JPH08296177A - Treatment of fiber - Google Patents

Treatment of fiber

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JPH08296177A
JPH08296177A JP12318795A JP12318795A JPH08296177A JP H08296177 A JPH08296177 A JP H08296177A JP 12318795 A JP12318795 A JP 12318795A JP 12318795 A JP12318795 A JP 12318795A JP H08296177 A JPH08296177 A JP H08296177A
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JP
Japan
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enzyme
fiber
immobilized
immobilized enzyme
acid
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Application number
JP12318795A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenya Makino
健哉 牧野
Mitsuhiro Murata
充弘 村田
Tomoko Kamishiro
智子 神代
Toshiro Hayashi
壽郎 林
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To extremely improve handle and touch without reducing tenacity and to recover an immobilized enzyme by treating a fiber with an immobilized enzyme prepared by bonding an enzyme to an amino acid (co)polymer. CONSTITUTION: An enzyme such as cellulase is bonded to an amino acid (co)polymer such as a poly-L-glutamic acid having 5-5,000, preferably 10-1,000 degree of polymerization, etc., by using a cross-linking agent such as glutaraldehyde to form an immobilized enzyme. A fiber to be subjected to enzyme hydrolysis such as cotton, etc., is immersed in an alcohol, de-fatted, dried, treated by the enzyme by immersing the fiber in an aqueous solution of the immobilized enzyme adjusted to an optimum pH for a given time, washed and dried. The aqueous solution of the immobilized enzyme is mixed with an acid or an alkali to change pH and the immobilized enzyme is precipitated and readily recovered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固定化酵素を用いる繊維
処理に関する。さらに詳しくは、繊維の強度を低下させ
ることなく繊維の風合いや手触りを改良することがで
き、固定化酵素が容易に回収できる繊維の処理方法に関
する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to fiber treatment using immobilized enzymes. More specifically, the present invention relates to a method for treating a fiber, which can improve the texture and feel of the fiber without lowering the strength of the fiber and can easily recover the immobilized enzyme.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、酵素反応が種々の産業分野で利用
されるようになっており、特に繊維の風合いや手触りを
向上させるために酵素処理が行なわれている。従来、繊
維を処理する場合に用いられる酵素の多くは、溶液に可
溶な酵素によるものであった。繊維の処理に用いた酵素
を回収、再使用することは、比較的高価な酵素を効率よ
く使用でき経済的であるとともに、廃液から酵素成分を
取り除くことで水質汚濁などの環境公害問題を解決でき
ることから重要である。しかしながら、繊維処理に用い
た酵素を反応溶液から回収するためには、分離・精製技
術を駆使しなくてはならず、技術的に非常に困難であっ
た。このような欠点を解決するべく考えられたのは、酵
素を反応系に不溶の担体に固定化し、固定化酵素とする
ことである。酵素を担体に固定化することにより反応系
や生成物から酵素を容易に回収することができる。ま
た、このような固定化酵素をカラムなどに封入すること
で、連続反応が可能となり、生産効率の向上も望める。
さらに従来では、酵素反応制御を熱や化学処理により当
該酵素を失活させることにより行なわれていたのが、固
定化酵素を用いることにより酵素を反応系から容易に分
離することができ、効率よく反応を制御できるなど多く
の利点が考えられる。固定化酵素の製造技術は、古くか
ら考案されており、例えば酵素の固定化は、活性炭やシ
リカゲル、アルミナなどの無機担体やセルロース、デン
プン、キチン、アルギン酸、コラーゲンなどの天然高分
子担体やポリアクリルアミド、ポリアミノポリスチレ
ン、エチレンーマレイン酸誘導体などの合成高分子担体
に、物理吸着、イオン結合、共有結合、格子、マイクロ
カプセル化などの方法で行なわれ、これらの固定化酵素
の一部はすでに実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, enzymatic reactions have come to be used in various industrial fields, and in particular, enzymatic treatment is carried out to improve the texture and feel of fibers. Conventionally, most of the enzymes used when treating fibers have been enzyme soluble in solution. Collecting and reusing the enzymes used for fiber treatment is economical because it can use relatively expensive enzymes efficiently, and removing the enzyme components from the waste liquid can solve environmental pollution problems such as water pollution. Is important from. However, in order to recover the enzyme used for the fiber treatment from the reaction solution, it was necessary to make full use of a separation / purification technique, which was technically very difficult. What was considered to solve such a drawback is to immobilize the enzyme on a carrier insoluble in the reaction system to form an immobilized enzyme. By immobilizing the enzyme on the carrier, the enzyme can be easily recovered from the reaction system or the product. Further, by encapsulating such an immobilized enzyme in a column or the like, continuous reaction becomes possible, and improvement in production efficiency can be expected.
