酶轉化淀粉在輕型紙表面施膠中的應用

馮桂平，田中粟

（中冶紙業(yè)銀河有限公司, 山東 臨清 252600）

輕型紙因其色相柔和、不含熒光增白劑等優(yōu)點而具有很好的市場前景。輕型紙生產大多采用化機漿，而化機漿纖維較短，纖維之間的結合強度低，使得成紙表面強度偏低，不能滿足高檔印刷的需求，而進行表面施膠是提高成紙印刷適應性的重要手段。

目前，輕型紙表面施膠最常用的施膠劑是氧化淀粉。傳統的氧化淀粉改性方法存在成本高、氧化程度難以控制、對環(huán)境有污染等缺點。用酶轉化淀粉工藝可以克服傳統的氧化淀粉工藝所存在的不足【1】。酶轉化淀粉是一種用α-淀粉酶對原生淀粉進行改性所得的產品。這種改性方法具有操作工藝簡單、成本低、無污染等優(yōu)點。所制得的酶轉化淀粉黏度較低、流動性好、透明度較高，用于紙面施膠能明顯改善成紙的印刷適應性。

1 試驗

1.1 原料及藥品

玉米淀粉：臨清金能德公司；

氧化淀粉：河北某公司；

α-淀粉酶：諾維信Aquazym 240L。

1.2 試驗設備及儀器

CJJ78-1磁力加熱攪拌器、電熱恒溫水浴鍋、溫度計、NDJ-1旋轉黏度計。

1.3 試驗方法

配制固含量為9.0%的淀粉懸浮液，調節(jié)pH=7后加入一定量的α-淀粉酶，移入水浴鍋中進行加熱，升溫至80℃時保溫20 min，然后快速升溫到95℃，保溫30 min，糊化完畢。

1.4 檢測方法

使用NDJ-1旋轉黏度計檢測淀粉膠液黏度，檢測溫度為60℃。

2 試驗結果與分析

由表1可知，隨著Aquazym 240L轉化酶用量的增加，酶化淀粉膠液黏度降低；當Aquazym 240L用量為0.02%時，酶化淀粉膠液黏度為6.5mPa·s，黏度低于相同固含量的氧化淀粉黏度。當繼續(xù)增加Aquazym 240L用量，膠液黏度降低不明顯。因此，合適的Aquazym 240L轉化酶對絕干淀粉用量為0.02%。

表1 α-淀粉酶用量對淀粉膠液黏度的影響

3 酶轉化淀粉在紙機上的應用

3.1 制備流程

Aquazym 240L轉化酶間歇處理玉米原淀粉制備表面施膠膠料的流程如圖1所示。

圖1 酶轉化淀粉的制備流程

3.2 Aquazym 240L轉化酶對淀粉的作用原理

原淀粉是由α-D-葡萄糖聚合而成的高聚物。在其分子中，呈線性的直鏈部分以α-D-1,4苷鍵連接，而支鏈則以α-D-1,6苷鍵與主鏈相連。Aquazym 240L轉化酶屬于內-水解酶，專一作用于淀粉分子鏈的α-1,4苷鍵，使淀粉分子鏈中的直鏈斷裂，從而使得淀粉分子量減小，降低表面膠的黏度[2]。

3.3 Aquazym 240L轉化酶間歇處理玉米淀粉制備表面施膠膠料的過程

向淀粉反應罐中加入1/2罐容積的水，開動攪拌器，加入玉米原淀粉和量取好的Aquazym 240L轉化酶（酶對絕干淀粉的用量為0.02%），通氣升溫到80℃時保溫20 min，繼續(xù)升溫至95～98℃，保溫30 min，加水稀釋至膠液濃度為9%，待膠液溫度降到60℃?zhèn)溆谩?/p>

3.4 酶轉化淀粉用于輕型紙表面施膠后成紙物理指標的檢測

由表2可知，采用玉米淀粉+0.02%Aquazym 240L轉化酶制備的膠料用于輕型紙的表面施膠，成紙表面強度比用氧化淀粉進行表面施膠時提高了23.2%，其他指標相當。

表2 酶轉化淀粉用于輕型紙表面施膠后成紙物理指標

3.5 成本計算

使用酶轉化淀粉替代氧化淀粉對輕型紙進行表面施膠，大大降低了表面施膠的成本。由表3可知，當表面施膠淀粉用量為噸紙95 kg時，采用玉米淀粉+0.02%Aquazym 240 L轉化酶替代氧化淀粉，噸紙成本可節(jié)約33.67元。

表3 酶轉化淀粉與氧化淀粉用于表面施膠的成本比較

4 結束語

（1）α-淀粉酶能有效地降解玉米原淀粉的分子鏈，從而顯著降低淀粉膠液的黏度。本文使用α-淀粉酶制備了高濃低黏的淀粉膠液用于輕型紙的表面施膠，其最佳制備工藝條件為：α-淀粉酶加入量0.02%（對絕干淀粉），溫度80℃時保溫20 min；快速升溫到98℃，保溫30 min。所得產品固含量為9.0%，60℃時黏度5.5～6.5 mPa.s，能滿足紙機運行要求。

（2）酶轉化淀粉膠液用于輕型紙表面施膠，增強效果及成本下降明顯。對60g/m2輕型紙，在保證施膠質量的基礎上，可使成紙表面強度提高23.2%，施膠成本噸紙節(jié)約33.67元。

[1]夏新興.薛玉可.酶轉化淀粉工藝研究[J].中華紙業(yè)，2007,28（8）: 67-69.

[2]危志斌.張瑞杰.表面施膠酶在大型紙機上的應用[J].中華紙業(yè)，2010,31（24）: 67-69.