低分子瓜爾膠壓裂液體系在國(guó)外己經(jīng)開始成為油田增產(chǎn)措施的一種方法，并且取 得很好的經(jīng)濟(jì)效益，但是在國(guó)內(nèi)有關(guān)報(bào)道還比較少，值得我們?nèi)ヌ剿?。通過(guò)上述大量 的文獻(xiàn)調(diào)研可知，酶降解瓜爾膠是一類比較復(fù)雜的反應(yīng)，受各種因素及條件的制約， 這為我們的進(jìn)一步研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。本章研究的重點(diǎn)是瓜爾膠降解的反應(yīng) 條件及影響因素。

　　

　　2.2酶的基本特性酶是一種非常重要的物質(zhì)P3-25】，它幾乎參與了所有的生命活動(dòng)、生命過(guò)程，而且 在生產(chǎn)實(shí)踐中同樣起著十分重要的作用，滲入了人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng) 用可追溯到千百年前，但酶的本質(zhì)直到近幾十年才被逐漸認(rèn)識(shí)。酶實(shí)際上是一種催化 劑，而且催化效率遠(yuǎn)比一般催化劑高，酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速度約為一般催化劑參與反 應(yīng)的反應(yīng)速度的10ia?1〇16倍，酶反應(yīng)只改變反應(yīng)速度，但不改變反應(yīng)性質(zhì)、反應(yīng)方 向和反應(yīng)平衡點(diǎn)，而且本身在反應(yīng)后也不發(fā)生變化的外在因素。我們?cè)诒敬窝芯恐兄?所以會(huì)選用酶，一個(gè)很重要的因素是它的作用專一性，是指酶通常只能催化一種或一 類反應(yīng)，作用一種或一類極為相似的物質(zhì)。這就是酶的高度催化特異性，在酶學(xué)研究 中對(duì)其專一性做了如下分類：(1)光學(xué)專一性（optical specificity):指一種酶只能催化一對(duì)鏡像異構(gòu)體中 的一個(gè)，而對(duì)另一種異構(gòu)體不起作用。

　　

　?、茙缀螌Ｒ恍裕╣eometrical specificity):對(duì)于含有順、反式結(jié)構(gòu)的物質(zhì)， 酶只作用于其中的一種。

　　

　　以上兩種的專一性因與底物的立體化學(xué)關(guān)系密切，所以又統(tǒng)稱為立體化學(xué)專一 性。

　　

　?、擎I的專一性（bond specificity):酶只對(duì)某類的化學(xué)鍵起作用。

　　

　?、然鶊F(tuán)專一性（group specificity):具有這種專一性的酶，不但對(duì)底物的化 學(xué)鍵具有專一性，而且對(duì)鍵一側(cè)的基團(tuán)也有專一性的要求。這種專一性有時(shí)又稱為相 對(duì)專一性（relative specificity)。

　　

　　(5)絕對(duì)專一性（absolute specificity):這類酶要求底物含有的化學(xué)鍵及鍵兩 側(cè)的基團(tuán)都必須嚴(yán)格符合酶的要求，否則酶無(wú)法起到催化作用。

　　

　　后三種的專一性因不涉及立體化學(xué)的因素，可統(tǒng)稱為非立體化學(xué)專一性。

　　

　　本次研究中所選用的6 _甘露聚糖酶與瓜爾膠的結(jié)構(gòu)就非常相似。

　　

　　酶的化學(xué)本質(zhì)實(shí)際上是蛋白質(zhì)，其根據(jù)有：⑴酶是髙分子膠體物質(zhì)，而且是兩性電解質(zhì)，在電場(chǎng)中酶能像其他蛋白質(zhì)一樣 泳動(dòng)，酶活性-pH曲線和兩性離子的解離曲線相似；⑵導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的因素，如酸、堿、熱、紫外線、表面活性劑、重金屬鹽以 及其它蛋白質(zhì)變性劑，也往往能使酶失效：⑶酶通常都能被蛋白水解酶水解而喪失活性；⑷對(duì)所有已經(jīng)高度純化、而且達(dá)到均一程度的酶進(jìn)行組成分析，都表明：它們 或者是單純的蛋白質(zhì)，或者是蛋白質(zhì)與小分子物質(zhì)構(gòu)成的絡(luò)合物；(5)根據(jù)核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)，人們已從氨基酸開始人工合成了具有相同催化活性 的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，只有了解酶的這些性質(zhì)，在用酶作為降解的反應(yīng)物的過(guò)程中才能很好 的了解反應(yīng)過(guò)程、反應(yīng)因素等。

