DE1211349B - Enzymatische Enthaarung mit Pankreastryptase - Google Patents

Description

• Enzymatische Enthaarung mit Pankreastryptase Aus der deutschen Patentschrift 268 873 ist es bekannt, daß Pankreastryptase haarlockernd wirkt, wobei man die Haarlockerung durch alkalische Reaktion der Tryptaselösung oder durch eine Vorbehandlung der Felle und Häute mit einer alkalisch reagierenden Lösung verbessern kann. Wenn man dabei erfindungsgemäß mit einer nichtschwellenden alkalischen Lösung vorbehandelt '. ist die Haarlockerung sehr gering; das Verfahren hat sich deshalb nicht in der Praxis eingeführt. Nach der deutschen Patentschrift 386017 werden deshalb Felle, z. B. Schaffelle, mit einer 0,30/aigen Ätznatronlösung vorbehandelt. Die dabei auftretende unerwünscht starke Schwellung wird durch gleichzeitigen Zusatz von Neutralsalzen, wie z. B. Natriumsulfat, reduziert. Eine weitere Verbesserung bringt dann das Verfahren der deutschen Patentschrift 389 354, nach welchem man bei der Vorbehandlung mit einem gebrauchsfertigen Gemisch aus 66 % Ätznatron und 34% wasserfreiem Natriumsulfat arbeitet. Nach diesem Verfahren werden z. B. Kalbfelle mit 500% Wasser, 2,5 % Ätznatron, 1 J % Natriumsulfat, wasserfrei, 4 Tage lang vorgeschwellt, bevor sie in die Lösung der Pankreastryptase unter Zusatz von Natriumbicarbonat eingebracht werden. In dieser Anwendungsart ist das Verfahren von der Praxis aufgenommen worden, jedoch nicht für Kalbfelle und Rindshäute, sondern nur für Ziegenfelle, da für Kalbfelle und Rindshäute die Schwellung zu stark und die Haarlockerung unbefriedigend ist. Aber auch bei Ziegenfellen konnte sich dieses Verfahren nur für weichnaturige Provenienzen auf die Dauer durchsetzen, da bei hartnaturigen Fellen die starke alkalische Vorbehandlung bzw. -schwellung zu Narbenzug führt. -Weiterhin ist durch die deutsche Patentschrift 1026 038 bekannt, daß man mit Pankreastryptase auch ohne alkalische Vorschwelhing und ohne Schädigung der Hautsubstanz arbeiten kann, wenn Pankreastryptase auf die zu enthaarenden Felle und Häute in Pulverform aufgebracht und ohne Zusatz von Wasser im Faß in die geweichten Felle und Häute eingewalkt wird.
• In der genannten deutschen Patentschrift wird jedoch darauf hingewiesen, daß man von Pankreastryptase mindestens dreimal soviel Enzym nehmen muß wie von Schimmelpilztryptase und daß man trotzdem noch nicht die gleiche leichte Enthaarung bzw. Entwollung erreichen wird. Gegenüber dem bekannten Verfahren erfordert das erfindungsgemäße in der Flotte ablaufende Enthaarungsverfahren nicht nur eine geringere Enzymmenge, sondern ermöglicht auch die Enthaarung solcher Häute., bei denen das bekannte »Pulververfahren« zu unbefriedigenden Ergebnissen führt.
