲破碎，之后再以12000r/min條件離心10min后取上清液，即得到粗酶液。利用纖維素與酯酶進(jìn)行特異性結(jié)合，之后再用3c蛋白酶進(jìn)行酶切從而得到純酶。1l菌液對(duì)應(yīng)1g纖維素，常溫下將粗酶液與纖維素結(jié)合30min，適時(shí)攪拌。結(jié)合后高速離心10min，棄去上清液，將吸附蛋白用pbs緩沖液洗兩次。3c蛋白酶在使用前先離心、棄去上清，利用pbs緩沖液清洗2次。向吸附蛋白中加入適量pbs，按1l菌液對(duì)應(yīng)1ml 3c蛋白酶的比例混勻后酶切4h或過夜。酶切后高速離心，上清液即為純酶。之后利用對(duì)硝基苯酚比色法測定制備的高溫酯酶ttest的酶活，測得酶活為3500u/g。脂肪酶calb為商品化脂肪酶，測得酶活為150.0u/ml。
(2)按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，將高溫酯酶ttest(45%～50%)與淀粉酶(15%～20%)、果膠酶(10%～15%)、木聚糖酶(10%～15%)、甘油(5%)、聚乙二醇(5%)、水(5%～10%)復(fù)配成復(fù)合酶制劑。
(3)稱取100g occ絕干漿，稀釋到相應(yīng)漿濃，添加一定量的酶，在一定的處理溫度、ph值、處理時(shí)間、攪拌轉(zhuǎn)速下(如表1)，按照tappit-277膠黏物測定法利用pulmac-masterscreen篩分儀將漿料進(jìn)行篩選，之后將篩出的膠黏物進(jìn)行染色、壓片，最后用掃描軟件進(jìn)行分析掃描，進(jìn)而測得酶處理后的膠黏物含量。
在不加酶的情況下，用其余相同條件處理廢紙漿，實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果為空白組膠黏物含量。
復(fù)合酶制劑的添加量為廢紙漿絕干漿質(zhì)量的0.1%～1.0%，處理溫度為40～80℃，處理時(shí)間45～120min，ph為6.0～9.0，攪拌轉(zhuǎn)速為100～150r/min。
復(fù)合酶處理廢紙漿的溫度為50～55℃，復(fù)合酶處理廢紙漿的攪拌條件為120r/min，反應(yīng)時(shí)間為60min。復(fù)合酶的添加量為廢紙漿絕干漿質(zhì)量的0.3%～0.5%。復(fù)合酶處理廢紙漿的ph為7.0～8.0。廢紙漿的漿濃為4%～6%。
高溫酯酶的酶活為3500u/g。淀粉酶酶活為5000u/g，果膠酶酶活為5000u/g，木聚糖酶酶活為10000u/g。
由表1可知，在40～55℃條件下，加入復(fù)合酶處理后的廢紙漿中膠黏物含量明顯減少，膠黏物去除率可達(dá)60.8%～74.1%，要明顯優(yōu)于脂肪酶calb的去除效果。即使在80℃高溫條件下，加入復(fù)合酶后的處理效果也較為理想，廢紙漿中的膠黏物去除率達(dá)到58.5%，而脂肪酶calb在此條件下基本失活，難以去除膠黏物。考慮到廢紙?jiān)旒堖^程中不同工段的溫度不盡相同，酯酶pcest在廢紙回收不同工段中去除膠黏物的效果都較為理想。
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(1)高溫酯酶ttest制備較為容易，效果明顯。
(2)復(fù)合酶制劑可以應(yīng)對(duì)廢紙回收工藝中的各種高溫以及酸堿環(huán)境，在高溫條件下仍能保持較好的膠黏物去除效果。
(3)通過以高溫酯酶為主的復(fù)合酶制劑去除廢紙膠黏物的方法可直接在生產(chǎn)線上進(jìn)行，無須增加任何機(jī)械設(shè)備，操作簡單，成本低。
因此，通過以高溫酯酶為主的復(fù)合酶制劑控制廢紙漿中的膠黏物的方法高效、穩(wěn)妥地解決了過去在廢紙?jiān)旒堫I(lǐng)域嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量膠黏物問題，具有操作簡單、去除效果顯著、生產(chǎn)成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。
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