CN1446974A - 利用酶解技术制取仿羊绒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用酶解技术制取仿羊绒的方法，该方法采用①变性脱脂处理：破坏鳞片蛋白质的二、三、四级结构并脱脂，②蛋白酶催化水解处理：使肽键断裂，将肽链水解为氨基酸，最终达到剥离鳞片的目的，③纤维素酶柔软处理：改善羊毛的缩绒性；本发明的方法可将羊毛的鳞片变性、剥离，使羊毛的定向摩擦效应基本消失，改善羊毛纤维相互缠绕的缩绒性，使仿羊绒具有优于山羊绒的防缩性能，同时具有质轻、滑爽、柔软的手感效应，并富有弹性、拉力强、光泽好、易染色、悬垂性能极佳，且其强伸度和保暖性均等同于羊绒，比电阻则优于山羊绒。本发明的方法具有安全、无残留、无污染，工艺简单，操作方便的等优点。
Description
技术领域
本发明属于毛纺织领域，特别是涉及一种利用酶解技术制取仿羊绒的方法。
背景技术
羊绒是毛纺织工业的重要原料，由羊绒制成的羊绒制品因其具有质轻、滑爽、柔软、防缩性好、易染色、弹性好、保暖性好等优点而被广大消费者喜爱，但是，由于羊绒的产量稀少(仅占世界动物纤维总产量的0.2％)，在交易中往往以克论价，被人们认为是“纤维宝石”、“纤维皇后”、“软黄金”，因而，一般消费者很难承受；羊毛(洗净毛、毛条和绵羊绒)同样是毛纺织工业的重要原料，其原料来源广泛，但是由于其外层鳞片层(厚度约为1-1.5微米)的存在，造成不易染色、染色不匀、手感粗硬、无滑爽感、不柔软、防缩性能差等质量缺陷，因而严重制约着羊毛制品产业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种利用酶解技术制取质量等同或优于羊绒的仿羊绒的方法。
本发明的技术方案为：
一种利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其工艺过程包括：羊毛的变性脱脂处理、催化水解处理和柔软处理，
所述变性脱脂处理系在碱性处理浴中进行，所述处理浴PH调至10.4-10.6，处理温度为29-31℃，处理时间为60-80分钟；
所述催化水解处理系在蛋白酶水解液中进行，所述蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.5-1.0％，处理液PH调至4.5-5.5，处理温度为37-40℃，处理时间60-90分钟；
所述柔软处理系在纤维素酶处理液中进行，所述纤维素酶的用量为羊毛纤维的0.3-0.6％，处理液PH调至4-5，处理温度为37-45℃，处理时间20-30分钟；
上述浓度均为重量百分比浓度；
所述蛋白酶选用枯草杆菌蛋白酶和胰蛋白酶，其中枯草杆菌蛋白酶用量为羊毛纤维的0.4-0.8％，胰蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.1-0.2％；
所述蛋白酶的优选用量为0.6％，其中枯草杆菌蛋白酶用量为羊毛纤维的0.4％，胰蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.2％；
在进行纤维素酶处理后，还需进行灭酶处理，即将羊毛放入到80℃的热水中浸泡10-15分钟；
所述经灭酶处理过的羊毛还需放入羊毛柔软剂中浸渍，浸渍时间15-20分钟，所述羊毛柔软剂的配方为(以重量份数计)：
甘油单硬脂酸酯 8.5-11.5份；
椰油脂肪酸单乙醇胺 8.5-11.5份；
双十八烷基二甲基氯化铵 34-46份；
乙氧基化-β-谷甾醇 34-46份；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.085-0.115份；