• Es wurde nun gefunden, daß man Häute und Felle mit Hilfe von eiweißspaltenden Enzymen der Bauchspeicheldrüse aus nichtschwellender Flotte leicht und vollständig enthaaren kann, wenn man die Häute und Felle in einer Lösung mit einem pH-Wert zwischen 5,0 und 8,5, die von Mikroorganismen gebildete Proteasen enthält, vorbehandelt. Die Gewinnung der Enzyme der Bauchspeicheldrüse ist z. B. in »Grundlagen der Lederherstellung« von H.Herfeld, Verlag von Theodor Steinkopff, Dresden und Leipzig, 1950, S, 141, und in »Gerbereichemie« von E. S t i a s n y, Verlag von Theodor Steinkopff , Dresden und Leipzig, 1931, S. 293, beschrieben. Sowohl die Wirkung der Pankreastryptase als auch die der von Mikroorganismen gebildeten Proteasen der Vorbehandlungsflotte kann durch zugesetzte Glykosidasen gesteigert werden. Zu besonders guten Effekten kommt man, wenn man der Vorbehandlungsflotte die eben genannten, Obligosaccharide abbauenden Enzyme zusetzt. Als dafür geeignet haben sich solche Glykosidasen erwiesen, die, ebenso wie die in der Vorbehandlungsflotte zu verwendenden eiweißspaltenden Enzyme, von Mikroorganismen, vornehmlich von Bakterien, gebildet worden sind. Der Zusatz an sich bekannter Aktivatoren, z. B. Natriumsulfit, Natriumbisulfit, Ammoniumsalze, Natriumnitrit und Natriumnitrat, verbessert erwartungsgemäß den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Effekt.
• Bei den in Frage stehenden Glykosidasen handelt es sich, wie bereits erwähnt, um solche Enzyme, die nur Oligosaccharide abzubauen vermögen, also nicht um die z. B. von der Bauchspeicheldrüse erzeugten, Polysaccharide spaltenden Polyasen. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man nicht nur weitgehend gereinigte Produkte, z. B. die in Mandelemulsin enthaltenden ß-Glucosidase und Galactosidasen, verwenden, vielmehr kann man die bei der Gewinnung von Bakterien und Schimmelpilzenzymen gebildeten Glykosidasengemische benutzen.
• Es ist zwar bereits bekannt, bei der Enthaarung mit proteolytischen Enzymen nach Zweistufenverfahren zu arbeiten. Es kann z. B. die Haarlockerung mit Hilfe von Schimmelpilzprotase dadurch verbessert werden, daß die zu enthaarenden Felle und Häute nach abgeschlossenem Weichprozeß der Einwirkung mäßiger Mengen von Schimmelpilzproteasen und Carbohydrasen ausgesetzt werden, bevor man die Felle der Einwirkung von Schimmelpilzprotease als Enthaarungsmittel unterwirft. Nach einem anderen Verfahren wird dem Enthaarungsbad mit Schimmelpilzprotease eine Behandlung mit einer mäßigen Menge Bakterienprotease vorgeschaltet.
• Im Gegensatz dazu handelt es sich erfIndungsgemäß um ein zweistufiges Enthaarungsverfahren, bei dem durch eine nacheinander erfolgende Einwirkung von durch Mikroorganismen gebildeten Proteasen und von Pankreasenzymen in einem jeweils bestimmten pH-Bereich eine vollständige Enthaarung in der Flotte erzielt wird, ohne daß eine stark alkalische und deshalb schwellende Vorbehandlung erforderlich ist.
• Auch Beizprozesse lassen sich in der Weise durchführen, daß verschiedenartige proteolytische Enzyme in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen zur An- wendung kommen. Bei einem solchen Verfahren können Rinderpankreastryptase und Pilztryptase in beliebiger Reihenfolge nacheinander verwendet werden. Bei einem anderen Beizverfahren dieser Art kommt zuerst Pankreastryptase in schwach alkalischer Flotte zur Einwirkung, daran schließt sich eine Behandlung mit Bakterienprotease in schwach saurem Milieu an.
• Abgesehen davon, daß das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung nur dann den gewünschten Erfolgt hat, wenn mit proteolytischen Enzymen aus Mikroorganismen bei pH 5,0 bis 8,5 vorbehandelt und mit Pankreastryptase im alkalischen Medium bis zur Enthaarung nachbehandelt wird, kann keineswegs von einem enzymatischen Beizverfahren auf ein enzymatisches Enthaarungsverfahren geschlossen werden.
• Es handelt sich in beiden Fällen um grundverschiedene Vorgänge, bei denen man sich zwar die proteolytische Wirksamkeit von Enzymen zunutze macht, jedoch der Effekt im einzelnen von zahlreichen Faktoren abhängt, so daß er nicht vorausgesagt werden kann.