　　

　　酶的分析方法也是很關(guān)鍵的，通常是通過(guò)酶反應(yīng)速度的測(cè)定以達(dá)到臨床檢驗(yàn)和化 學(xué)分析目的的一種分析。包括兩種類型：一是以酶為分析對(duì)象的分析，成為活力測(cè)定： 二是以酶為分析工具的分析，有稱為酶法分析。

　　

　　酶的種類很多，根據(jù)酶的催化作用類型可以分為六大類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶 類、水解酶類、解（和）酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。甘露聚糖酶應(yīng)屬于內(nèi)切水 解酶類。這類酶在體內(nèi)擔(dān)負(fù)降解任務(wù)，其中許多酶集中于溶酶體。它們是目前應(yīng)用最 廣的一類酶。一般不需要輔酶物質(zhì)，但無(wú)機(jī)離子對(duì)某些水解酶的活性有一定影響。習(xí) 慣命名時(shí)常采用“底物+酶”的形式，即省去其中的“作用類型”，例如，淀粉酶、脂 肪酶等。為了區(qū)別起見，有時(shí)要加上酶的來(lái)源，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。甘露 聚糖酶就是用來(lái)專門水解甘露聚糖的，所以稱為e-甘露聚糖酶。根據(jù)水解鍵的類 型，又可以分為九個(gè)亞類，這里就不再一一列舉了，其中P-甘露聚糖酶應(yīng)該屬于糖 甙類，作用底物主要有半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖以及甘露聚 糖。P -甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要與a -半乳糖殘基和葡萄糖殘基在主鏈 中的位置、含量、酯?；某潭扔嘘P(guān)，當(dāng)然底物本身的物理狀態(tài)也會(huì)影響酶對(duì)底物的 作用，比如結(jié)晶狀態(tài)的甘露聚糖就不易被降解。另外，不同來(lái)源的甘露聚糖酶對(duì) 底物的要求也不一。

　　

　　有關(guān)酶的基礎(chǔ)知識(shí)的了解對(duì)于本次研究中酶的選用、反應(yīng)條件以及影響因素的確 定都是至關(guān)重要的，它是涉及本次研究成敗的重要因素。

　　

　　2.3以水為介質(zhì)，酶降解瓜爾膠的反應(yīng)條件和影響因素研究影響酶降解瓜爾膠的因素是多方面的，例如瓜爾膠溶液濃度、溫度、介質(zhì)、產(chǎn)物 濃度、酸堿性、反應(yīng)時(shí)間及紫外線等，甚至攪拌速度的不同都要影響降解的速度。下 面主要研究的是溫度、pH值、酶用量對(duì)降解反應(yīng)的影響。

　　

　　2.3.1溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響無(wú)論化學(xué)反應(yīng)還是酶反應(yīng)都需要合適的反應(yīng)溫度，只有在最佳溫度下反應(yīng)才能達(dá) 到最佳的反應(yīng)效果。

　　

　　2.3.1.1酶反應(yīng)的“最適溫度”

　　

　　溫度即可以改變酶反應(yīng)的反應(yīng)速度，也能導(dǎo)致酶蛋白變性失效，由于任何一種反 應(yīng)都是在一定溫度條件下進(jìn)行的，溫度的這兩種效應(yīng)都會(huì)發(fā)生作用。通常所說(shuō)的“最 適溫度”，就是這兩種效應(yīng)的綜合結(jié)果。

　　

　　如果讓酶反應(yīng)在不同溫度條件下進(jìn)行，然后，再將測(cè)得的反應(yīng)速度相對(duì)溫度作圖， 一般可得到一條鐘罩形的曲線，如圖2.1。