Furthermore, in the past, the enzyme reaction was controlled by inactivating the enzyme by heat or chemical treatment, but by using an immobilized enzyme, the enzyme can be easily separated from the reaction system, and it can be efficiently Many advantages are possible, including the ability to control the reaction. The technology for producing immobilized enzymes has been devised for a long time.For example, immobilized enzymes include activated carbon, silica gel, inorganic carriers such as alumina, natural polymer carriers such as cellulose, starch, chitin, alginic acid and collagen, and polyacrylamide. , Synthetic polymer carriers such as polyaminopolystyrene and ethylene-maleic acid derivatives are used by physical adsorption, ionic bond, covalent bond, lattice, microencapsulation, etc., and some of these immobilized enzymes have already been put to practical use. Has been done.

【0003】しかしながら、このような従来の固定化酵
素を用いた繊維処理では、酵素が水不溶性となっている
ために反応系が不均一となり、反応効率の低下などの不
都合が生じる。即ち、酵素を水不溶性担体に結合するこ
とにより、酵素の高次構造の変化が生じたり、担体との
立体的影響や静電的な影響により基質と酵素との相互作
用が変化する可能性が高く、結果的に長時間の反応が必
要となる。そこで、反応中は水溶性となり均一反応系の
場を提供し、酵素それ自身は固定化酵素としての性質を
もつ固定化酵素が望まれる。このような目的を達成する
ものとして固定化酵素が特開昭62-14782号公報に開示さ
れている。しかしながら、該固定化酵素はその目的を達
成するために、カルシウム、マグネシウムなどの金属塩
を加えたり、その金属塩を除くためにエチレンジアミン
四酢酸、クエン酸などのキレート剤を用いる必要があ
る。多くの酵素は、その活性を発現するためには金属イ
オンを要求するために、キレート剤を用いる上述の固定
化酵素では使用できる酵素に制限が生じる。また、金属
塩や高価なキレート剤の使用の必要性から経済的に問題
が生じる。
However, in such a conventional fiber treatment using an immobilized enzyme, the reaction system becomes heterogeneous because the enzyme is insoluble in water, resulting in inconvenience such as reduction in reaction efficiency. That is, by binding the enzyme to the water-insoluble carrier, the conformation of the enzyme may be changed, or the interaction between the substrate and the enzyme may be changed by the steric effect with the carrier or the electrostatic effect. High and consequently requires long reaction times. Therefore, it is desired to use an immobilized enzyme which becomes water-soluble during the reaction and provides a place for a homogeneous reaction system, and the enzyme itself has a property as an immobilized enzyme. An immobilized enzyme is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-14782 as a means for achieving such an object. However, in order to achieve the purpose of the immobilized enzyme, it is necessary to add a metal salt such as calcium or magnesium or to use a chelating agent such as ethylenediaminetetraacetic acid or citric acid to remove the metal salt. Many enzymes require metal ions to express their activity, which limits the enzymes that can be used with the above-described immobilized enzymes using chelating agents. Further, the necessity of using a metal salt or an expensive chelating agent causes an economical problem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した従
来の固定化酵素の欠点を解決し、水溶性と水不溶性の両
者の利点を兼ね備え、かつ簡便な方法で使用でき酵素反
応効率の優れた固定化酵素を用いた繊維の処理方法を提
供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of conventional immobilized enzymes, has both the advantages of water solubility and water insolubility, and can be used in a simple method with excellent enzyme reaction efficiency. It is an object of the present invention to provide a method for treating a fiber using the immobilized enzyme.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、アミノ酸
(共)重合体と酵素が結合した固定化酵素(以下、単に
固定化酵素という)を繊維に接触させることを特徴とす
る繊維の処理方法を提供するものである。以下に本発明
を詳細に説明する。本発明に使用するアミノ酸(共)重
合体は、アミノ酸モノマーを単独重合あるいは共重合し
たものである。アミノ酸モノマーは、天然に存在するア
ミノ酸の他に、非天然型の構造をもったアミノ酸も使用
することができる。本発明において、アミノ酸モノマー
はその重合体が溶液のpHの変化で水溶性-水不溶性の可
逆的形態変化を取る必要があり、例えばグルタミン酸、
アスパラギン酸、リシンなどが挙げられる。また、アミ
ノ酸共重合体としては、ポリアミノ酸よりなるブロック
成分(A)と他の重合体よりなるブロック成分(B)と
からなるブロック共重合体、例えば(A)−(B)ブロ
ック共重合体、(A)−(B)−(A)ブロック共重合
体などを挙げることができる。ここで、ブロック成分
(B)としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共
重合体、ブタジエン−イソプレン共重合体などを挙げる
ことができ、これらブロック成分(B)の末端の少なく