• In erster Linie muß berücksichtigt werden, daß bei der Beize und Enthaarung verschiedene Substrate vorliegen, auf die die Enzyme zur. Einwirkung kommen. Bei der Haarlockerung werden durch die Enzyme die Protolasmaproteine in den unteren Epidermisschichten hydrolysiert, während bei der Beize die Enzyme mit einer Haut in Berührung kommen, bei der diese Epidermisschichten bereits entfernt sind.
• Der mit dem neuen Verfahren erzielbare Effekt sei mit folgendem Beispiel deutlich gemacht: Die linke Hälfte eines gesalzenen, mit Wasser geweichten und ausgewaschenen Kalbfelles wird mit 200 1/o Wasser von 18 bis 20' C, 0,8 % Schimmelpilzprotease, 0,3 1/o Konservierungsmittel (Natriumphenyl-phenolat), 3 % Pankreastryptase bei einem auf 8,5 eingestellten pH-Wert 1 Stunde bewegt und anschließend 25 Stunden liegengelassen. Die Protease-und Tryptasepräparate weisen Enzymwerte, bestimmt nach der Methode von Löhlein-Volhard, von 5000 auf. (Literatur: »Gerbereichchemisches Taschenbuch« von A. Küntzel, 1955, S. 86).
• Nach der angegebenen Zeit ist keine Haarlockerung feststellbar. Die rechte Hälfte des gleichen gesalzenen, mit Wasser geweichten und dann ausgewaschenen Kalbfelles wird zunächst mit 3001/o Wasser von 18 bis 201, 0,80/9 Schimmelpilzprotease, 0,3% Konservierungsmittel (Natriumphenyl-phenolat) bei einem pH-Wert von 5,5 1 Stunde bewegt. Die Protease weist die gleiche enzymatische Wirksamkeit wie die bei diesem Vergleichsversuch benutzte Pankreastryptase auf. -Nach einer Stunde werden 3% Pankreastryptase zugesetzt und der pH-Wert der Flotte auf 8,5 eingestellt. Nach nochmaliger lstündiger Bewegung bleibt die Hälfte ebenfalls über Nacht hegen. Nach gleich langer Einwirkung wie bei der linken Hälfte wird enthaart, wobei eine 100%ige Enthaarung erreicht wird. Daraus ergibt sich, daß die Vorbehandlung mit Schimmelpilzprotease dafür ausschlaggebend ist, daß man mit Pankreastryptase zu einer vollständigen Enthaarung kommt. Wenn man für die Vorbehandlung an Stelle von Schimmelpilzprotease entsprechende Mengen Pankreastryptase verwendet, erzielt man keine Haarlockerung. Demnach sind Pankreastryptase einerseits und Schimmelpilzprotease andererseits nicht als Auivalente anzusehen. Dies ergibt sich daraus, daß in der Praxis schon seit langer Zeit Schimnielpilzprotease ohne alkalische Vorschwellung als Enthaarungsmittel in der Flotte verwendet wird, während diese Arbeitsweise mit Pankreastryptase bisher nicht möglich war. Die in dem obigen Beispiel für die Vorbehandlung verwendete Menge an Schimmelpilzprotease würde jedoch allein für eine vollständige Enthaarung nicht annähernd ausreichen, denn dafür würde man mehr als die drei- bis vierfache Menge benötigen.
• Wie erheblich der Einfluß von Glykosidasen ist, ergibt sich aus folgendem Vergleichsversuch: Ein in Wasser geweichtes indisches Ziegenfell wird in vier gleiche Teile geteilt.
• a) Ein Viertel wird mit 300%, Wasservon18bis20'C, 3 % Pankreastryptase, 0,3 1/o Konservierungsmittel (Natrium-phenylphenolat), eingestellt auf ph 8,5, 1 Stunde bewegt. Nach 24 Stunden wird enthaart, wobei sich nur etwa 101/o der Haare entfernen lassen.
