一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法.pdf

一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法，属于生物技术应用领域。本发明将羊毛进行适当的化学或蛋白酶预处理，利用谷氨酰胺转胺酶的催化作用，将外源蛋白明胶或酪蛋白接枝包覆于羊毛纤维表面，赋予羊毛织物一定的防毡缩性，并在一定程度上改善了羊毛织物的物理机械性能。本发明与传统的羊毛防毡缩整理方法相比，以生物酶和生物大分子代替了传统的化学整理剂，比单纯的蛋白酶处理造成的纤维强力损失小且易于控制，使得羊毛的生物法改性成为可能，大大降低了对环境的污染，减少了排放水的COD，改善了生态环境，同时作用条件温和，避免高温烘培，节省了能源，且提高了织物产品质量。

1.  一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法，其特征是对羊毛织物首先进行氧化预处理或蛋白酶预处理，再以谷氨酰胺转胺酶为反应的催化剂，将外源的蛋白：明胶或酪蛋白接枝包覆于羊毛纤维的表面；羊毛织物经氧化预处理或蛋白酶预处理后，充分水洗晾干，浸入含有蛋白用量为1-3g/L，谷氨酰胺转胺酶用量为10-20U/g羊毛的溶液，浴比1∶20，反应温度为30-40℃，pH 6-8，反应时间为1-3小时；反应结束后，织物充分水洗，50℃烘干，从而降低了羊毛织物的毡缩性，并在一定程度上修复了损失的机械强力。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征是所使用的谷氨酰胺转胺酶是任何微生物或组织来源的谷氨酰转胺胺酶，外源蛋白是任何一种可以被谷氨酰胺转胺酶交联的蛋白，选择工业级、食品级或医药级蛋白。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征是羊毛织物必须要经过氧化预处理或蛋白酶预处理，氧化预处理：氧化剂选用双氧水、高锰酸钾、过硫酸盐或其他氧化剂，氧化预处理工艺为：氧化剂用量为羊毛织物质量的4％，JFC 1g/L，pH＝3-5，T＝40℃，t＝30min，浴比1∶20，然后充分水洗晾干；
或蛋白酶预处理：蛋白酶选用中性、碱性或酸性蛋白酶，蛋白酶预处理工艺为：蛋白酶1g/L，JFC 1g/L，pH＝8，T＝50℃，t＝45min，浴比1∶20，然后充分水洗晾干。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征是适用于处理的羊毛织物包括任何机织羊毛织物和针织羊毛织物。