とも一方にアミノ基、アルコキシ基などの基を導入し、
アミノ酸モノマーと共重合させることによりブロック共
重合体とすることができる。本発明におけるアミノ酸
(共)重合体では、アミノ酸モノマーが20モル%以上
(共)重合されていることが好ましい。アミノ酸モノマ
ーが20モル%未満であると溶液のpH変化により十分な
水溶性-水不溶性の可逆的形態変化をとることが難しく
なる。本発明において、アミノ酸モノマーの(共)重合は
公知の方法を用いればよく、例えばN-カルボキシ- α-
アミノ酸無水物の開環重合法、各種活性エステルや縮合
剤を用いる方法などを用いることができる。アミノ酸
(共)重合体の重合度は、通常、5〜5000の範囲、
好ましくは10〜1000である。アミノ酸(共)重合
体の重合度が5未満であると固定化酵素を不溶化した時
に分離がし難くなり、重合度が5000を超えると反応
系の粘度が高くなり取り扱いに不便が生じる。
The present invention provides a method for treating a fiber, which comprises contacting an immobilized enzyme (hereinafter, simply referred to as an immobilized enzyme) in which an amino acid (co) polymer and an enzyme are bound to the fiber. Is provided. The present invention will be described in detail below. The amino acid (co) polymer used in the present invention is obtained by homopolymerizing or copolymerizing amino acid monomers. As the amino acid monomer, in addition to naturally occurring amino acids, amino acids having a non-natural structure can be used. In the present invention, the amino acid monomer, the polymer is required to take a water-soluble-water-insoluble reversible morphological change with the change of the pH of the solution, for example glutamic acid,
Examples include aspartic acid and lysine. The amino acid copolymer is a block copolymer composed of a block component (A) composed of a polyamino acid and a block component (B) composed of another polymer, for example, a (A)-(B) block copolymer. , (A)-(B)-(A) block copolymers and the like. Examples of the block component (B) include polybutadiene, polyisoprene, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, butadiene-isoprene copolymer, and the like. A group such as an amino group or an alkoxy group is introduced into at least one of the terminals,
A block copolymer can be obtained by copolymerizing with an amino acid monomer. In the amino acid (co) polymer of the present invention, it is preferable that the amino acid monomer is (co) polymerized in an amount of 20 mol% or more. When the amino acid monomer content is less than 20 mol%, it becomes difficult to take a sufficient reversible water-insoluble morphological change due to the pH change of the solution. In the present invention, a known method may be used for the (co) polymerization of amino acid monomers, for example, N-carboxy-α-
A ring-opening polymerization method of an amino acid anhydride, a method using various active esters or a condensing agent, etc. can be used. The degree of polymerization of the amino acid (co) polymer is usually in the range of 5 to 5000,
It is preferably 10 to 1000. When the degree of polymerization of the amino acid (co) polymer is less than 5, it becomes difficult to separate when the immobilized enzyme is insolubilized, and when the degree of polymerization exceeds 5000, the viscosity of the reaction system becomes high and the handling becomes inconvenient.

【0006】本発明で使用する酵素としては、目的とす
る繊維処理に効果的な酵素を選択すればよい。具体的に
は、アミノペプチダーゼ、キモトリプシン、パパイン、
ウロキナーゼ、ウレアーゼ、アミダーゼ、アスパラギナ
ーゼ、プロテアーゼ、グルコースフォスファターゼ、ア
ミラーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、セルラーゼ、イン
ベルターゼ、ペクチナーゼ、リパーゼ、リボヌクレアー
ゼ、各種制限酵素(エンドデオキシリボヌクレアーゼ)
等の加水分解酵素、リシンラセマーゼ、UDPガラクトー
スエピメラーゼ、グルコースイソメラーゼ、乳酸ラセマ
ーゼ、リシンアミノムターゼなどの異性化酵素、グリシ
ンメチルトランスフェラーゼ、トランスケトラーゼ、リ
シンアセチルトランスフェラーゼ、グルタミルトランス
フェラーゼ、フォスフォリラーゼ、ヘキソキナーゼ、フ
ォスフォグリセロムターゼ、グルタミン酸アミノトラン
スフェラーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラー
ゼ、ロイシンアミノペプチダーゼ、クレアチンホスホキ
ナーゼなどの転移酵素、アルコールデハイドロゲナー
ゼ、アルデヒドデハイドロゲナーゼ、フマレートリダク
ターゼ、ラクテートデハイドロゲナーゼ、グルコースデ
ハイドロゲナーゼ、アルコールオキシダーゼ、アミノ酸
オキシダーゼ、ニコチネートデハイドロゲナーゼ、ハイ
ドロキシルアミンオキシダーゼ、グルタチオンデハイド
ロゲナーゼ、シトクロムcオキシダーゼ、カタラーゼ、
ペルオキシダーゼ、リポオキシゲナーゼ、スーパーオキ
サイドディスムターゼなどのような酸化還元酵素、オル
ニチンデカルボキシラーゼ、リシンデカルボキシラー
ゼ、エノラーゼ、トリプトファンシンセターゼ、アデニ
レートシクラーゼなどのリアーゼ、t-RNAシンセター
ゼ、アセチルCoAシンセターゼ、グルタミンシンセター
ゼなどのリガーゼを挙げることができる。
As the enzyme used in the present invention, an enzyme effective for the intended fiber treatment may be selected. Specifically, aminopeptidase, chymotrypsin, papain,