• b) Ein weiteres Viertel wird mit 300 1/o Wasser von 18 bis 201 C, 0,2 % Emulsin (in der Bittermandel enthaltene Glykosidase), eingestellt auf pH 6,0, 1 Stunde bewegt; nach einer weiteren Stunde werden 3 1/o Pankreastryptase, 0,3 % Konservierungsmittel (Natrium-phenylphenolat), auf pH 8,5 eingestellt, zugegeben, und es wird nochmals 1 Stunde be- wegt. Nach insgesamt 24 Stunden wird enthaart. Es lassen sich etwa 25 1/o der Haare entfernen. -) Ein weiteres Viertel wird mit lp 300 % Wasser von 18 bis 20' C, 0,811/o Schimmelpilzprotease, 1 Stunde bewegt. Nach 1 Stunde Ruhe werden 3,0 % Pankreastryptase, 0,31% Konservierungsmittel (Natrium-phenylphenolat), eingestellt auf pH 8,5, zugesetzt, und es wird nochmals 1 Stunde bewegt. Nach insgesamt 24stündiger Einwirkung wird enthaart. Es lassen sich etwa 70 % der Haare entfernen.
• d) Das letzte Viertel wird 1 Stunde mit 3001/o Wasservon18bis20'C, 0,8 % Schimmelpilzprotease, 0,2% Emulsin, eingestellt auf pH 6,0, 1 Stunde bewegt. Nach 1 Stunde Ruhe werden 3,0% Pankreastryptase, 0,3 % Konservierungsmittel (Natrium-phenylphenolat), eingestellt auf pH 8,5, zugesetzt, und es wird nochmals 1 Stunde bewegt. Nach insgesamt 24stündiger Einwirkung wird enthaart. Das Stück läßt sich leicht und vollständig enthaaren.
• Die in den vorstehenden Versuchen angewendete Pankreastryptase und Schimmelpilzprotease weisen beide einen Enzymwert von 500 auf. Das unter b) und d) angeführte Emulsin hat einen fl-Glucosidasewert von 0,01 (Literatur: K.Myrbäck, »Enzyniatische Katalyse«, 1953, S. 45).
• Das in diesen Beispielen festgestellte Verhältnis der Haarlockerung entspricht nicht einer Einzelbeobachtung, sondern zahreichen Versuchsreihen, von denen das obige Ergebnis ein typisches Beispiel für den jeweiligen Grad der Haarlockerung in Ab- hängigkeit von den verschiedenen Zusätzen darstellt.
• Die Einwirkungsdauer der Vorbehandlung mit proteolytischen Enzymen von Mikroorganismen allein oder zusammen mit Glykosidasen vor der Behandlung mit Pankreastryptase soll nicht auf die in den obigen Ausführungen und den folgenden Beispielen angeführte Zeit von 2 Stunden beschränkt sein. Zum Umfange der vorliegenden Erfindung soll jedes Vorgehen gehören, bei dem man vor der Einwirkung von Pankreastryptasen auf die zu enthaarenden Häute und Felle diese mit der Lösung in einer Flotte behandelt, die von Mikroorganismen gebildete Proteasen allein oder zusammen mit Glykosidasen enthält.
• Wenn sich auch die in den nachfolgenden Beispielen beschriebene Durchführung des Verfahrens als besonders zweckmäßig erwiesen hat, kann die Behandlung der geweichten Felle auch in getrennten Bädern erfolgen.
• Soweit man bei der Vorbehandlung nur Proteasen verwendet, arbeitet man zweckmäßig bei pH 7 bis 8,5; wenn auch Glykosidasen anwesend sind, bevorzugt man pH 5 bis 7. Die Pankreastryptase bringt man zweckmäßig bei pH 8,5 zur Einwirkung. Auf alle Fälle wird aber ohne jegliche alkalische oder saure Schwellung gearbeitet.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei normaler Temperatur, d. h. bei 18 bis 20' C, oder auch bei einer gegebenenfalls zeitweilig erhöhten Temperatur von z. B. 2 8 bis 30' C, durchgeführt werden.
