木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配脫膠的工藝條件＊

杜崢 胡海龍 師體海 易世雄 鄧一民

（西南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，重慶400715）

酶是生物體內(nèi)的催化劑，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使酶酶在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，如用于羊毛表面改性 、制革中的應(yīng)用、生物拋光、防氈縮，等等［1－5］。蠶絲的酶精練可以在較低的溫度、較溫和的pH值條件下進(jìn)行，能耗低、化學(xué)試劑用量少，屬于綠色加工和整理，加工過(guò)程不易損傷絲素、精煉絲不易起毛絲且蓬松性好［6］，涉及的酶類有來(lái)自細(xì)菌的S114、ZS742、1398中性蛋白酶，209、2709堿性蛋白酶等，來(lái)自動(dòng)物的胰酶等以及來(lái)自植物的蛋白酶［7－9］。

木瓜蛋白酶提取自番木瓜，工作條件寬泛，高溫的適應(yīng)性好［10］，采用木瓜蛋白酶對(duì)生絲和坯綢的脫膠效果好，是一種優(yōu)秀的絲類脫膠用蛋白酶類［9，11］。但是如果僅僅采用木瓜蛋白酶脫膠，用酶量高，生產(chǎn)用成本高，難于在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，因此相應(yīng)助劑的開(kāi)發(fā)及其配套工藝的開(kāi)發(fā)，是木瓜蛋白酶在絲類原料整理中實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。在前期的研究中發(fā)現(xiàn)，助劑A與木瓜蛋白酶復(fù)配可以提高脫膠的減量率，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)，調(diào)查在不同條件下復(fù)配劑對(duì)生絲脫膠的減量，由此確定木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配用于生絲脫膠的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1．1 材料

家蠶生絲：21～22dtex，由重慶金鳳絲綢有限公司提供。

1．2 試劑和儀器

1．2．1 試劑

木瓜蛋白酶（比活性＞3500U／mg，上海生工生物），還原劑A（AR，由成都市科龍化工試劑廠提供）。

1．2．2 主要儀器

JA2003A電子天平（上海精天電子儀器廠）、SHA－B恒溫振蕩器（江蘇金壇市億通電子有限公司）、Y802N八籃恒溫烘箱（常州市第二紡織機(jī)械廠）、pH計(jì)FE20（上海闊思電子有限公司）。

1．3 方法

分別配制木瓜蛋白酶和還原劑原液（現(xiàn)配現(xiàn)用），脫膠時(shí)根據(jù)需要濃度稀釋。

將生絲直接浸入脫膠液中在一定溫度下恒溫震蕩到規(guī)定時(shí)間進(jìn)行脫膠，脫膠完畢取出脫膠絲、滅活酶、洗滌、烘干、稱量、計(jì)算減量率。脫膠條件為：溫度40℃～80℃、pH4～10、時(shí)間40min～80min、浴比1：50。脫膠完畢后沸煮5min滅活酶，然后用60℃～70℃溫水洗滌3次，烘干（105℃）至恒重，取出脫膠絲直接稱量計(jì)算減量率（見(jiàn)下式）。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，結(jié)果采用平均值，以水在同樣條件下脫膠作為參比。脫膠液的配制采用蒸餾水、洗滌用水及酶滅活用水采用自來(lái)水。

2 結(jié)果與討論

2．1 溫度對(duì)脫膠的影響

為了確定木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配用于蠶絲脫膠較為合適的溫度，用木瓜蛋白酶0．1g／L、還原劑 A1．5g／L對(duì)生絲脫膠，脫膠條件為：時(shí)間60min、浴比1∶50、溫度40℃～80℃、pH8．5，結(jié)果如圖1。溫度≤60℃，隨著脫膠溫度的升高，酶與還原劑A復(fù)配脫膠的減量也隨之增加；當(dāng)溫度升高至70℃，隨著溫度的升高，脫膠的減量明顯降低。從脫膠效果與節(jié)約兩方面考慮，60℃是酶與還原劑A復(fù)配脫膠的較佳溫度條件。

2．2 脫膠液pH值對(duì)脫膠的影響

為了確定木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配用于蠶絲脫膠較為合適的pH值，用木瓜蛋白酶0．1g／L、還原劑 A 1．5g／L對(duì)生絲脫膠，脫膠條件為：時(shí)間60min、浴比1∶50、溫度50℃、pH4～10，結(jié)果如圖2。從圖2來(lái)看，木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配的減量，在堿性條件下略高于中性與弱酸性條件，中性與弱酸性條件略高于酸性條件，總的來(lái)說(shuō)變化不是很大，由于木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配后溶液的pH值為8．5，所以可以直接用于脫膠而不必調(diào)節(jié)pH值。

圖1 溫度的作用

圖2 脫膠液pH值對(duì)脫膠的影響

圖3 時(shí)間的作用

2．3 溫度對(duì)脫膠的影響

為了確定木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配用于蠶絲脫膠較為合適的時(shí)間，用木瓜蛋白酶0．1g／L、還原劑 A 1．5g／L對(duì)生絲脫膠，脫膠條件為：浴比1：50、溫度50℃、pH8．5、時(shí)間40min～80min，脫膠減量結(jié)果如圖3。從圖3可以看出，用木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配脫膠時(shí)，脫膠時(shí)間70min較好。

3 結(jié)論

通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)，確定用木瓜蛋白酶與還原劑A復(fù)配用于蠶絲脫膠的最佳工藝條件為：脫膠溫度60℃、pH值為8．5、脫膠時(shí)間70min。

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［10］乙引，張顯強(qiáng)，唐金剛，等．木瓜蛋白酶的純化和性質(zhì)［J］．貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，20（1）：11－14．

［11］鄧一民，張高軍，敬凌霄，等．蠶絲木瓜蛋白酶脫膠工藝條件探討［J］．絲綢，2009，（8）：20－22，28．