Urokinase, urease, amidase, asparaginase, protease, glucose phosphatase, amylase, chitinase, lysozyme, cellulase, invertase, pectinase, lipase, ribonuclease, various restriction enzymes (endodeoxyribonuclease)
Hydrolases such as lysine racemase, UDP galactose epimerase, glucose isomerase, lactase racemase, isomerization enzymes such as lysine aminomutase, glycine methyltransferase, transketolase, lysine acetyltransferase, glutamyltransferase, phosphorylase, hexokinase, phosphase Foglyceromutase, glutamate aminotransferase, aspartate aminotransferase, leucine aminopeptidase, creatine phosphokinase and other transferases, alcohol dehydrogenase, aldehyde dehydrogenase, fumarate reductase, lactate dehydrogenase, glucose dehydrogenase Genase, alcohol oxidase, amino acid oxidase, nicotine Chromatography with Dinner hydrogenase kinase, hydroxylamine oxidase, glutathione dehydrogenase, cytochrome c oxidase, catalase,
Redox enzymes such as peroxidase, lipoxygenase, superoxide dismutase, etc., ornithine decarboxylase, lysine decarboxylase, enolase, tryptophan synthetase, lyase such as adenylate cyclase, t-RNA synthetase, acetyl CoA synthetase, glutamine synthetase. Ligase such as.

【0007】酵素とアミノ酸(共)重合体との結合は、
共有結合法あるいはイオン結合法により達成される。共
有結合法による結合は、アミノ酸(共)重合体が有する
カルボキシル基、アミノ基、水酸基、スルホヒドリル基
などや末端のカルボキシル基、アミノ基と、酵素が有す
るカルボキシル基、アミノ基、水酸基、スルホヒドリル
基などとの間での反応で達成されるが、その反応方法は
いかなる方法を用いてもよい。例えばペプチド法を利用
するならば、アミノ酸(共)重合体の側鎖あるいは末端
のカルボキシル基をアジド、クロリド、イソシアナート
などの誘導体とし、これと酵素のアミノ基と反応させる
方法、あるいは、カルボジイミド化試薬やウッドワード
試薬Kのような縮合試薬を用いて、アミノ酸(共)重合
体のカルボキシル基やアミノ基と酵素のカルボキシル基
やアミノ基との間で反応させる方などが挙げられる。ま
た、アルキル化法では、アミノ酸(共)重合体をハロゲ
ン化アセチル誘導体、トリアジニル誘導体、ハロゲン化
メタクリル誘導体などで活性化し、酵素のアミノ基やフ
ェノール性水酸基やチオール基と反応させてもよく、ア
ミノ酸(共)重合体と酵素のアミノ基の間をグルタルア
ルデヒド、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの架橋
剤で結合させてもよい。これらの結合方法の中では、グ
ルタルアルデヒドを用いる方法が簡便であり特に好まし
い。本発明において、酵素1分子に結合するアミノ酸
(共)重合体の割合は、通常20分子以下、好ましくは
1〜10分子である。アミノ酸(共)重合体の結合割合
が酵素1分子に対して20分子を超えると、酵素の分子
の構造に影響を与えたり、酵素反応を阻害する危険性が
ある。
The bond between the enzyme and the amino acid (co) polymer is
It is achieved by a covalent bond method or an ionic bond method. Coupling by the covalent bond method includes a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, a sulfhydryl group or the like of an amino acid (co) polymer, a terminal carboxyl group or an amino group, and a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group or a sulfhydryl group of an enzyme. However, any reaction method may be used. For example, if the peptide method is used, the side chain or terminal carboxyl group of the amino acid (co) polymer is made into a derivative such as azide, chloride, or isocyanate, and this is reacted with the amino group of the enzyme, or by carbodiimidization. Examples include a method of reacting a carboxyl group or amino group of an amino acid (co) polymer with a carboxyl group or amino group of an enzyme using a reagent or a condensation reagent such as Woodward reagent K. In addition, in the alkylation method, an amino acid (co) polymer may be activated with a halogenated acetyl derivative, a triazinyl derivative, a halogenated methacryl derivative, etc. and reacted with an amino group, a phenolic hydroxyl group or a thiol group of an enzyme. The (co) polymer and the amino group of the enzyme may be bonded with a crosslinking agent such as glutaraldehyde or hexamethylene diisocyanate. Among these binding methods, the method using glutaraldehyde is simple and particularly preferable. In the present invention, the ratio of the amino acid (co) polymer bound to one molecule of the enzyme is usually 20 molecules or less, preferably 1 to 10 molecules. If the binding ratio of the amino acid (co) polymer exceeds 20 molecules per 1 molecule of the enzyme, there is a risk of affecting the structure of the enzyme molecule or inhibiting the enzyme reaction.