　　

　　P-甘露聚糖酶的也不例外，反應(yīng)速度受溫度影響顯著。把瓜爾膠溶液置于不同的溫度下進(jìn)行降解反應(yīng)，然后用粘度的降低值對(duì)溫度作圖。其具體做法如下：(1)配制pH為9瓜爾膠溶液；(2)取溶液200ml,放入20°C水浴中，當(dāng)液體溫度均勻并達(dá)到2(TC時(shí)，用旋轉(zhuǎn)粘 度計(jì)側(cè)量溶液粘度q,為309mPa. s;(3)加入0.05%的酶，攪拌均勻，降解時(shí)間為lOmin;(4)用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試反應(yīng)后的粘度n2為123mPa. s;(5)計(jì)算前后兩次粘度差值A(chǔ) ri=rirn2;(6)然后再分別計(jì)算溫度為3(TC、4(TC、44°C、5(TC、6(TC、7(TC、8(TC時(shí)反應(yīng) 前后的粘度差，方法同上；(7)將所得數(shù)據(jù)列于下表2.1;表2.1溫度對(duì)反應(yīng)的影響溫度（1C)1017.52030404550607080Hi (mPa. s)330313. 5309294285288270258246228Ai (mPa. s)247.5199.5189123847570.590219228An82.5114120171201213199.5168270(8)作圖2.1。它表明，在較低的溫度范圍內(nèi)，酶反應(yīng)速度隨溫度升高而增大， 但超過(guò)一定溫度后，反應(yīng)速度反而迅速下降。這通常被認(rèn)為是有兩個(gè)階段的影響：首 先，在較低的溫度下，溫度升高加速了酶的活力，同時(shí)也使分子躍過(guò)活化能閥的幾率 提高，從而提高了反應(yīng)的速度；隨著溫度升高到了一定的程度后，酶蛋白的變性影響了酶反應(yīng)的速度，使降解速度逐漸下 降。這里值得注意的是，溫度升高同 時(shí)具有兩方面的作用：在反應(yīng)的最初 階段，酶蛋白隨溫度的變性不明顯， 此時(shí)酶促反應(yīng)主要體現(xiàn)了溫度體反 應(yīng)速度的作用；由于溫度促使酶變性是隨著時(shí)間累加的，當(dāng)時(shí)間逐漸延長(zhǎng)后，酶蛋白的變性就明顯了，最后可能使酶蛋白 變性抵消了溫度升高所提高的反應(yīng)速度，最后酶就失去了活性。在圖2. 1中曲線發(fā)生 轉(zhuǎn)折時(shí)的溫度就稱為酶反應(yīng)的“最適溫度”。產(chǎn)生鐘罩形的原因就是由于一方面溫度 加速了酶反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面溫度加速了酶蛋白變性。

　　

　　溫度的這種綜合影響，也就是說(shuō)，“最適溫度”與時(shí)間有密切關(guān)系，不同的反應(yīng) 時(shí)間測(cè)得的最適溫度往往不同。這是由于溫度促使酶蛋白變性是隨時(shí)間而累加的。故 而在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)測(cè)得的“最適溫度”也就不同，且隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。

　　

　　2.3.1.2溫度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響可根據(jù)Eyring等的絕對(duì)反應(yīng)速度理論，也稱為過(guò)渡態(tài)理論來(lái)進(jìn)行討論，這種理 論認(rèn)為，在反應(yīng)系統(tǒng)中，并不是所有的分子都能進(jìn)行反應(yīng)，他們需要獲得一定的能量 轉(zhuǎn)入瞬時(shí)的活化狀態(tài)，即成為活化分子以后才能反應(yīng)成產(chǎn)物，這種從“基態(tài)”到“活 化態(tài)”所需要的能量稱為“活化能”（Ea)。

　　

