Zeta电位测定在蔗渣纤维素粉中添加一定量的纯净水,配成0.1%质量浓度蔗渣纤维素粉液,用微电泳仪(Zeta电位仪)测定纤维的Zeta电位<4>.原理为通过测定外加电场下细小纤维粒子的淌度,每个样品分别测定5次,取其平均值,再由相关公式进行计算获得纤维的Zeta电位。
酶水解反应将甘蔗渣底物称量后加入250mL三角瓶中,按每克底物10FPIU滤纸酶活单位加入纤维素酶粉,再加入所需量的纯净水或多聚磷酸盐溶液,于50℃在恒温振荡器中(150r/min)酶解一定时间,定时取样。
酶水解还原糖的测定方法3,5-二硝基水杨酸法<5>测定酶解液中的还原糖量,按下式计算糖化率:糖化率(%)=(还原糖总量×0.9×100)/底物中纤维素和半纤维素量1.7试验用仪器超高压纳米均质机,超微粉碎机,粉碎机,pH/电导率/离子综合测试仪(Sevenmulti);水浴锅;紫外可见分光光度计;激光粒度测试仪(欧美克LS900型);微电泳仪(中晨)。
纤维素粉体的制备与尺寸的测定按所示流程,甘蔗渣分别经过粉碎机粉碎、超微粉碎处理、超高压均质处理后,得到不同粒度分布的3种蔗渣粉样品。然后用激光粒度测试仪测定其粒度分布情况,其中位径(D50,μm)大小见。结果表明,蔗渣纤维的细微化效果超高压均质处理>超微粉碎处理>一般粉碎机粉碎。
蔗渣粉体的制备流程不同破碎处理方式制备的蔗渣粉的中位径大小处理方式中位径(D50,μm)粉碎机粉碎169.01超微粉碎42.29超高压均质破碎24.282.2纤维素粉体尺寸对蔗渣纤维的表面Zeta电位变化特性的影响将不同中位径大小的蔗渣粉,配成0.1%质量浓度,用Zeta电位仪测定Zeta电位,每个样品分别测定5次取平均值,结果如所示。
结果发现,不同大小的甘蔗渣纤维颗粒的Zeta电位均为负值,负值越大,悬浮液粒子的表观电位值越大。粗纤维和微细纤维的Zeta电位值存在很大差异,微细纤维的Zeta电位(负值)明显大于粗大组-60-50-40-30-20-10024.2842.29169.01中位径(D50,μm)Zeta电位(mV)不同中位径纤维悬浮液的Zeta电位分的Zeta电位。由此可以看出,细小纤维含量越多,Zeta电位负值越大。这主要因为细小纤维的比表面蔗渣超微蔗渣粉样品超积大,电荷密度高的原因。
纤维素粉体尺寸对纤维素酶解效果的影响按方法1.5所述,取相同质量的不同粒径分布的纤维素粉,加入纯净水配成质量分数为8%的纤维素粉浆液进行酶解反应。酶解反应12h,测定生成还原糖量,计算糖化率如示。
010203040506024.2844.29169.01中位径(D50,um)糖化率(%)不同中位径蔗渣纤维酶解效果结果显示,中位径越小,即纤维颗粒平均尺寸越小,纤维素酶水解后的糖化率越高,说明酶解越容易。主要原因是纤维颗粒尺寸越小,增加了纤维素酶系与纤维素底物的有效接触,利于酶解反应的进行<6>.结合2.2的结果,推测蔗渣纤维颗粒的Zeta电位与酶解效率有正相关关系。
多聚磷酸盐对蔗渣纤维Zeta电位变化及酶水解效果的影响按方法1.4所述,将不同中位径大小的蔗渣粉配成0.1%质量浓度。用Zeta电位仪测定Zeta电位,每个样品分别测定5次取平均值,结果。按方法1.5所述,取相同质量的不同粒径分布的纤维素粉加入0.02%质量分数的六偏磷酸钠溶液,配成质量分数为8%的纤维素粉浆液进行酶解反应。酶解反应12h,测定生成还原糖量,计算糖化率。
结论(1)纤维颗粒越小,Zeta电位值(负值)越大。(2)加入多聚磷酸盐,蔗渣纤维的表观Zeta电位(负值)均有不同程度的增加。(3)蔗渣纤维颗粒的Zeta电位与酶解效率有μ正相关关系。提高蔗渣纤维的表观Zeta电位(负值),利于纤维素酶的催化反应。