联苯并噁唑 0.085-0.115份；
水 100份；
所述经灭酶处理过的羊毛还需放入羊毛柔软剂中浸渍，浸渍时间15-20分钟，所述羊毛柔软剂的配方为(以重量份数计)：
甘油单硬脂酸酯 10份；
椰油脂肪酸单乙醇胺 10份；
双十八烷基二甲基氯化铵 40份；
乙氧基化-β-谷甾醇 40份；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.1份；
联苯并噁唑 0.1份；
水 100份。
本发明的实质在于将羊毛(洗净毛、毛条和绵羊绒)纤维外层角质层鳞片蛋白质进行变性处理和剥离。众所周知，羊毛是一种由多种α-氨基酸组成的天然蛋白质纤维，它是由髓质层、皮质层和角质层组成，角质层中的鳞片正是羊毛区别于羊绒的重要因子，而鳞片本身就是一种蛋白质，它具有蛋白质的一、二、三、四级结构，所谓蛋白质的一级结构是指由多个氨基酸通过肽键连接起来的肽链，二级结构是指一级结构以一定规则形成α-螺旋或β-折叠，三级结构为二级结构进一步弯曲、盘绕而形成的球形体，四级结构指的是两个或两个以上具有三级结构的多肽链作为一个单元，构成分子量很大，充满折叠、卷曲、堆积等十分复杂的空间结构；蛋白质的二、三、四级结构在外界因素(高温、高压、酸、碱和酶等)影响下，很容易被打破，但是其一级结构只有在强酸、强碱及高温下或采用生物蛋白酶在常温、常压下催化水解才能打断肽键。
本发明正是利用上述原理，采用①变性脱脂处理：破坏鳞片蛋白质的二、三、四级结构并脱脂，②蛋白酶催化水解处理：使肽键断裂，将肽链水解为氨基酸，最终达到剥离鳞片的目的，③纤维素酶柔软处理：改善羊毛的缩绒性；本发明的方法可将羊毛的鳞片变性、剥离，使羊毛的定向摩擦效应基本消失，改善羊毛纤维相互缠绕的缩绒性，使仿羊绒具有优于山羊绒的防缩性能，同时具有质轻、滑爽、柔软的手感效应，并富有弹性、拉力强、光泽好、易染色、悬垂性能极佳，且其强伸度和保暖性均等同于羊绒，比电阻则优于山羊绒。
本发明的研发成功，不仅提高了羊毛的使用价值和应用档次，而且解决了山羊绒资源有限而造成的市场需求供给严重不平衡的矛盾，促进了畜牧养殖的发展，增加了农民收入。
本发明的方法具有安全、无残留、无污染，工艺简单，操作方便等优点。
具体实施方式
实施例1
选用细度为17-22微米、平均长度为35-45毫米的洗净羊毛(洗净毛)；
首先将100公斤洗净毛投入到装有300公斤的润水缸中，使洗净毛充分吸水(羊毛纤维的吸水性很强，可吸收40-50％的水)，并进行漂洗、除尘，保持10分钟，捞出待用；
在变性脱脂水浴加温罐中，加入碱性溶液，调整该变性脱脂液的PH值至10.4，温度为29-30℃；将吸水除尘后的洗净毛投入到变性脱脂液中，进行鳞片的一次变性和脱脂处理，处理时间为65-70分钟，捞出洗净毛，放入到冲洗缸内用水冲洗，随后投入到柠檬酸液中(PH为5.5)浸泡15分钟，捞出待用；
在蛋白酶催化水解的水浴加温罐中，加入300公斤水，升温至40℃，在搅拌状态下，加入0.5公斤蛋白酶(酶的活化过程为将称量好的酶投入到37℃的温水中搅拌30分钟)，然后将变性脱脂后的洗净毛投入到罐中进行催化水解，水解时间为65分钟，水解液PH为4.5，水解温度控制在37±1℃，完成后，捞出待用；
在纤维素酶柔软处理罐中，加入300公斤水，用柠檬酸调PH值为4.5，温度控制在40℃，在搅拌状态下，加入由康氏木霉NN-1587为菌种生产的酸性活纤维素酶液0.4公斤，然后投入洗净毛进行酶处理，处理时间为25-30分钟；随后，捞出洗净毛，将其投入到80℃的热水中进行灭酶处理，10分钟后捞出，用水冲净，再投入到羊毛柔软剂中浸渍15-20分钟，捞出洗净毛，用去离子水漂洗10-15分钟后烘干即为仿羊绒。