　　要加速反應(yīng)有兩種辦法：①增加活化分子的數(shù)目；②降低反應(yīng)的活化能。分子一 般通過(guò)相互碰撞而傳遞能量，升高溫度一方面能增加分子的動(dòng)能，另一方面也能增加 分子間的碰撞頻率，因此，溫度升高可加速反應(yīng)。催化劑所以能加速反應(yīng)是因?yàn)樗麄?能通過(guò)形成活化能較低的中間絡(luò)合物，降低反應(yīng)總的活化能。這里的反應(yīng)也是這樣。 圖2. 2是以反應(yīng)A + BoC + D為例，圖示基態(tài)、活化態(tài)反應(yīng)物的能量狀況以及催化 劑存在條件下的能量變化。如果酶對(duì)熱穩(wěn)定，那末，反映在溫度升高時(shí)，將同時(shí)受到 溫度增加反應(yīng)物分子的動(dòng)能和降低反應(yīng)活化能的雙重影響。但是值得提到的是，對(duì)于 催化劑促進(jìn)的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，它們的溫度系數(shù)一般小于非催化反應(yīng)，說(shuō)明催化劑降低活化 能可能是加速反應(yīng)更重要的因素。

　　

　　圖2. 2酶促與非酶促反應(yīng)的自由能變化 催化劑通過(guò)形成中間絡(luò)合物降低活化能（A)

　　

　　酶促反應(yīng)（B)

　　

　　2.3.1.3酶的熱穩(wěn)定性化學(xué)反應(yīng)（包括催化反應(yīng)在內(nèi)）的活化能8368_167360 J/mol左右，大多為 50208-104600 J/mol ;而蛋白質(zhì)變性的活化能則高得多，通常達(dá)167360-418400 J/itiol，這主要是由于變性伴隨熵值顯著升高的緣故，正因?yàn)槿绱?，酶在溶液中很?A)

　　

　　易隨溫度升高而急劇失效，失效的溫度 系數(shù)從10到幾百。

　　

　　為測(cè)定P ~甘露聚糖酶的熱穩(wěn)定范 圍，可先將酶迅速升高至所要檢測(cè)的溫 度，然后在不同的時(shí)間間隔取樣，并在 酶穩(wěn)定的溫度條件下測(cè)定殘存的活力。

　　

　　如圖2. 3所示，甘露聚糖酶在5CTC左 右開始失效，80°C時(shí)就完全沒(méi)有活力了。 2.3_2 pH對(duì)0 -甘露聚糖酶反應(yīng)的影響同理，酶反應(yīng)也需要在一定的pH條件下進(jìn)行，酸、堿即能影響酶的穩(wěn)定性，也 能直接影響酶的催化活性。在一定PH值下酶表現(xiàn)最大活力，高于或低于此PH值，活 力均下降。酶表現(xiàn)出最大活力的pH值稱為酶的“最適pH”。

　　

　　2,3.2."-甘露聚糖酶穩(wěn)定性的影響酶都有一定的酸、堿穩(wěn)定范圍，超出這個(gè)范圍后，酶就會(huì)變性失效?

　　

　　為了了解甘露聚糖酶在酸、堿中的穩(wěn)定性情況，通常都要制備一條酶穩(wěn)定性 -pH曲線。方法是先將酶溶液分成若干份，分別置于不同的pH溶液中保溫一定時(shí)間， 然后再調(diào)整至某一共同所示。從圖2.4中可以了解到酶的穩(wěn)定狀況，P-甘露聚糖酶 在pH>8時(shí)穩(wěn)定性明顯下降。

　　

　　在制備酶的穩(wěn)定性-pH曲線時(shí)，應(yīng)該 注意介質(zhì)的組成成分和溫度條件，因?yàn)?它們也可能和pH同時(shí)對(duì)酶的穩(wěn)定性產(chǎn)生 影響。另外，酸、堿對(duì)酶的破壞作用是 隨時(shí)間累加的，因此，還必須注意在相 應(yīng)條件下的保溫條件。

　　

