应用于苎麻脱胶中的复合酶及制备方法技术领域
本发明涉及一种应用于苎麻脱胶中的复合酶及制备方法,属于纺织应用领域。
背景技术
苎麻 (Bochmeria nivea) 属荨麻科 (Urticaceae) 宿根性,多年生草本植物,原
产我国,被欧美各国称为“中国草”,产量约占世界的 80%。通过分析苎麻成分,其纤维含量
在60%以上,它的韧皮纤维特别长而结实,在已知麻类纤维中最细最长,是一种重要的纺织
工业原料。然而苎麻纤维上附着有大量的胶质,约占总重25-35%,主要是果胶、半纤维素和
木质素等,根据苎麻品种的不同,其含量可高达24-45%。因此要得到工业上可利用的纤维,
必须进行脱胶处理,而且纤维脱胶直接关系纤维的开发利用。
目前本领域中常用的脱胶方法为化学烧碱高压煮练法,该方法耗用大量的酸碱,
随着酸碱原料大幅度涨价,导致成本成倍上涨;同时,化学脱胶产生大量的酸碱废水,
可造成严重的环境污染。为此,许多研究人员将注意力集中在生物与生物一化学联合脱胶
上。
日本专利特开昭 51-149976 公开了一种微生物进行苎麻脱胶的方法,指出真菌
产生的果胶酶中含有纤维素酶,起作用的条件为酸性。因其脱胶效果不稳定,并造成纤维强
度下降,工业上难于应用。申请号为 CN85104284 的中国发明专利申请公开了利用芽胞杆
菌进行苎麻脱胶的方法,中国专利申请 CN97109044.0 公开了一株嗜碱芽胞杆菌并应用于
苎麻脱胶,中国专利 ZL 01106844.2 公开了一株枯草芽胞杆菌 CCTCC M200038 并应用于
苎麻脱胶。上述各专利所公开的内容,均直接将其所述菌株工业化生产的粗酶液用于苎麻
脱胶, 中国专利2007101146871一种苎麻脱胶用复合酶制剂公开了一种酶制剂用于苎麻脱
胶,但没有兼顾到苎麻纤维所附胶质的多样性及果胶酶活性高低的情况,在工业应用上存
在诸多问题。
发明内容
为克服上述不足,本发明目的是提供一种应用于苎麻脱胶中的复合酶,使用该复
合酶应用到苎麻脱胶中,可起到脱胶效果稳定、减少对纤维损伤、提高纤维强度的效果,且
可进行大范围工业化应用。
本发明的方案如下:应用于苎麻脱胶中的复合酶,由以下重量份原料组成:
β-葡萄糖苷酶3-6份、β-淀粉酶2-5份、果聚糖蔗糖酶1-4份、碱性果胶酶12-18份、β-葡
聚糖酶30-36份、中性蛋白酶 10-15份、木聚糖酶15-18份、甘露聚糖酶15-26份、菠萝酶18-
24份、赤藓糖醇0.1-0.5份、2-羟基丙酸0.2-0.5份、草酸钠0.2-0.4份和凹凸棒粘土25-45
份。
进一步,由以下重量份原料组成:β-葡萄糖苷酶4份、β-淀粉酶3份、果聚糖蔗糖酶2
份、碱性果胶酶16份、β-葡聚糖酶33份、中性蛋白酶 12份、木聚糖酶16份、甘露聚糖酶19份、
菠萝酶20份、赤藓糖醇0.2份、2-羟基丙酸0.3份、草酸钠0.3份和凹凸棒粘土32份。
进一步,由以下重量份原料组成:β-葡萄糖苷酶3份、β-淀粉酶5份、胶原蛋白酶2
份、果聚糖蔗糖酶2份、碱性果胶酶16份、β-葡聚糖酶32份、中性蛋白酶 12份、木聚糖酶16
份、甘露聚糖酶22份、菠萝酶19份、赤藓糖醇0.25份、2-羟基丙酸0.22份、草酸钠0.23份和凹
凸棒粘土40份。
进一步,由以下重量份原料组成:β-葡萄糖苷酶5份、β-淀粉酶2份、果聚糖蔗糖酶3
份、碱性果胶酶15份、β-葡聚糖酶34份、中性蛋白酶 12份、木聚糖酶16份、甘露聚糖酶22份、
菠萝酶22份、赤藓糖醇0.3份、2-羟基丙酸0.4份、草酸钠0.35份和凹凸棒粘土28份。
应用于苎麻脱胶中的复合酶制备方法,将各原料在常温下混合均匀,加热到35-40
℃搅拌均匀,搅拌时间1-1.5h,即到复合酶。
本发明所选择的酶活力依次如下: β-葡萄糖苷酶5000U/ml、β-淀粉酶6000U/ml、
胶原蛋白酶80000U/ml、果聚糖蔗糖酶10000U/ml、碱性果胶酶 300U/ml、β-葡聚糖酶
4000U/ml、中性蛋白酶 600U/ml、木聚糖酶 500U/ml、甘露聚糖酶 600U/ml、菠萝酶50000U/
ml。
本发明用菠萝酶增强了碱性果胶酶、葡聚糖酶 、中性蛋白酶、木聚糖酶、甘露聚糖
酶的对果胶的水解,使其转化为小分化合物;β-淀粉酶能够提高菠萝酶的水解,致使中性果
胶分子溶剂化程度大大提高,并提高其对半纤维素的水解。
本发明用凹凸棒粘土为酶制剂提供载体,同时在酶制剂发挥作用时吸附果胶及其
降解产物,赤藓糖醇有利于提高胶原蛋白酶的使用效率,2-羟基丙酸、草酸钠有利于提高凹
凸棒粘土的吸附效率。相比传统酶制剂,脱胶效率大幅提高。
本发明所述方法减掉了传统方法中的一步浸酸,替代了传统工艺中的一步碱煮,
