一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法
【專利摘要】本發明公開了一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法，包括如下步驟：1、中性環境下的預處理：將柞蠶繭殼泡入繭殼重量10～50倍的清水中12～24h，加熱升溫至90～100℃，保溫1～4h。2、酶處理：降溫至45～60℃，加入蠶繭殼重量5～20%的2079堿性蛋白酶、胰蛋白酶或二者復合物，保溫，待生絲含膠量小于等于3%時停止。本發明摒棄了現有技術需要堿性條件下脫膠或其他化學方法，不使用任何化學試劑，無堿性廢水產生；改進了堿性條件的生物酶法，脫膠全過程中性無堿，絲膠蛋白水解液可回收用于食品、保健品、化妝品、飼料或有機肥，完全實現了零排放，是一種純中性、全綠色環保的生產工藝。
【專利說明】一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠和解舒方法，屬酶工程和紡織工程領域。
【背景技術】
[0002]柞蠶殼主要由絲膠蛋白和絲素蛋白組成，用于絲綢生產的是絲素蛋白。絲綢生產的第一步，就是要去除絲膠蛋白。傳統的柞蠶繭脫膠大多采用皂堿法，該法使用碳酸鈉、硅酸鈉等化學試劑，通過高PH來促使絲膠蛋白膨潤水解，實現絲膠的去除。該方法有以下缺點:1、脫膠不均勻，生絲粗糙、光澤差；2、產生大量的堿性污水，嚴重污染環境；3、絲膠蛋白水解液因混有多種化學試劑而無法回收利用。
[0003]生物酶新品種的研發成功，使柞蠶繭酶法脫膠得以實現。可用于柞蠶繭脫膠解舒的酶ZS724、S114、1398中性蛋白酶，209、2709堿性蛋白酶和胰酶。期刊:《四川絲綢》，2002年，第93期；23-25頁，蔣少軍、吳紅玲的“蠶絲的酶處理”比較了各種酶的作用效果，尤其24頁，2.2部分，比較了各種酶的作用效果，2709堿性蛋白酶和胰酶較好，2079堿性蛋白酶常在pH9.5-9.8條件下使用；25頁有酶法脫膠蠶繭預處理試劑配方，有多種藥劑，并寫明2709堿性蛋白酶脫膠系統加純堿，PHlOo相比之下,2709堿性蛋白酶和胰酶作用效果較好。但由于柞蠶繭殼結構密實，酶直接作用難度很大，因此，即使采用酶法脫膠，也要先用純堿對柞蠶繭進行預處理，或者采用在堿性條件下進行酶作用。酶處理法雖然大大減少了堿的用量，但仍然無法達到零排放。
[0004]此外，本領域技術人員存在兩大常規的觀點:
[0005]一是，由于柞蠶繭殼結構密實，酶直接作用難度很大，因此，即使采用酶法脫膠，也要先用純堿對柞蠶繭進行預處理。因此，現有技術的酶處理方案均需要先用純堿(或皂)對柞蠶繭進行預處理。
[0006]二是，現有技術中作用效果較好的堿性蛋白酶和胰酶通常均在堿性環境下使用，特別是堿性蛋白酶大多在PH9以上，溫度不超過50°C使用。具體如湖北康寶泰化工有限公司生產的用于軟骨素生產的堿性蛋白酶2709。其說明書記載了酶作用條件最適溫度:40?50°C，最適pH:9?12。南寧龐博生物工程有限公司生產的龐博牌胰酶，使用條件:最適溫度:50°C，最適pH值:7.5。此外，中國專利“一種柞蠶繭殼生物酶脫膠的方法和裝置”(專利申請號201310118444.0，申請公布號CN 103233281A)記載了 2709堿性蛋白酶的最適條件，加碳酸鈉調PH9.0，45-50°C脫膠，整個脫膠過程仍是在堿性環境。和傳統的皂堿法相比，盡管大大降低了堿的用量，但未從根本上取締堿的使用。生產廢水中仍有堿的殘留。
[0007]綜上，現有技術柞蠶繭脫膠解舒的方法，本領域技術人員的普遍認識是在堿性環境下進行，因此產生的問題——環境污染。
【發明內容】
[0008]本發明目的是提供一種生產過程簡單、純中性的柞蠶繭酶法脫膠和解舒方法。本發明涉及兩個關鍵技術:1、提供一種中性無堿的柞蠶繭預處理方法，實現柞蠶繭殼充分膨潤，以保證酶能順利完成絲膠蛋白的水解；2、提供一種酶在非最適條件下(中性)水解絲膠蛋白的工藝，保證脫膠過程中性無堿，效果不減。
[0009]為了達到上述目的，本發明提供一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法，包括如下步驟:
[0010]1、中性環境下的預處理:將柞蠶繭殼泡入繭殼重量10?50倍的清水中12?24h，加熱升溫至90?100°C，保溫I?4h ;
[0011 ] 2、酶處理:將物料溫度降至45?60°C，加入酶，保溫10_30h，待生絲含膠量小于等于3%時停止脫膠。脫膠用酶為2079堿性蛋白酶、胰蛋白酶或二者復合物，使用量為蠶繭殼重量的5-20%。
[0012]為最大限度地發揮酶的作用，優選方式下，酶的加入可采用分次加入法。加酶次數依據實際生產中脫膠溫度和時間，分1-5次加入。溫度越高、時間越長，加酶次數越多。
[0013]上述方法預處理到脫膠全過程不加任何化學試劑，不調節pH，反應體系pH即為水的pH，在6.0-7.0之間。尤其可采用成本低廉的自來水，也可采用其他種類pH6.0-7.0的水，如去離子水。通常自來水加氯消毒后，pH大都多在6.0-7.0之間。
[0014]通過上述方法脫膠后所得生絲含膠率通常為1.5-3.0%，如果需要含膠率為3%以上，可以采用適當減少酶用量或減少作用時間來實現。
[0015]本發明在非最適條件下使用2709堿性蛋白酶和胰酶，以及它們的混合物。上述酶的最適PH是9左右，在此條件下使用必然要加堿。本發明在pH7左右使用，酶作用效果雖不能達到極致，通過適當加大酶用量、提高溫度、分次加酶，并輔以柞蠶繭水浸、高溫等預處理輔助方法，完全可以達到脫膠解舒的效果。
[0016]本發明摒棄了現有技術需要堿性條件下脫膠或其他化學方法，不使用任何化學試劑(化學試劑包括表面活性劑、滲透劑等)，無堿性廢水產生；改進了堿性條件的生物酶法，脫膠全過程中性無堿，絲膠蛋白水解液可回收用于食品、保健品、化妝品、飼料或有機肥，完全實現了零排放，是一種純中性、全綠色環保的生產工藝。生絲含膠量要求可達到3%以下。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:將50kg柞蠶繭殼浸泡于1500kg水中15小時，加熱至98°C保溫2h。降溫至45-50°C，加2709堿性蛋白酶3kg，保溫10h，再加酶2kg繼續保溫至28h終止脫膠。洗漆，晾干。生絲含膠量2.8%。
[0018]實施例2:將50kg柞蠶繭殼浸泡于IOOOkg水中20小時，加熱至95°C保溫3h。降溫至50-550C，加2709堿性蛋白酶和胰蛋白酶復合酶(2709堿性蛋白酶:胰蛋白酶=3:1)2kg，保溫5h，第二次加酶2kg繼續保溫至10h，第三次加酶2kg繼續保溫至20h，終止脫膠。洗滌，晾干。生絲含膠量1.8%。
[0019]實施例3:將50kg柞蠶繭殼浸泡于2000kg水中24小時，加熱至100°C保溫2h。降溫至45-50°C，加胰蛋白酶10kg，保溫至24h，終止脫膠。洗滌，晾干。生絲含膠量1.9%。
[0020]實施例4:將50kg柞蠶繭殼浸泡于1500kg水中18小時，加熱至95°C保溫2h。降溫至50-60°C，加2709堿性蛋白酶2kg，保溫5h，第二次加酶1kg，繼續保溫至10h，第三次加酶Ikg,繼續保溫至15h,第四次加酶0.5kg,繼續保溫至20h,第5次加酶0.5kg,繼續保溫至25h，終止脫膠。洗滌，晾干。生絲含膠量1.8%。
[0021]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、中性環境下的預處理:將柞蠶繭殼泡入繭殼重量10?50倍的清水中12?24h，加熱升溫至90?100°C，保溫I?4h ; 52、酶處理:降溫至45?60°C，加入蠶繭殼重量5?20%的2079堿性蛋白酶、胰蛋白酶或二者復合物，保溫，待生絲含膠量小于等于3%時停止。
2.根據權利要求1所述純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法，其特征在于，步驟S2中所述酶分I?5次加入。
3.根據權利要求1或2所述純中性的柞蠶繭酶法脫膠解舒方法，其特征在于，所述清水為去離子水或自來水。
【文檔編號】D01C3/02GK103469313SQ201310445298
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】張春枝, 葉方, 路明, 劉冉, 陳莉 申請人:大連工業大學