所用的羊毛柔软剂是按照下述重量份数配成的溶液：
甘油单硬脂酸酯 8.5；
椰油脂肪酸单乙醇胺 8.5；
双十八烷基二甲基氯化铵 46；
乙氧基化-β-谷甾醇 34；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.1；
联苯并噁唑 0.1；
水 100。
实施例2
选用细度为17-22微米的洗净毛条(毛条)；
首先将100公斤毛条投入到装有300公斤的润水缸中，使洗净毛条充分吸水(羊毛纤维的吸水性很强，可吸收40-50％的水)，并进行漂洗、除尘，保持10分钟，捞出待用；
在变性脱脂水浴加温罐中，加入300公斤水，在搅拌状态下，加入1.5公斤的固体氢氧化钠(NaOH)(加入前先用80℃的热水3公斤，将NaOH溶解后再加入)，并加入浓度为27％的过氧化氢(H2O2)3公斤，调整该变性脱脂液的PH值至10.6，温度为30-31℃；将吸水除尘后的毛条投入到变性脱脂液中，进行鳞片的一次变性和脱脂处理，处理时间为75-80分钟，捞出毛条，放入到冲洗缸内用水冲洗，随后投入到柠檬酸液中(PH为5.0)浸泡15分钟，捞出待用；
在蛋白酶催化水解的水浴加温罐中，加入300公斤水，升温至40℃，在搅拌状态下，加入0.5公斤活化枯草杆菌蛋白酶和0.2公斤活化胰蛋白酶(酶的活化过程为将称量好的酶投入到37℃的温水中搅拌30分钟)，然后将变性脱脂后的毛条投入到罐中进行催化水解，水解时间为70分钟，水解液PH为5.0，水解温度控制在39℃，完成后，捞出待用；
在纤维素酶柔软处理罐中，加入300公斤水，用柠檬酸调PH值为5，温度控制在40℃，在搅拌状态下，加入活化纤维素酶液0.5公斤，然后投入毛条进行酶处理，处理时间为25-30分钟；随后，捞出毛条，将其投入到80℃的热水中进行灭酶处理，10分钟后捞出，用水冲净，再投入到羊毛柔软剂中浸渍15-20分钟，捞出毛条，用去离子水漂洗10-15分钟后烘干即为仿羊绒。
所用的羊毛柔软剂是按照下述重量份数配成的溶液：
甘油单硬脂酸酯 10；
椰油脂肪酸单乙醇胺 10；
双十八烷基二甲基氯化铵 40；
乙氧基化-β-谷甾醇 40；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.1；
联苯并噁唑 0.1；
水 100。
实施例3
选用细度为17-22微米、平均长度为32-40毫米的绵羊绒；
首先将100公斤绵羊绒投入到装有300公斤的润水缸中，使绵羊绒充分吸水，并进行漂洗、除尘，保持10分钟，捞出待用；
在变性脱脂水浴加温罐中，加入300公斤水，在搅拌状态下，加入1.5公斤的固体氢氧化钠(NaOH)(加入前先用80℃的热水3公斤，将NaOH溶解后再加入)，且加入浓度为27％的过氧化氢(H2O2)3公斤，调整该变性脱脂液的PH值至10.5，温度为29-30℃；将吸水除尘后的绵羊绒投入到变性脱脂液中，进行鳞片的一次变性和脱脂处理，处理时间为60-65分钟，捞出绵羊绒，放入到冲洗缸内用水冲洗，随后投入到柠檬酸液中(PH为5.5)浸泡15分钟，捞出待用；
在蛋白酶催化水解的水浴加温罐中，加入300公斤水，升温至40℃，在搅拌状态下，加入0.6公斤活化枯草杆菌蛋白酶和0.1公斤活化胰蛋白酶(酶的活化过程为将称量好的酶投入到37℃的温水中搅拌30分钟)，然后将变性脱脂后的绵羊绒投入到罐中进行催化水解，水解时间为60分钟，水解液PH为5.5，水解温度控制在38℃，完成后，捞出待用；
在纤维素酶柔软处理罐中，加入300公斤水，用柠檬酸调PH值为5.5，温度控制在40℃，在搅拌状态下，加入活化纤维素酶液0.5公斤，然后投入绵羊绒进行酶处理，处理时间为25分钟；随后，捞出绵羊绒，将其投入到80℃的热水中进行灭酶处理，10分钟后捞出，用水冲净，再投入到羊毛柔软剂中浸渍15分钟，捞出绵羊绒，用去离子水漂洗10-15分钟后烘干即为仿羊绒。
