酶转化淀粉在轻型纸表面施胶中的应用

冯桂平，田中粟

（中冶纸业银河有限公司, 山东 临清 252600）

轻型纸因其色相柔和、不含荧光增白剂等优点而具有很好的市场前景。轻型纸生产大多采用化机浆，而化机浆纤维较短，纤维之间的结合强度低，使得成纸表面强度偏低，不能满足高档印刷的需求，而进行表面施胶是提高成纸印刷适应性的重要手段。

目前，轻型纸表面施胶最常用的施胶剂是氧化淀粉。传统的氧化淀粉改性方法存在成本高、氧化程度难以控制、对环境有污染等缺点。用酶转化淀粉工艺可以克服传统的氧化淀粉工艺所存在的不足【1】。酶转化淀粉是一种用α-淀粉酶对原生淀粉进行改性所得的产品。这种改性方法具有操作工艺简单、成本低、无污染等优点。所制得的酶转化淀粉黏度较低、流动性好、透明度较高，用于纸面施胶能明显改善成纸的印刷适应性。

1 试验

1.1 原料及药品

玉米淀粉：临清金能德公司；

氧化淀粉：河北某公司；

α-淀粉酶：诺维信Aquazym 240L。

1.2 试验设备及仪器

CJJ78-1磁力加热搅拌器、电热恒温水浴锅、温度计、NDJ-1旋转黏度计。

1.3 试验方法

配制固含量为9.0%的淀粉悬浮液，调节pH=7后加入一定量的α-淀粉酶，移入水浴锅中进行加热，升温至80℃时保温20 min，然后快速升温到95℃，保温30 min，糊化完毕。

1.4 检测方法

使用NDJ-1旋转黏度计检测淀粉胶液黏度，检测温度为60℃。

2 试验结果与分析

由表1可知，随着Aquazym 240L转化酶用量的增加，酶化淀粉胶液黏度降低；当Aquazym 240L用量为0.02%时，酶化淀粉胶液黏度为6.5mPa·s，黏度低于相同固含量的氧化淀粉黏度。当继续增加Aquazym 240L用量，胶液黏度降低不明显。因此，合适的Aquazym 240L转化酶对绝干淀粉用量为0.02%。

表1 α-淀粉酶用量对淀粉胶液黏度的影响

3 酶转化淀粉在纸机上的应用

3.1 制备流程

Aquazym 240L转化酶间歇处理玉米原淀粉制备表面施胶胶料的流程如图1所示。

图1 酶转化淀粉的制备流程

3.2 Aquazym 240L转化酶对淀粉的作用原理

原淀粉是由α-D-葡萄糖聚合而成的高聚物。在其分子中，呈线性的直链部分以α-D-1,4苷键连接，而支链则以α-D-1,6苷键与主链相连。Aquazym 240L转化酶属于内-水解酶，专一作用于淀粉分子链的α-1,4苷键，使淀粉分子链中的直链断裂，从而使得淀粉分子量减小，降低表面胶的黏度[2]。

3.3 Aquazym 240L转化酶间歇处理玉米淀粉制备表面施胶胶料的过程

向淀粉反应罐中加入1/2罐容积的水，开动搅拌器，加入玉米原淀粉和量取好的Aquazym 240L转化酶（酶对绝干淀粉的用量为0.02%），通气升温到80℃时保温20 min，继续升温至95～98℃，保温30 min，加水稀释至胶液浓度为9%，待胶液温度降到60℃备用。

3.4 酶转化淀粉用于轻型纸表面施胶后成纸物理指标的检测

由表2可知，采用玉米淀粉+0.02%Aquazym 240L转化酶制备的胶料用于轻型纸的表面施胶，成纸表面强度比用氧化淀粉进行表面施胶时提高了23.2%，其他指标相当。

表2 酶转化淀粉用于轻型纸表面施胶后成纸物理指标

3.5 成本计算

使用酶转化淀粉替代氧化淀粉对轻型纸进行表面施胶，大大降低了表面施胶的成本。由表3可知，当表面施胶淀粉用量为吨纸95 kg时，采用玉米淀粉+0.02%Aquazym 240 L转化酶替代氧化淀粉，吨纸成本可节约33.67元。

表3 酶转化淀粉与氧化淀粉用于表面施胶的成本比较

4 结束语

（1）α-淀粉酶能有效地降解玉米原淀粉的分子链，从而显著降低淀粉胶液的黏度。本文使用α-淀粉酶制备了高浓低黏的淀粉胶液用于轻型纸的表面施胶，其最佳制备工艺条件为：α-淀粉酶加入量0.02%（对绝干淀粉），温度80℃时保温20 min；快速升温到98℃，保温30 min。所得产品固含量为9.0%，60℃时黏度5.5～6.5 mPa.s，能满足纸机运行要求。

（2）酶转化淀粉胶液用于轻型纸表面施胶，增强效果及成本下降明显。对60g/m2轻型纸，在保证施胶质量的基础上，可使成纸表面强度提高23.2%，施胶成本吨纸节约33.67元。

[1]夏新兴.薛玉可.酶转化淀粉工艺研究[J].中华纸业，2007,28（8）: 67-69.

[2]危志斌.张瑞杰.表面施胶酶在大型纸机上的应用[J].中华纸业，2010,31（24）: 67-69.