CN102127606A - 一种应用生物酶对皮革复鞣的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用生物酶对皮革进行复鞣的方法，特别涉及生物酶对胶原蛋白空间结构的加固，其应用于主鞣后的复鞣步骤，该复鞣步骤中应用谷氨酰胺转氨酶催化胶原蛋白分子内、分子间的交联，进一步提高皮革的热稳定性、撕裂强度、丰满度等理化指标。应用工艺如下：在常规工艺鞣制后的蓝皮，在浴比1∶0.6～1∶0.9，温度30～40℃，pH值5.0-8.0的条件下，添加一定量生物酶0.5～2U/g干皮在转鼓内处理60分钟，处理后皮革的撕裂强度、丰满性以及可延伸性相对于未处理的生皮相应提高。

Description

一种应用生物酶对皮革复鞣的方法

技术领域

本发明涉及一种应用生物酶制剂对皮革复鞣的方法，该生物酶通过催化胶原蛋白分子内、分子间反应，从而提高胶原蛋白热稳定性、撕裂强度、丰满度等理化特性，特别涉及谷氨酰胺转胺酶在皮革复鞣中的应用。

背景技术

我国是世界皮革工业的中心，我国皮革工业的加工量、出口量居世界第一，但是目前困扰皮革行业发展的主要问题是它所产生的严重污染，主要原因是在皮革加工中使用了大量的有害的皮革化学物质，严重污染了生态环境。因此将可降解、对环境友好的生物产品应用于皮革加工过程是国内、外同行们研究的重点。皮革复鞣工艺有皮革的“点睛术”之誉，是轻革的重要加工过程，目的是改善革的性能，如，柔软度、丰满度、撕裂强度等性能，利于下一步应用。目前皮革加工主要的复鞣剂有：铬复鞣剂、树脂复鞣剂、醛类复鞣剂等，这些复鞣剂在使用过程中对环境造成了不同程度的影响。

谷氨酰胺转胺酶(Transglutaminase，EC2.3.2.13)能够催化蛋白质分子内、分子间、蛋白质和氨基酸发生交联。目前，谷氨酰胺转胺酶应用主要集中在食品加工领域，如肉制品、乳制品、水产品等方面都有较广泛的应用。该酶通过对蛋白质分子结构的改变，改善食品的口感、风味、品质等方面特征。皮革的主要成份为胶原蛋白，其占原料皮干重的80％～90％，由于其独特的大分子螺旋结构，因而具有很好的韧性和良好的热稳定性，使其具有较高的机械韧性和强度。胶原蛋白自身有一定比例的谷氨酰胺残基，在谷氨酰胺转胺酶的作用下，胶原蛋白分子内或分子间形成交联，使结构更加致密，各种理化性能均相应提高。

发明内容

本发明的目的在于一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，应用生物酶处理皮革，对环境无污染。

本发明的技术方案是：一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其中对主鞣之后的皮革进行复鞣处理，该复鞣步骤中通过生物酶催化胶原蛋白分子内、分子间的交联，从而提高成革的热稳定性、撕裂强度、丰满度等理化性能。

在上述技术方案的基础上，本发明为了产生效果更佳，应用更为充分，还具备如下的附属技术特征：

所述生物酶为谷氨酰胺转胺酶的固体粉末或者液体制剂。

所述谷氨酰胺转胺酶可来源于动物、植物或微生物。

所述复鞣步骤中还应用非离子型渗透剂，以帮助谷氨酰胺转胺酶深入皮革表层，该渗透剂为JFC、JFC-1、JFC-2、JFC-E中的任意一种。

所述谷氨酰胺转胺酶含量在0.5U/g～2.0U/g皮革干重，而渗透剂JFC为1g/L～2g/L。

其主鞣工艺如下：浸酸后pH值约3.0，采用小液比鞣制，鞣制4小时，检查及渗透情况，情况正常补加热水，控制液比为2～2.5，控制温度在38～40度，并用小苏打提碱至pH值3.8～4.2，继续转动4小时停鼓过夜。

其应用工艺参数为：温度约为30～40℃，pH值5.0～8.0，添加生物酶处理60分钟。

皮革为常见的动物皮革，如：猪、牛、羊皮等。

上述技术方案的发明原理如下：复鞣剂采用生物酶制剂和渗透剂，其中生物酶为谷氨酰胺转胺酶的固体粉末或者液体制剂，而谷氨酰胺转胺酶(Transglutaminase EC 2.3.2.13简称TGase)，又称转谷氨酰胺酶或谷氨酰胺酰-肽γ-谷氨酰胺酰基转移酶，具有多种催化功能。它能够通过催化蛋白质分子间或分子内形成ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键，引起蛋白质分子内、分子间发生交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解。TGase可催化的反应包括：(1)可催化蛋白质以及肽键中谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基和伯胺之间的酰胺基转移反应；(2)当蛋白质中的赖氨酸残基的ε-氨基作为酰基受体时，蛋白质在分子内或分子间形成ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键；(3)当不存在伯胺时，水会成为酰基受体，其结果是谷氨酰胺残基脱去氨基生成谷氨酸残基；(4)此外，TGase还能够催化蛋白质Gln残基与脂肪酸ω羟基间的转胺反应。由于TGase可以通过催化作用使蛋白质分子内、分子间发生交联，被誉为“21世纪超级粘合剂”。而谷氨酰胺转胺酶可通过动物、植物和微生物来获得，比如通过微生物获得，具体如下：链霉菌在一定环境、营养条件下，发酵一定时间，得到了含有谷氨酰胺转胺酶的发酵液，发酵液经过粗过滤、精过滤、浓缩、干燥等全部工艺或部分工艺得到谷氨酰胺转胺酶的粉沫或者液体制剂。渗透剂是生物酶制剂的助剂，用于提高谷氨酰胺转胺酶的作用效果，本发明采用的助剂为JFC主要成份为烷基酚聚氧乙烯醚，非离子型，HLB值11.5-12.5，无色至微黄色粘稠液体。