　　2.3.2.2pH對(duì)酶活力的影響典型的酶活力-pH曲線猶如鐘罩形，圖2.5是甘露聚糖酶的活力-pH曲線，它 和兩性電解質(zhì)在不同pH的解離曲線很近似。因此，最初認(rèn)為pH對(duì)酶活力影響的根本 原因可能是由于酸、堿影響了酶的解離狀態(tài)。但是經(jīng)大量的研究表明，而是因?yàn)樗帷?堿改變了酶的活性中心或與之有關(guān)的基 團(tuán)的解離狀態(tài)=也就是說(shuō)，酶要表現(xiàn)活性，它的活性部位的有關(guān)基團(tuán)都必須選取一 定的解離狀態(tài)，其中任何一種基團(tuán)的解離 狀態(tài)發(fā)生了變化就將使酶從活性狀態(tài)轉(zhuǎn) 入無(wú)活性狀態(tài)；反之亦然；至于活性部位 以外的其它基團(tuán)則無(wú)關(guān)緊要。

　　

　　由于本研究使用的甘露聚糖酶是一種粉末，溶于水不能形成均相溶液，而且 酶溶液的效果也不是很好，與直接用酶粉末來(lái)降解相比，反應(yīng)效果比較差。因此我們 采取直接將酶粉末加入到瓜爾膠基液中的方法。其具體做法如下：(1)將配制好的瓜爾膠溶液分成9等份，然后調(diào)整pH值，使之分別達(dá)到4.0、 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0;(2)將調(diào)好酸堿性的瓜爾膠溶液放入45°C水浴中，使液體溫度均勻，并達(dá)到45 °C,用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)基液45T：時(shí)的粘度為282mPa. s;(3)分別加入0.05%的酶，攪拌均勻，降解的時(shí)間為l〇min;(4)然后用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)分別測(cè)試反應(yīng)后的粘度；(5)測(cè)試數(shù)據(jù)如下表2. 2:表2. 2 pH值對(duì)反應(yīng)的影響pH值3.04.05.06,07.08.09.010.011.0A n (mPa. s)062.25153171242.520419413902,3.3酶用量及水解時(shí)間的研究降解的程度并不是越大越好，所謂低分子瓜爾膠指的是控制降解的程度，使降解 后的液體仍可以滿足壓裂液的需求，所以降解后的液體必須具有一定的粘度，而不能 降解成單糖或寡糖，單糖或寡糖很難再交聯(lián)成凍膠。綜合考慮多種因素，確定酶的用 量和水解的時(shí)間。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的研究，以后降解條件均為：1%瓜爾膠基液、溫度 為45=C、pH為7.0。其具體做法如下：(1)取調(diào)好酸堿度（7.0)的基液200ml，放入451：水浴中，使液體溫度均勻，并 達(dá)到45X：，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量基液45°C時(shí)的粘度n,為288mPa. s;(2)按照0.01%的酶用量加入到基液中，分別間隔不同的時(shí)間段測(cè)量粘度，見表2.3；(3) 然后再分別把酶的用量提高到0.02%、0,03%、0.04%及0.05%,實(shí)驗(yàn)方法同 上；(4)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖2. 6。

　　

　　表2. 3不同酶用量及不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)液體的影響時(shí)間（min)0.01%0. 02%0.03%0.04%0.05%0288288288288288516Z1179072631012673.552,540.531.51594,551392419.52076.53925.5181530572416.512940421810.5965030127.5667019.5964, 54.50 1〇 20304050607080時(shí)間(min>圖2.6不同酶用量及不同時(shí)間對(duì)液體粘度的影響2.3.4正交實(shí)驗(yàn)法通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以大致了解各種條件對(duì)降解反應(yīng)的影響，下面再用正交實(shí)驗(yàn)法來(lái) 驗(yàn)證所做工作的可靠性。決定反應(yīng)的條件有溫度、酸堿度、瓜爾膠基液的濃度、酶的 濃度、反應(yīng)時(shí)間等，如果把每一種因素都全面實(shí)驗(yàn)，而且每一個(gè)因素只取四個(gè)水平， 就需要4*4*4*4*4=1024次實(shí)驗(yàn)，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此希望只選做其中的一部分 實(shí)驗(yàn)，就能相當(dāng)好的反應(yīng)全面搭配可能出現(xiàn)的各種情況，以便從中選出較好的實(shí)驗(yàn)方 案。這里我們選擇正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是利用一套現(xiàn)成的規(guī)格化的表——正交表來(lái)安排多因素實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出較優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案的一種科學(xué)方法[29]。具 體來(lái)說(shuō)，它能明確回答下面幾個(gè)問(wèn)題：（1)因素的主次，幾個(gè)因素對(duì)考察指標(biāo)的影響 的大小順序。（2)因素與指標(biāo)的關(guān)系，即各個(gè)因素各水平不同時(shí)，指標(biāo)是如何變化的。 (3)什么是較好的生產(chǎn)條件或工藝條件。（4)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的方向。