【0008】以上のような方法により得られた固定化酵
素は、溶液の水素イオン濃度により水溶性水不溶性の状
態を取りうるが、その水素イオン濃度範囲は用いるアミ
ノ酸(共)重合体の種類により適時選択する。例えば、
アミノ酸(共)重合体としてポリグルタミン酸やポリア
スパラギン酸を用いた場合、溶液のpHが3以下であると
固定化酵素は水不溶性となり、pHが4以上では固定化酵
素は水溶性となる。従って、中性あるいはアルカリ性溶
液中にて均一系で酵素反応を効率よく進めることがで
き、所定時間の反応後、反応系を酸性にすることにより
固定化酵素を反応系から容易に分離することができ、後
処理が簡便になるのみならず、分離した固定化酵素は再
び中性あるいはアルカリ性の反応系にもどすことによ
り、固定化酵素として再使用できることになる。また、
アミノ酸(共)重合体としてポリリシンを用いると、ポ
リグルタミン酸の場合と逆にアルカリ性で水不溶性とな
り、中性あるいは酸性で水溶性となる。
The immobilized enzyme obtained by the above method can be in a water-soluble and water-insoluble state depending on the hydrogen ion concentration of the solution, but the hydrogen ion concentration range depends on the type of amino acid (co) polymer used. Choose timely. For example,
When polyglutamic acid or polyaspartic acid is used as the amino acid (co) polymer, the immobilized enzyme becomes water-insoluble when the pH of the solution is 3 or less, and the immobilized enzyme becomes water-soluble when the pH is 4 or more. Therefore, the enzymatic reaction can be efficiently proceeded in a homogeneous system in a neutral or alkaline solution, and the immobilized enzyme can be easily separated from the reaction system by acidifying the reaction system after the reaction for a predetermined time. Not only can the post-treatment be simplified, but the separated immobilized enzyme can be reused as the immobilized enzyme by returning it to the neutral or alkaline reaction system again. Also,
When polylysine is used as the amino acid (co) polymer, it becomes alkaline and water-insoluble, and becomes neutral or acidic and water-soluble contrary to the case of polyglutamic acid.

【0009】固定化酵素溶液のpHの調整は、既存の如何
なる方法にても実施できるが、酸性にするためには塩
酸、硫酸、硝酸、リン酸、ほう酸などの無機酸、酢酸、
クエン酸、しゅう酸、乳酸などの有機酸を、アルカリ性
には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニ
ア、エタノールアミンなどのアミン類などを用いること
ができる。pH調整において、高濃度の酸やアルカリを
用いると局所的に酵素が失活するおそれがあるので、酸
やアルカリは0.1〜2N程度の濃度で使用することが
好ましい。
The pH of the immobilized enzyme solution can be adjusted by any existing method, but in order to make it acidic, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and boric acid, acetic acid,
Organic acids such as citric acid, oxalic acid, and lactic acid can be used. For alkalinity, amines such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and ethanolamine can be used. When adjusting the pH, use of a high concentration of acid or alkali may locally deactivate the enzyme, so it is preferable to use the acid or alkali at a concentration of about 0.1 to 2N.

【0010】本発明の方法において処理する繊維として
は、酵素分解を受ける繊維であれば特に限定されるもの
ではなく、具体的には、綿、羊毛、絹などの天然繊維、
これらの天然繊維と各種合成繊維、例えばポリエステ
ル、ナイロン、アクリル、塩化ビニル、レーヨンなどと
の混紡繊維、これらの天然繊維の再生繊維などを挙げる
ことができる。これらの繊維は固定化酵素と接触させる
前に、アルコールなどで脱脂しておくこともできる。本
発明においては、繊維と固定化酵素は水中で接触させる
が、使用する酵素の反応活性が最も高くなるpHにおい
て水に可溶となるアミノ酸(共)重合体を選択すること
が望まれる。固定化酵素の繊維に対する使用割合、繊維
の処理時間、処理温度などの条件は、使用する酵素の種
類に応じて適宜調整する。固定化酵素による処理が終了
した繊維は、水やアルコールで洗浄する。本発明におい
ては、固定化酵素による繊維の処理が終了した後、固定
化酵素が水に溶解した状態で繊維と分離し、回収された
反応液のpHを使用したアミノ酸(共)重合体が水不溶
になるように調整すれば、固定化酵素は水に不溶となる
のでろ別などにより容易に固定化酵素を回収することが
できる。本発明の処理方法は、繊維の太さを調整して繊
維の風合いや手触りを改良する他、酵素を利用した繊維
の洗浄、染色などにも適用することができる。
The fiber to be treated in the method of the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber which undergoes enzymatic decomposition, and specifically, natural fibers such as cotton, wool and silk,
Examples include mixed fibers of these natural fibers and various synthetic fibers such as polyester, nylon, acrylic, vinyl chloride, rayon, and recycled fibers of these natural fibers. These fibers can be degreased with alcohol or the like before contacting with the immobilized enzyme. In the present invention, the fiber and the immobilized enzyme are brought into contact with each other in water, but it is desired to select an amino acid (co) polymer that is soluble in water at a pH at which the reaction activity of the enzyme used is highest. The conditions such as the ratio of the immobilized enzyme to the fiber, the treatment time of the fiber, the treatment temperature, etc. are appropriately adjusted according to the type of enzyme used. The fiber treated with the immobilized enzyme is washed with water or alcohol. In the present invention, after the treatment of the fiber with the immobilized enzyme is completed, the immobilized enzyme is separated from the fiber in a state of being dissolved in water, and the amino acid (co) polymer using the pH of the recovered reaction solution is treated with water. If the enzyme is adjusted to be insoluble, the immobilized enzyme becomes insoluble in water, so that the immobilized enzyme can be easily recovered by filtration or the like. The treatment method of the present invention can be applied not only to adjusting the thickness of the fiber to improve the texture and feel of the fiber, but also to washing and dyeing the fiber using an enzyme.