所用的羊毛柔软剂是按照下述重量份数配成的溶液：
甘油单硬脂酸酯 11.5；
椰油脂肪酸单乙醇胺 11.5；
双十八烷基二甲基氯化铵 46；
乙氧基化-β-谷甾醇 34；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.1；
联苯并噁唑 0.1；
水 100。
Claims (6)
1.一种利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其工艺过程包括：羊毛的变性脱脂处理、催化水解处理和柔软处理，
所述变性脱脂处理系在碱性处理浴中进行，所述处理浴PH调至10.4-10.6，处理温度为29-31℃，处理时间为60-80分钟；
所述催化水解处理系在蛋白酶水解液中进行，所述蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.5-1.0％，处理液PH调至4.5-5.5，处理温度为37-40℃，处理时间60-90分钟；
所述柔软处理系在纤维素酶处理液中进行，所述纤维素酶的用量为羊毛纤维的0.3-0.6％，处理液PH调至4-5，处理温度为37-45℃，处理时间20-30分钟；
上述浓度均为重量百分比浓度。
2.按照权利要求1所述的利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其特征是：所述蛋白酶选用枯草杆菌蛋白酶和胰蛋白酶，其中枯草杆菌蛋白酶用量为羊毛纤维的0.4-0.8％，胰蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.1-0.2％。
3.按照权利要求1或2所述的利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其特征在于所述蛋白酶的优选用量为0.6％，其中枯草杆菌蛋白酶用量为羊毛纤维的0.4％，胰蛋白酶的用量为羊毛纤维的0.2％。
4.按照权利要求1所述的利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其特征是：在进行纤维素酶处理后，还需进行灭酶处理，即将羊毛放入到80℃的热水中浸泡10-15分钟。
5.按照权利要求1或4所述的利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其特征在于所述经灭酶处理过的羊毛还需放入羊毛柔软剂中浸渍，浸渍时间15-20分钟，所述羊毛柔软剂的配方为(以重量份数计)：
甘油单硬脂酸酯 8.5-11.5份；
椰油脂肪酸单乙醇胺 8.5-11.5份；
双十八烷基二甲基氯化铵 34-46份；
乙氧基化-β-谷甾醇 34-46份；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.085-0.115份；
联苯并噁唑 0.085-0.115份；
水 100份。
6.按照权利要求5所述的利用酶解技术制取仿羊绒的方法，其特征在于所述经灭酶处理过的羊毛还需放入羊毛柔软剂中浸渍，浸渍时间15-20分钟，所述羊毛柔软剂的配方为(以重量份数计)：
甘油单硬脂酸酯 10份；
椰油脂肪酸单乙醇胺 10份；
双十八烷基二甲基氯化铵 40份；
乙氧基化-β-谷甾醇 40份；
4，4′-双(邻磺酸钠苯乙烯基)联二苯 0.1份；
联苯并噁唑 0.1份；
水 100份。
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