　　

　　在這里我們引用一張常用的JR交表L9(34)，其中L:正交表的符號(hào)；9:正交表 安排的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，即正交表行數(shù)；4:正交表列數(shù)（最多可安排因素的個(gè)數(shù))；3:每 個(gè)因素的水平數(shù)。見表2.4。

　　

　　表2.4正交表1^(34)

　　

　　、\^號(hào) 實(shí)驗(yàn)號(hào)1234111112122231333421235223162312731328321393321容易看出，表2.4有如下兩個(gè)性質(zhì)：①表中任一列所含各種水平的個(gè)數(shù)都相同。如L,(34)中各列皆三個(gè)“1”、三個(gè)“2”、 三個(gè)“3”。稱這一性質(zhì)為整齊可比性。

　　

　　②表中任兩列所有各種可能的數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)都相同。表中1、2、3三個(gè)數(shù)字的 可能數(shù)對(duì)為(1， 1)，（1， 2)，（1， 3)

　　

　　(2， 1)，（2, 2)，（2, 3)

　　

　　(3， 1)，（3， 2),(3, 3)

　　

　　九種，而表中任何兩列，這九種數(shù)對(duì)皆出現(xiàn)一次。稱這一性質(zhì)為均衡搭配性^我們看到，用」下交表安排實(shí)驗(yàn)將大大減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)。而且由正交表的性質(zhì)可知部 分實(shí)驗(yàn)中所得的最優(yōu)條件可以代表全面實(shí)驗(yàn)。

　　

　　下面完全按照各號(hào)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。瓜爾膠基液的濃度依然是1%，粘度（25 ?C) =291tnPa.S。實(shí)驗(yàn)結(jié)果一列中記錄的數(shù)據(jù)是指嚴(yán)格按照各自的實(shí)驗(yàn)條件降解后得 到的粘度（25°C)去減降解前的粘度得到。這里我們利用極差分析法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)情況見表2.5。

　　

　　表2. 5極差分析數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)號(hào)T(V)t(min)pHC(酶）

　　

　　(質(zhì)量濃度）A Tf(mPa. s)

　　

　　130105.00,00527230307.00.01189330509.00.02195450107,00.02225550309.00.005118.5650505.00.0196760109.00.01130.5860305,00.02102960507.00.005205.5I,411382.5225351IIj439.5409.5619.5415,5Uh438496.5444522氏28.5114394.5171由表3.5的I』，IUIII』，艮的含義可知，h表示在因素A,水平下的三次實(shí)驗(yàn)的數(shù) 據(jù)和，在這三次實(shí)驗(yàn)中，其余B、C、D三個(gè)因素的1、2、3水平皆各出現(xiàn)一次，因 此數(shù)據(jù)和I,反映了三次A,水平的影響，和B、C、D每個(gè)因素1、2、3水平各一次的 影響。同樣，數(shù)據(jù)和IL反映了三次A2水平的影響及B、C、D每個(gè)因素的三個(gè)水平各 一次的影響；數(shù)據(jù)和III,反映了三次A3水平的影響及B、C、D每個(gè)因素三個(gè)水平各一 次的影響。因此，可以認(rèn)為B、C、D三個(gè)因素的對(duì)h、11卜III!的影響是大體上相 同的，而h、Ih、1山之間的差異可以看作是由于A取了三個(gè)不同的水平而造成的。 于是1卜II,、Ilh的數(shù)值可以大體上反映因素A的1、2、3水平對(duì)降解影響的情況， R反映了因素A選取的水平變動(dòng)對(duì)降解程度影響的大小。同理其他的各項(xiàng)意思相同。