【0011】[0011]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 (1)固定化酵素の合成 γ-メチル-L-グルタミン酸-N-カルボン酸無水物をトリ
エチルアミンを重合開始剤としてジクロロメタン中で室
温下3日間重合した。得られたポリ-γ-メチル-L-グル
タミン酸(PMLG)をエタノール性水酸化ナトリウム
水溶液にて加水分解し、ポリ-L-グルタミン酸(PL
G)を得た。得られたPLGの0.2gをリン酸緩衝液
(pH7.4)の10mlに溶解し、5重量%濃度でリ
ン酸緩衝液に溶解しておいたセルラーゼ(Tricoderma r
eesei, Sigma 製)を0.5ml混合した。その混合溶
液に20重量%グルタルアルデヒド水溶液の50mlを
徐々に滴下し、そのまま4℃で2時間反応することによ
りPLG固定化セルラーゼを合成した。 (2)繊維処理 裁縫用綿糸(家庭用細口、30/3、Y−TK257
0、河口社製)を30cmの長さに切り、10本ずつ束
ねてその両端を結び、メタノールに一晩浸漬した後、減
圧乾燥機で7時間乾燥し、酵素処理用のサンプルとし
た。この綿糸束を15mlの試験管に入れ、アセテート
バッファーでpH5に調製した上記のPLG固定化セル
ラーゼを酵素で20単位加え(1単位は、カルボキシメ
チルセルロースを基質とし、pH 5、温度37℃に
て、1μmolのグルコースを生成する酵素量)、55
℃、160回/分で、8時間振とうした。処理終了後、
綿糸を反応液から取り出し、0.1M/リットルのフォ
スフェートバッファー(pH8)で2回、純水で3回、
メタノールで2回洗浄した後、7時間減圧乾燥した。次
いで、固定化酵素で処理する前と後の繊維について重量
および引張強度を測定した。なお、重量減少率および引
張強度低下率は以下の方法により測定した。結果を表1
に示す。重量減少率 固定化酵素による処理後の綿糸重量÷固定化酵素による
処理前の綿糸重量×100(%) なお、綿糸の重量はいずれも7時間減圧乾燥後に測定す
る。引張強度低下率 固定化酵素による処理後の綿糸の引張強度÷固定化酵素
による処理前の綿糸の引張強度×100(%) なお、引張強度は、引張試験機(NRM−2010J−
CW、不動工業(株)製)を使用し、温度20℃、湿度
65%、つかみ間隔10cm、引張速度5cm/分で測
定した。 (3)固定化酵素の回収 繊維を取りだした後の反応液に1Nの塩酸を加えてpH
を3まで低下させ、PLG固定化セルラーゼを沈殿し回
収した。次いで回収したPLG固定化セルラーゼに水を
加え、1Nの水酸化ナトリウム水溶液でpH5に調製し
て溶解し、カルボキシメチルセルロースの分解活性をp
H5、温度37℃でグルコースの生成量で測定したとこ
ろ、繊維処理に使用していないPLG固定化セルラーゼ
と比較し、98%の活性を保持していた。
The present invention will be described in detail below with reference to examples. Example 1 (1) Synthesis of Immobilized Enzyme γ-Methyl-L-glutamic acid-N-carboxylic acid anhydride was polymerized in dichloromethane at room temperature for 3 days using triethylamine as a polymerization initiator. The obtained poly-γ-methyl-L-glutamic acid (PMLG) was hydrolyzed with an aqueous ethanolic sodium hydroxide solution to give poly-L-glutamic acid (PL
G) was obtained. 0.2 g of the obtained PLG was dissolved in 10 ml of a phosphate buffer (pH 7.4), and cellulase (Tricoderma r) was dissolved in the phosphate buffer at a concentration of 5% by weight.
