2酶在羊毛染整加工中的應用
2.1蛋白酶與羊毛的作用原理
在酶與羊毛的反應體系中,酶是肽鍵遇水分解的催化劑,酶在適宜的條件下發揮其活性,從羊毛纖維表面鱗片層的親水部分進入纖維內部,促使羊毛中的肽鍵水解,達到使部分蛋白質溶解的目的。其催化過程可分以下幾步:酶在溶液中向纖維表面擴散;酶在纖維表面的吸附;酶向纖維內部擴散;酶催化水解反應。
生產加工中通常先對羊毛進行預處理,使二硫鍵斷裂,親水性增強,使酶解作用能夠易于進行。常用的預處理劑有含氯化合物、過氧化合物、堿和還原劑。過于劇烈的預處理不僅使二硫鍵斷裂,胱氨酸氧化為磺基丙氨酸,羊毛鱗片被明顯破壞,還使得后續的酶處理很可能侵蝕到皮質層,嚴重損傷羊毛,出現減量率過大和強度急劇下降的情況。此外,不同種類的酶在與羊毛纖維作用時,所要求的工藝條件(pH值、溫度等)均有所不同,使用時應選擇最佳的工藝條件,使酶處理發揮出最大的效用。
2.2酶在羊毛前處理中的應用
2.2.1羊毛除雜
羊毛纖維的主要成分是蛋白質,草雜的主要成分是纖維素,由于二者的化學成分完全不同,在含有草雜的羊毛中加入一定量的纖維素酶,利用酶催化反應高度專一性的特點,加入的酶只對植物性雜質起作用,使植物性草雜理化性質發生變化,除去草雜。纖維素酶對蛋白質羊毛不起作用,加之處理時溫度較低,對羊毛不會造成損傷。再者,酶本身是蛋白質,容易生物降解,可以減輕環境污染。纖維素酶、果膠酶和木質素酶的混合物處理羊毛,不損傷羊毛纖維。
原毛表面除了含有羊毛脂、羊汗、土雜、草屑污染物外,還存在另一種由細胞碎片和軟角質蛋白原生質構成的蛋白質污染物(PCL),其與纖維間存在較強的氫鍵結合力。它的殘存使洗凈毛色澤黯沉,采用傳統的洗毛方法很難完全去除。生物洗毛可以去除羊毛表面里層的這些蛋白質污染物。在洗毛工藝中采用蛋白酶、二步法洗毛,前2槽添加滲透劑和合成洗滌劑洗去羊毛脂、羊汗、土雜,第3槽添加蛋白酶進行生物洗毛,去除洗去蛋白質污染物,提高洗凈毛的質量。
2.2.2羊毛漂白
漂白用酶制劑目前尚處于開發階段,在羊毛漂白中引起關注的是采用氧化還原酶、蛋白酶。室溫時,酶在酸性條件下可以有效地控制過氧化氫的分解,減少過氧化氫的損失,使漂白浴中過氧化氫漂白的有效成分保持一定濃度,因此,對羊毛纖維的損傷程度很低,漂白效果也好,纖維強力下降與其他漂白工藝相比要輕得多,而且該工藝節約能源、節省時間。
在蛋白酶BactosolSI存在下的過氧化氫漂白工藝,可以顯著地提高羊毛的白度和親水性。例如在偏亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉的混合物存在下,用木瓜蛋白酶處理羊毛,可以顯著提高羊毛白度。酶Esperase8.0L(Sandoz公司)對過氧化氫漂白白度有所提高,但是伴隨著重量和強力的損失,尤其在漂液劇烈攪動時,白度增加很多,但重量和強力損傷更嚴重。BactosolWO(Sandoz公司)、Durazyme16.0L(NOVO公司)對白度改進也很明顯,酶的用量增加,白度增加,但纖維的損傷也加劇。Esperase8.0L也可用在二硫化合物的還原漂白,但pH值不能太高,中性較好。
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