本发明具有如下优势：

1.本发明用于对主鞣后的皮革进行深加工，提高皮革的热稳定性、撕裂强度、丰满性等性能，从而满足不同用途对皮革的需求。

2.本发明提供了一种应用生物酶处理皮革的方法，对环境无污染。

3.本发明生产出的成革具有组织紧密、坚实饱满、成型性好的优点。适合各种动物皮(如猪皮、绵羊皮、山羊皮、黄牛皮、水牛皮、奶牛皮和牦牛皮)的鞣制，适合各种用途革(如服装革、鞋面革、鞋里革、绒毛革、汽车坐垫革)的制造过程。

具体实施方式

由专业皮革厂提供的碱皮，其浸灰、脱灰、软化均采用常规工艺处理，鞣制工艺采用亭江化工厂JMC-2型粉状鞣剂，其主鞣工艺如下：浸酸后pH值约3.0，采用小液比鞣制，鞣制4小时，检查及渗透情况，情况正常补加热水，控制液比为2～2.5，控制温度在38～40度，并用小苏打提碱至pH值3.8～4.2，继续转动4小时停鼓过夜。

根据生物酶的最适应用工艺对主鞣后的皮革进行复鞣处理，先用碱水调将pH值调至酶的最适反应pH值，浴比采用复鞣常见浴比1∶0.6～1∶0.9，温度根据酶学特性为30～40℃，pH值根据酶学特性为5.0～8.0，其有如下三个实施例：

实施例1：

复鞣工艺参数：浴比1∶0.8，pH值约5.0～6.0，温度30℃，在转鼓内转动60分钟；

复鞣剂组成：0.5U/g皮革干重的谷氨酰胺转胺酶，1g/L的JFC。

实施例2：

复鞣工艺参数：浴比1∶0.9，pH值约6.0～7.0，温度35℃，在转鼓内转动60分钟；

复鞣剂组成：1U/g皮革干重的谷氨酰胺转胺酶，1g/L的JFC。

实施例3：

复鞣工艺参数：浴比1∶0.6，pH值约7.0～8.0，温度40℃，在转鼓内转动60分钟；

复鞣剂组成：2U/g皮革干重的谷氨酰胺转胺酶，1g/L的JFC。

对比例为未经过复鞣的蓝皮。

实施例1、2、3处理过的皮革均具有成较好的热稳定性、撕裂强度、丰满度，其中实施例2与实施例3处理后的皮革的柔软性、撕裂强度更好，实例2由于谷氨酰胺转胺酶添加量较少具有一定的经济性，而对比例则是未采取复鞣步骤的皮革。撕裂强度的数据具体见表1，热稳定性数据以收缩温度反映见表1，丰满度为感官参数。

	撕裂强度	收缩温度	丰满度
				实施例1	27N/mm	99	好
实施例2	30N/mm	103	较好
				实施例3	31N/mm	104	较好
对比例	23N/mm	95	一般

表1皮革理化性能比较表

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，对主鞣之后的皮革进行复鞣步骤，该复鞣步骤中应用生物酶催化胶原蛋白分子内、分子间的交联，改善皮革的热稳定性、撕裂强度、丰满度等理化特性。

2.根据权利要求1所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，所述生物酶为谷氨酰胺转胺酶的固体粉末或者液体制剂。

3.根据权利要求2所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，所述谷氨酰胺转胺酶来源于动物或植物或微生物。

4.根据权利要求2所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，所述复鞣步骤中还应用非离子型渗透剂，以帮助谷氨酰胺转胺酶深入皮革表层，该渗透剂为JFC、JFC-1、JFC-2、JFC-E中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，所述谷氨酰胺转胺酶含量在0.5U/g～2.0U/g皮革干重。

6.根据权利要求1、2、3、4、5中任意一权利要求所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，其主鞣工艺如下：浸酸后pH值约3.0，采用小液比鞣制，鞣制4小时，检查及渗透情况，情况正常补加热水，控制液比为2～2.5，控制温度在38～40度，并用小苏打提碱至pH值3.8～4.2，继续转动4小时停鼓过夜。

7.根据权利要求1、2、3、4、5中任意一权利要求所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，其应用工艺参数为：温度约为30～40℃，pH值5.0～8.0，添加生物酶处理60分钟。

8.根据权利要求1、2、3、4、5中任意一权利要求所述的一种应用生物酶对皮革复鞣的方法，其特征在于，皮革为常见的动物皮革。