　　

　　根據(jù)極差Rj這一行的數(shù)據(jù)可知，第三列和第四列較大，第一列最小。這表明酸 堿性和酶的濃度變動(dòng)時(shí)，對(duì)反應(yīng)的影響最大，溫度對(duì)反應(yīng)的影響較小。因此根據(jù)極差 的大小順序排出條件的主次：pH值最重要，其次是酶的用量及反應(yīng)時(shí)間，溫度最后。 因此生產(chǎn)時(shí)要特別控制反應(yīng)pH值，其它的要根據(jù)經(jīng)濟(jì)和方便的生產(chǎn)條件而定。需要 指出的是，把每個(gè)因素的好水平結(jié)合起來(lái)而得到的較好生產(chǎn)條件往往不包括在已做過(guò) 的9次實(shí)驗(yàn)中，如5(TC、50min、pH=7.0、酶濃度為0,02%就不在這次實(shí)驗(yàn)中。這時(shí) 若以選出的較好生產(chǎn)條件作驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般都回比所做過(guò)的9次實(shí)驗(yàn)的效果好。這是 因?yàn)槭褂谜槐戆才诺?個(gè)實(shí)驗(yàn)室所有搭配中的典型代表，由9個(gè)代表能把較好的實(shí) 驗(yàn)條件挑出來(lái)，這正是正交實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。但是我們這里所要達(dá)到的要求并不是把瓜爾 膠降解到單分子，需要中間中止反應(yīng)，因此具體的實(shí)驗(yàn)條件必須和經(jīng)濟(jì)和具體情況掛 鉤。

　　

　　下面看一下各因素的水平變化時(shí)的情況，可以通過(guò)因素-指標(biāo)圖來(lái)刻畫。對(duì)每個(gè) 因素，以指標(biāo)為縱坐標(biāo)，因素的水平為橫坐標(biāo)作因素-指標(biāo)圖，并連成折線，如圖2,7?

　　

　　從圖2.7可以看出，反應(yīng)溫度從水平3(TC?601C時(shí)，上升趨勢(shì)不明顯，也就是說(shuō) 溫度在這個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)反應(yīng)的影響不是很大；反應(yīng)時(shí)間從1〇?50min時(shí)，降解程度 增大，但是要根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定反應(yīng)的時(shí)間；同理，pH=7時(shí)對(duì)降解最有利；至于 酶的用量肯定是濃度大了最好，但是要考慮到經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題，也不要求酶的濃度越大越 好。

　　

　　305060103050573 0.0010.010.02反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間Ph值賺度圖2. 7因素-指標(biāo)圖2.4本章小節(jié)顧名思義，低分子瓜爾膠的分子量應(yīng)該相對(duì)較低。那么如何降低瓜爾膠原粉的分 子量，本章解決的正是這個(gè)問(wèn)題。首先確定了選用酶作為降解反應(yīng)物，根據(jù)瓜爾膠的 分子性質(zhì)|認(rèn)為甘露聚糖酶是瓜爾膠的特異性酶，降解的產(chǎn)物可以滿足壓裂施工 的要求。

　　

　　本章解決的第二個(gè)重要問(wèn)題就是fi -甘露聚糖酶反應(yīng)的控制因素及反應(yīng)條件。主 要從反應(yīng)溫度、反應(yīng)酸堿性、底物濃度、e-甘露聚糖酶濃度、反應(yīng)時(shí)間等方面研究 了 0 -甘露聚糖酶降解瓜爾膠的條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，e -甘露聚糖酶反應(yīng)的‘‘最適溫 度”為45X：、“最適pH”為7、基液濃度初步定為1%、e-甘露聚糖酶的濃度初步定 為0.02%,至于反應(yīng)時(shí)間可以根據(jù)需要而定。最后使用正交實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 從圖3.7可以看出，對(duì)降解反應(yīng)影響較大的因素有反應(yīng)時(shí)間、pH值、e-甘露聚糖酶。 從這些實(shí)驗(yàn)可以得出，對(duì)任何反應(yīng)都要綜合考慮各種因素對(duì)反應(yīng)的影響。