eesei, Sigma) was mixed with 0.5 ml. 50 ml of a 20 wt% glutaraldehyde aqueous solution was gradually added dropwise to the mixed solution, and the reaction was continued at 4 ° C. for 2 hours to synthesize PLG-immobilized cellulase. (2) Fiber treatment Cotton thread for sewing (narrow mouth for household use, 30/3, Y-TK257
(0, manufactured by Kawaguchi Co., Ltd.) was cut into a length of 30 cm, 10 pieces were bundled, both ends thereof were tied, both ends were immersed in methanol overnight, and then dried in a vacuum dryer for 7 hours to obtain a sample for enzyme treatment. This cotton yarn bundle was placed in a 15 ml test tube, and 20 units of the above PLG-immobilized cellulase prepared at pH 5 with an acetate buffer was added with the enzyme (1 unit was carboxymethylcellulose as a substrate, pH 5 and temperature 37 ° C., Enzyme amount for producing 1 μmol glucose), 55
Shake at 160 ° C./min for 8 hours. After processing,
Take the cotton thread out of the reaction solution, and twice with 0.1 M / liter phosphate buffer (pH 8) and three times with pure water.
After washing twice with methanol, it was dried under reduced pressure for 7 hours. The weight and tensile strength of the fibers before and after treatment with the immobilized enzyme were then measured. The weight reduction rate and the tensile strength reduction rate were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.
Shown in Weight reduction rate Weight of cotton yarn after treatment with immobilized enzyme ÷ Weight of cotton yarn before treatment with immobilized enzyme × 100 (%) The weight of each cotton yarn is measured after drying under reduced pressure for 7 hours. Tensile strength decrease rate Tensile strength of cotton yarn after treatment with immobilized enzyme / Tensile strength of cotton yarn before treatment with immobilized enzyme × 100 (%) In addition, the tensile strength is measured by a tensile tester (NRM-2010J-
CW, manufactured by Fudo Kogyo Co., Ltd., was used at a temperature of 20 ° C., a humidity of 65%, a gripping interval of 10 cm, and a pulling speed of 5 cm / min. (3) Recovery of immobilized enzyme Add 1N hydrochloric acid to the reaction solution after taking out the fiber to adjust the pH.
Was reduced to 3 and the PLG-immobilized cellulase was precipitated and collected. Next, water was added to the recovered PLG-immobilized cellulase to adjust the pH to 5 with a 1N aqueous sodium hydroxide solution, and the solution was dissolved.
When the amount of glucose produced was measured at H5 and temperature of 37 ° C., 98% of the activity was retained as compared with PLG-immobilized cellulase which was not used for fiber treatment.

【0012】実施例2 (1)固定化酵素の合成 γ-ベンジル-L-グルタミン酸-N-カルボン酸無水物を片
末端をアミン変性した分子量5000のポリブタジエン
を重合開始剤としてジクロロメタン中で室温下3日重合
した。得られたポリ-γ-ベンジル-L-グルタミン酸-ポリ
ブタジエン共重合体を臭素酸/酢酸で加水分解してアミ
ノ酸共重合体を得た。次いで、実施例1と同様にして上
記で得られたアミノ酸共重合体とセルラーゼを固定化し
た。得られた固定化酵素を固定化酵素Aとする。 (2)繊維処理 実施例1(2)において、PLG固定化セルラーゼの代
わりに固定化酵素Aを20単位使用した以外は実施例1
(2)と同様にして綿糸束を処理した。次いで、処理後
の綿糸の重量減少率および引張強度低下率を、実施例1
と同様にして測定した。結果を表1に示す。 (3)固定化酵素の回収 実施例1(3)と同様にして固定化酵素を回収し、回収
された固定化酵素の分解活性を実施例1(3)と同様に
して測定した。結果を表1に示す。
Example 2 (1) Synthesis of Immobilized Enzyme γ-Benzyl-L-glutamic acid-N-carboxylic acid anhydride was used as a polymerization initiator in a dichloromethane at room temperature 3 using polybutadiene having a molecular weight of 5,000, which was amine-modified at one end. Polymerized day. The obtained poly-γ-benzyl-L-glutamic acid-polybutadiene copolymer was hydrolyzed with bromic acid / acetic acid to obtain an amino acid copolymer. Then, in the same manner as in Example 1, the amino acid copolymer obtained above and cellulase were immobilized. The obtained immobilized enzyme is designated as immobilized enzyme A. (2) Fiber treatment Example 1 except that 20 units of immobilized enzyme A was used in place of PLG-immobilized cellulase in Example 1 (2).
