酶脫毛技術的應用

Ａｒａｚｙｍ酶法脫毛工藝的發明,開創了酶脫毛技術研究與應用的先河,并在當時的制革工業界引起強烈反響。隨著歷史的變遷,酶在脫毛工藝中潮起潮落,迄今仍未成為皮革脫毛的主流技術。從20世紀90年代開始,世界各國的皮革工業均感受到了來自環保方面問題的困擾,酶脫毛的研究和應用再次呈現生機。常規的硫化鈉脫毛工藝主要是利用Ｎａ2Ｓ/ＮａＨＳ還原破壞角蛋白的雙硫鍵,從而破壞角質蛋白分子的結構穩定性,在堿性條件下將角蛋白的肽鍵水解成分子量較小的肽或氨基酸,使毛、毛根屑、表皮被溶解而除去。這類工藝會給環境造成嚴重的污染,酶法脫毛作為有希望的替代工藝,其研究與應用引人注目[13-18]。其中余義先生[18]撰文介紹了我國二十年酶法脫毛的發展史及海寧制革廠取得的成功經驗,推動了酶法脫毛應用的技術進步[19]。傳統的酶法脫毛機理認為,用于脫毛的蛋白酶應不含或盡量少含膠原蛋白酶以免損傷真皮的膠原。一種商品名為ｄｉｓｐａｓｅ的細菌中性蛋白酶對基膜的膠原組分Ⅳ具有專一性,應用在牛皮的脫毛工藝中,能使毛發松弛而不損傷真皮的膠原纖維[19]。中性蛋白酶ＡＳ1.398和堿性蛋白酶2709在制革工業中的應用已有數十年的歷史,由于對膠原蛋白的水解能力較強,妨礙其廣泛應用。
    ＡＳ1.398與2709以適當比例配伍,并根據原料的性質對其作用溫度、時間和ｐＨ等操作條件優化,在有溫有浴脫毛過程中,膠原蛋白的損失降低60%以上。為新型生物脫毛助劑的開發提供了值得參考的方法[20]。針對秦川黃牛皮硫化物和脫毛酶同浴浸灰存在脫毛未盡、出現松面的問題,添加少量硫化物對其進行預處理,在使用1398中性蛋白酶進行脫毛處理時,添加0.2%的酚類助劑。與對照方案比較,酶用量減少,其脫毛作用增強,松面程度降低,所得成革脫毛干凈,粒面清晰無明顯損傷,革身豐滿、柔軟、彈性較好[21]。在魯西黃牛的浸灰過程中添加2709堿性蛋白酶,除去了包裹在膠原纖維表面的硫酸軟骨素等蛋白多糖,使真皮上層致密的膠原分散。浸灰時間從18h降至8h,減少了松面的發生[22]。陳敏等開發的一種酶糊用于豬皮的滾置脫毛研究表明;該酶糊在26-38℃范圍具有脫毛效果好,皮損傷小的特點[23]。滾酶堆置脫毛對減少皮張的部位差,尤其對豬皮非常有效,而且具備反應易控制、工藝比較成熟、反絨革絨面細而密、環境污染小等特點。但衛華等采用板塊模式、層次分析和正交試驗等數理方法分析影響脫毛效果的主要因素,優化臀部涂酶工藝條件,開發了以166中性蛋白酶和胰酶構成的復配酶-堿脫毛新工藝,在豬服裝革的生產中應用取得了良好的效果[24,25]。在耐水洗、耐干洗豬反絨服裝革的生產工藝中,采用酶助浸水和包酶、浸酶脫毛工藝也獲得成功[26]。

隨著對酶法脫毛工藝的重視,篩選脫毛能力強,對膠原纖維損傷小的制革專用菌種及新型生產工藝的研究開發工作也引起了高度的重視。劉彥等從自然界中篩選到耐鹽性強的菌株和具有高濃度Ca2+耐受能力強的堿性蛋白酶菌株各一株,其中高濃度Ca2+耐受能力強的菌株(Bacillus.spNo8),蛋白酶的最適pH為9.6,最適溫度40℃。在pH10.6-11.6最穩定,制革生產過程中常用的JFC在其用量范圍對酶活無抑制作用[27-29]。在山羊皮、綿羊皮的脫毛過程中使用Rhizopusorya[30]、Aspergillustamarii[31]、AlcaligenesFaecalis[32]、Asperigilusflavus[33],streptomycegriseu[34]等真菌和放線菌的堿性蛋白酶制劑的研究表明,這些酶制劑對原皮的膠原纖維損傷小,脫毛效果好,基本不松面;所得成革質量較灰堿法的高。固態培養技術具有投資少,單位容積產率和產量高、生產成本低等深層發酵無法比擬的優勢,制革用酶制劑對純度要求不高,所以近十年固態培養技術已逐漸在制革酶制劑的生產中開始應用