一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法
技术领域
本发明为一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法，涉及生物技术在纺织工业中的应用领域。
背景技术
羊毛作为一种天然纺织纤维，具有许多其它纤维无法比拟的优良品质，因此受到消费者的喜爱。但是由于羊毛纤维表面具有疏水性、耐一般化学试剂和酶制剂侵蚀的鳞片层的存在，导致羊毛纤维具有毡缩倾向，极大的影响了毛织物的风格和尺寸稳定性。羊毛织物经常采用化学整理方法以降低毡缩性和提高染色性能。目前工业生产应用比较成熟也是最广泛的方法是氯化-赫克塞特整理(chlorine-Hercosett)，就是先用含氯氧化剂破坏鳞片层，再用树脂整理，在纤维表面形成一层薄膜将鳞片层包裹起来。但因为羊毛氯化过程产生的可吸收有机卤化物AOX(Absorbable Organic Halogen)毒性潜势很高，造成严重的生态环境污染，很多发达国家以法律的形式限制使用，而且氯化整理对羊毛织物的强力损伤及手感影响均很大。因此寻找羊毛更加环保有效的整理方法成为现在纺织行业面临的一个重要课题。
人们利用蛋白酶处理羊毛的历史非常悠久，由于所使用的蛋白酶，绝大多数是借用其它用途的酶种，所以对羊毛的作用效果较差。羊毛经蛋白酶处理后，特别是经氧化前处理配合酶处理后，在实际操作中难以控制，纤维强力受到较大的损失。虽然相关的文献报导很多，但至今并未实现蛋白酶在工业上的广泛应用。谷氨酰胺转胺酶的交联作用与蛋白酶的水解作用正好相反，而羊毛蛋白的氨基酸组成(谷氨酸含量14％，赖氨酸含量3.2％)使其理论上可以作为谷氨酰胺转胺酶的作用底物。此酶的应用为羊毛制品的生物加工提供了新的研究思路，同时为拓宽谷氨酰胺转胺酶的应用领域具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物，使织物具有良好的防毡缩性，并使强力损失较小。本发明使得羊毛的生物法改性成为可能，改善了生态环境，提高了织物产品质量。
本发明的技术方案：一种利用谷氨酰胺转胺酶催化外源蛋白整理羊毛织物的方法，对羊毛织物首先进行氧化预处理或蛋白酶预处理，再以谷氨酰胺转胺酶为反应的催化剂，将外源的蛋白：明胶或酪蛋白接枝包覆于羊毛纤维的表面；羊毛织物经氧化预处理或蛋白酶预处理后，充分水洗晾干，浸入含有蛋白用量为1-3g/L，谷氨酰胺转胺酶用量为10-20U/g羊毛的溶液，浴比1∶20，反应温度为30-40℃，pH 6-8，反应时间为1-3小时；反应结束后，织物充分水洗，50℃烘干，从而降低了羊毛织物的毡缩性，并一定程度上修复了损失的机械强力。
所使用的谷氨酰胺转胺酶是任何微生物或组织来源的谷氨酰转胺胺酶，外源蛋白是任何一种可以被谷氨酰胺转胺酶交联的蛋白，选择工业级、食品级或医药级蛋白。
羊毛织物必须要经过氧化预处理或蛋白酶预处理，氧化预处理：氧化剂选用双氧水、高锰酸钾、过硫酸盐或其他氧化剂，氧化预处理工艺为：氧化剂用量为羊毛织物质量的4％(o.w.f)，JFC(江苏凌飞化工有限公司产品)1g/L，pH＝3-5，T＝40℃，t＝30min，浴比1∶20，然后充分水洗晾干；
或蛋白酶预处理：蛋白酶选用中性、碱性或酸性蛋白酶，蛋白酶预处理工艺为：蛋白酶1g/L，JFC 1g/L，pH＝8，T＝50℃，t＝45min，浴比1∶20，然后充分水洗晾干。
适用于处理的羊毛织物包括任何机织羊毛织物和针织羊毛织物。
本发明的有益效果：本发明方法与传统的化学树脂整理法相比，虽然强力不及树脂法，但是毡缩率达到了较好的效果，COD值有所降低。
本发明将羊毛进行适当的化学或蛋白酶预处理，利用谷氨酰胺转胺酶的催化作用，将外源蛋白明胶或酪蛋白接枝包覆于羊毛纤维表面，赋予羊毛织物一定的防毡缩性，并在一定程度上改善了羊毛织物的物理机械性能。本发明与传统的羊毛防毡缩整理方法相比，以生物酶和生物大分子代替了传统的化学整理剂，比单纯的蛋白酶处理造成的纤维强力损失小且易于控制，使得羊毛的生物法改性成为可能，大大降低了对环境的污染，减少了排放水的COD，改善了生态环境，同时作用条件温和，避免高温烘培，节省了能源，且提高了织物产品质量。
具体实施方式
织物：华达呢毛坯(410ends/10cm×250picks/10cm)皂洗后晾干待用，毡缩率为9.5％；谷氨酰胺转胺酶：市售，食品级；明胶，酪蛋白均为化学纯试剂。
实施例1
毛织物经高锰酸钾氧化处理(KMnO₄：4％(o.w.f)，JFC 1g/L，pH＝3-5，T＝40℃，t＝30min，浴比1∶20)后，充分水洗晾干，然后浸入含有蛋白3g/L，酶用量为10-20U/g羊毛的溶液，浴比1∶20，反应温度为35℃，pH 6.5，反应时间为1小时。反应结束后，织物充分水洗，50℃烘干。
经上述处理后的织物毡缩率为1.87％，强力435N。处理液COD值为31000mg/L。与原织物毡缩率为9.5％相比，降低了毡缩率。
实施例2
毛织物经蛋白酶Savinase 16L处理(酶：1g/L，JFC 1g/L，pH＝8，T＝50℃，t＝45min，浴比1∶20)后，充分水洗晾干，然后浸入含有蛋白1g/L，酶用量为10-20U/g羊毛的溶液，浴比1∶20，反应温度为35℃，pH 7.5，反应时间为3小时。反应结束后，织物充分水洗，50℃烘干。
经上述处理后的织物毡缩率为3.27％，强力456N。处理液COD值为27000mg/L。与原织物毡缩率为9.5％相比，降低了毡缩率。
对比实施例
羊毛织物浸轧化学防缩液2次(整理剂ELAFIX PV4聚氨酯水溶液，90g/L，pH＝8)，轧余率80％，轧车压力176kPa，60℃烘干，180℃培烘40s。
经上述处理后的织物毡缩率为2.32％，强力490N。处理液COD值为47000mg/L。