• Beispiel 1 In üblicher Weise geweichte Ziegenfelle werden mit 3001/o Wasservon18bis20'C, 0,8% Schimmelpilzprotease aus Aspergillusparasiticus, frei von Glykosidasen, 0,3 % Natriumphenylphenolat als Konservierungsmittel 1 Stunde bewegt. Nach 1 Stunde Ruhe werden 3,0 % Pankreastryptase zugesetzt. Nach weiterer einstündiger Bewegung bleiben die Felle liegen. Nach etwa 36 Stunden wird enthaart. Bei der Vorbehandlung und bei der Behandlung mit Pankreastryptase wird ein pH-Wert von 8,5 eingehalten.
• Beispiel 2 Wie üblich geweichte Ziegenfelle werden mit 300% Wasservon18bis20'C, 0,8 % Schimmelpilzprotease, 0,2 1/o Mandelemulsin durch Zusatz von verdünnter Ameisensäure auf einen pH-Wert von 5 bis 5,5 eingestellt und 1 Stunde bewegt. Nach 1 Stunde Ruhe werden 3,0% Pankreastryptase, mit Bicarbonat auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt, zugesetzt. Nach nochmaliger lständiger Bewegung bleiben die Felle liegen. Nach 24 Stunden wird enthaart.
• Beispiel 3 Gesalzene und mit Wasser geweichte Kalbfelle werden mit 300% Wasser von 18 bis 20' C, 0,4% Bakterienenzympräparat mit proteolytischer und glykosidischer Wirkung, 0,25 1/o Natriumbisulfit, 1,0 % Natriumsulfit, 0,2 1/o Ammoniumsulfat bei einem pH-Wert von 7 1 Stunde bewegt. Nach 1 Stunde Ruhe werden 3,0 17o Pankreastryptase, 0,5 % Ammoniumsulfat zugesetzt und die Flotte auf ein pH-Wert von 8,5 eingestellt.
• Nach weiterer lstündiger Bewegung bleiben die Felle liegen. Nach 24 Stunden wird enthaart.
• Die in den vorstehenden Beispielen verwendete Schimmelpilzprotease und Pankreastryptase weisen Enzymwerte, bestimmt nach der Methode von Löhlein-Volhard, von 500 auf. Der ß-Glucosidasewert des im Beispie12 angegebenen Emulsins beträgt 0,01; die im Beispie13 verwendete Glykosidase weist einen Glucosidasewert von 0,013 auf.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Enthaaren von geweichten Häuten und Fellen mit Hilfe von Pankreasenzymen in alkalischer Flotte, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß man die Häute und Felle bei einem pH-Wert zwischen 5,0 und 8,5 mit der Lösung einer zur Enthaarung nicht ausreichenden Menge von durch Mikroorganismen gebildeten proteolytischen Enzymen vorbehandelt und anschließend in schwach alkalischer, d. h. nichtschwellender Flotte die eiweißspaltenden Enzyme der Bauchspeicheldrüse zur Einwirkung bringt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Vorbehandlungs-und/oder der Nachbehandlungsflotte Glykosidasen zusetzt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorbehandlungsflotte zugesetzten Glykosidasen von Mikroorganismen erzeugt worden sind. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet> daß als von Mikroorganismen gebildete Glykosidasen von Bakterien gebildete Glykosidasen verwendet werden. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlungs-und/oder der Nachbehandlungsflotte bekannte Aktivatoren, z. B. Natriumsulfit, Natriumbisulfit, Ammoniumsalze, Natriumnitrit oder Natriumnitrat zugesetzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 268 873, 334 526, 888 741, 1026 038; deutsche Auslegeschrift Nr. 1023 183; deutsche Patentanmeldung R14259lVc/28a (bekanntgemacht am 11. 8. 1955); USA.-Patentschrift Nr. 2 289 993; französische Patentschrift Nr. 1130 407; »Leder«, 2, S. 265 (1951), und 9, S. 302 (1958); Hans Hoerfeld, »Grundlagen der Lederherstellung«, Dresden und Leipzig 1950, S. 116 bis 118; A. K ü n t z e 1, » Gerbereichemisches Taschenbuch«, Dresden und Leipzig, 6. Auflage, 1955, S. 86; Zeitschrift »Applied of Microbiology«, 6, 1958, S. 293 bis 297.