The cotton yarn bundle was treated in the same manner as (2). Then, the weight reduction rate and the tensile strength reduction rate of the treated cotton yarn were determined as in Example 1.
It measured similarly to. The results are shown in Table 1. (3) Recovery of immobilized enzyme The immobilized enzyme was recovered in the same manner as in Example 1 (3), and the decomposition activity of the recovered immobilized enzyme was measured in the same manner as in Example 1 (3). The results are shown in Table 1.

【0013】実施例3 (1)固定化酵素の合成 ε-ベンジル-L-リシン-N-カルボン酸無水物をトリエチ
ルアミンを重合開始剤としてジクロロメタン中で室温下
3日間重合した。得られたポリ-ε-ベンジル-L-リシン
(PBLL)を臭素酸/酢酸で加水分解し、ポリ−L−
リシン(PLL)を得た。得られたPLLとセルラーゼ
を実施例1(1)と同様にして固定化し、PLL固定化
セルラーゼを合成した。 (2)繊維処理 実施例1(2)において、PLG固定化セルラーゼの代
わりにPLL固定化セルラーゼを20単位使用した以外
は実施例1(2)と同様にして綿糸束を処理した。次い
で、処理後の綿糸の重量減少率および引張強度低下率
を、実施例1と同様にして測定した。結果を表1に示
す。 (3)固定化酵素の回収 繊維を取りだした後の反応液に、1Nの水酸化ナトリウ
ム水溶液を加えてpHを10とし、PLL固定化セルラ
ーゼを沈殿させ回収した。回収した固定化酵素の分解活
性を実施例1(3)と同様にして測定した。結果を表1
に示す。
Example 3 (1) Synthesis of immobilized enzyme ε-Benzyl-L-lysine-N-carboxylic acid anhydride was polymerized in dichloromethane with triethylamine as a polymerization initiator at room temperature for 3 days. The resulting poly-ε-benzyl-L-lysine (PBLL) was hydrolyzed with bromic acid / acetic acid to give poly-L-
Lysine (PLL) was obtained. The obtained PLL and cellulase were immobilized in the same manner as in Example 1 (1) to synthesize PLL-immobilized cellulase. (2) Fiber treatment A cotton yarn bundle was treated in the same manner as in Example 1 (2) except that 20 units of PLL-immobilized cellulase was used in place of PLG-immobilized cellulase in Example 1 (2). Then, the weight reduction rate and the tensile strength reduction rate of the treated cotton yarn were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. (3) Recovery of Immobilized Enzyme To the reaction solution after taking out the fiber, 1N sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 10, and PLL immobilized cellulase was precipitated and recovered. The degradation activity of the recovered immobilized enzyme was measured in the same manner as in Example 1 (3). The results are shown in Table 1.
Shown in

【0014】比較例1 実施例1(2)において、固定化酵素の代わりに担体に
固定化されていないセルラーゼ20単位を使用した以外
は実施例1(2)と同様にして綿糸を処理した。処理後
の綿糸の重量減少率および引張強度低下率を、実施例1
と同様にして測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Cotton yarn was treated in the same manner as in Example 1 (2) except that 20 units of cellulase not immobilized on a carrier was used in place of the immobilized enzyme in Example 1 (2). The weight reduction rate and the tensile strength reduction rate of the cotton yarn after the treatment are shown in Example 1.
It measured similarly to. The results are shown in Table 1.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によれば、酵素と接触させた後の
繊維の重量減少が適度となり、処理後も引っ張り強度の
低下が少ない。また、本発明によれば繊維強度を大きく
低下させることなく、繊維の重量減少が可能であり、繊
維の風合い、手触りを大幅に改良することができる。さ
らに本発明によれば、反応液のpHを変化させるという簡
便な操作で固定化酵素を容易に回収できるので、固定化
酵素の再使用が可能となり、高価な酵素を効率よく使用
できるとともに、均一系での反応を可能にするため、従
来の固定化酵素に比べ反応効率を向上させることができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the weight reduction of the fiber after contact with the enzyme is moderate, and the tensile strength is not significantly reduced even after the treatment. Further, according to the present invention, the weight of the fiber can be reduced without significantly lowering the fiber strength, and the texture and feel of the fiber can be significantly improved. Furthermore, according to the present invention, the immobilized enzyme can be easily recovered by a simple operation of changing the pH of the reaction solution, so that the immobilized enzyme can be reused, and an expensive enzyme can be efficiently used, and a uniform enzyme can be obtained. Since the reaction can be performed in the system, the reaction efficiency can be improved as compared with the conventional immobilized enzyme.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アミノ酸(共)重合体と酵素が結合した固定化酵素を繊
維に接触させることを特徴とする繊維の処理方法。
A method for treating a fiber, which comprises bringing an immobilized enzyme in which an amino acid (co) polymer and an enzyme are bound into contact with the fiber.
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