节省了大量的酸碱原料,具有处理条件温和,成本低,纤维质量好,对环境污染小等优点,相
比传统的酶制剂,效率更高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明所使用的β-葡萄糖苷酶、β-淀粉酶、β-葡聚糖酶、中性蛋白酶、木聚糖酶由
上海士锋生物科技有限公司生产,碱性果胶酶为上海康地恩生物科技有限公司生产,果聚
糖蔗糖酶、甘露聚糖酶为任何主要成分和活力任何厂家均可购买;菠萝酶由南宁东恒华道
生物科技有限责任公司生产。
实施例1
将β-葡萄糖苷酶4克、β-淀粉酶3克、果聚糖蔗糖酶2克、碱性果胶酶16克、β-葡聚糖酶33
克、中性蛋白酶 12克、木聚糖酶16克、甘露聚糖酶19克、菠萝酶20克、赤藓糖醇0.2克、2-羟
基丙酸0.3克、草酸钠0.3克和凹凸棒粘土32克,在常温下混合均匀,加热到35℃搅拌均匀,
搅拌时间1h,得到复合酶。
应用本实例按照将苎麻扎把、装笼、酶炼、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油
水、抖麻、烘干,得到精干麻,所述的酶炼步骤,其主要控制参数为:复合酶制剂添加量 1-
3%,浴液比为1:15 ,pH8.5-9.5,脱胶温度控制在 40℃,脱胶酶液保持搅拌状态,脱胶时间
为 1h。测量苎麻纤维使用复合酶按照本发明所述工艺处理后数据。
表1 本发明实例1用于苎麻纤维测试数据
合格率连续三批平均/%
残胶率/%
纤维强度(gf/D)
硬条率/%
含油/%
纤维支数
|
本发明指标
≥ 99
1.52
5.03
7.18
0.771
2235
合格品指标
≥ 90
<2.8%
>4.5
<10%
0.6~ 1.8
无
实施例2
将β-葡萄糖苷酶3克、β-淀粉酶5克、胶原蛋白酶2克、果聚糖蔗糖酶2克、碱性果胶酶16
克、β-葡聚糖酶32克、中性蛋白酶 12克、木聚糖酶16克、甘露聚糖酶22克、菠萝酶19克、赤藓
糖醇0.25克、2-羟基丙酸0.22克、草酸钠0.23克和凹凸棒粘土40克在常温下混合均匀,加热
到38℃搅拌均匀,搅拌时间1.2h,即到复合酶。
应用本实例按照将苎麻扎把、装笼、酶炼、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油
水、抖麻、烘干,得到精干麻,所述的酶炼步骤,其主要控制参数为:复合酶制剂添加量 1-
3%,浴液比为1:15 ,pH8.5-9.5,脱胶温度控制在 40℃,脱胶酶液保持搅拌状态,脱胶时间
为 1h。测量苎麻纤维使用复合酶按照本发明所述工艺处理后数据。
表2 本发明实例2用于苎麻纤维测试数据
合格率连续三批平均/%
残胶率/%
纤维强度(gf/D)
硬条率/%
含油/%
纤维支数
|
本发明指标
≥ 99
0.547
5.66
4.248
0.69
2079
合格品指标
≥ 90
<2.8%
>4.5
<10%
0.6~ 1.8
无
实施例3
将β-葡萄糖苷酶5克、β-淀粉酶2克、果聚糖蔗糖酶3克、碱性果胶酶15克、β-葡聚糖酶34
克、中性蛋白酶 12克、木聚糖酶16克、甘露聚糖酶22克、菠萝酶22克、赤藓糖醇0.3克、2-羟
基丙酸0.4克、草酸钠0.35克和凹凸棒粘土28克在常温下混合均匀,加热到36℃搅拌均匀,
搅拌时间1.5h,即到复合酶。
应用本实例按照将苎麻扎把、装笼、酶炼、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油
水、抖麻、烘干,得到精干麻,所述的酶炼步骤,其主要控制参数为:复合酶制剂添加量 1-
3%,浴液比为1:15 ,pH8.5-9.5,加入草酸钠为1%和膨润土2%,脱胶温度控制在 40℃,脱胶
酶液保持搅拌状态,脱胶时间为 1h。测量苎麻纤维使用复合酶按照本发明所述工艺处理后
数据。
表3 本发明实例3用于苎麻纤维测试数据
合格率连续三批平均/%
残胶率/%
纤维强度(gf/D)
硬条率/%
含油/%
纤维支数
|
本发明指标
≥ 98
0.18
6.13
3.35
0.68
2081
合格品指标
≥ 90
<2.8%
>4.5
<10%
0.6~ 1.8
无
从上述实施例后,所得的苎麻纤维测试数据看以可看出,应用本发明复合酶处理苎麻
炼胶,所得的苎麻纤维各项性能指标均优异。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明,但是应该指明的是,
我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改,其所产生的功能作
用仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围之内。