專利名稱：一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用生物酶制劑對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，該生物酶通過催化膠原蛋白 分子內(nèi)、分子間反應(yīng)，從而提高膠原蛋白熱穩(wěn)定性、撕裂強(qiáng)度、豐滿度等理化特性，特別涉及 谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶在皮革復(fù)鞣中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界皮革工業(yè)的中心，我國(guó)皮革工業(yè)的加工量、出口量居世界第一，但是目 前困擾皮革行業(yè)發(fā)展的主要問題是它所產(chǎn)生的嚴(yán)重污染，主要原因是在皮革加工中使用了 大量的有害的皮革化學(xué)物質(zhì)，嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。因此將可降解、對(duì)環(huán)境友好的生物產(chǎn) 品應(yīng)用于皮革加工過程是國(guó)內(nèi)、外同行們研究的重點(diǎn)。皮革復(fù)鞣工藝有皮革的“點(diǎn)睛術(shù)”之 譽(yù)，是輕革的重要加工過程，目的是改善革的性能，如，柔軟度、豐滿度、撕裂強(qiáng)度等性能，利 于下一步應(yīng)用。目前皮革加工主要的復(fù)鞣劑有鉻復(fù)鞣劑、樹脂復(fù)鞣劑、醛類復(fù)鞣劑等，這些 復(fù)鞣劑在使用過程中對(duì)環(huán)境造成了不同程度的影響。谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(Transglutaminase，EC2. 3. 2. 13)能夠催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)、分 子間、蛋白質(zhì)和氨基酸發(fā)生交聯(lián)。目前，谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶應(yīng)用主要集中在食品加工領(lǐng)域，如 肉制品、乳制品、水產(chǎn)品等方面都有較廣泛的應(yīng)用。該酶通過對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的改變，改 善食品的口感、風(fēng)味、品質(zhì)等方面特征。皮革的主要成份為膠原蛋白，其占原料皮干重的 80% 90%，由于其獨(dú)特的大分子螺旋結(jié)構(gòu)，因而具有很好的韌性和良好的熱穩(wěn)定性，使其 具有較高的機(jī)械韌性和強(qiáng)度。膠原蛋白自身有一定比例的谷氨酰胺殘基，在谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺 酶的作用下，膠原蛋白分子內(nèi)或分子間形成交聯(lián)，使結(jié)構(gòu)更加致密，各種理化性能均相應(yīng)提 高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，應(yīng)用生物酶處理皮革，對(duì) 環(huán)境無污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其中對(duì)主鞣之后的皮 革進(jìn)行復(fù)鞣處理，該復(fù)鞣步驟中通過生物酶催化膠原蛋白分子內(nèi)、分子間的交聯(lián)，從而提高 成革的熱穩(wěn)定性、撕裂強(qiáng)度、豐滿度等理化性能。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明為了產(chǎn)生效果更佳，應(yīng)用更為充分，還具備如下 的附屬技術(shù)特征所述生物酶為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的固體粉末或者液體制劑。所述谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶可來源于動(dòng)物、植物或微生物。所述復(fù)鞣步驟中還應(yīng)用非離子型滲透劑，以幫助谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶深入皮革表層， 該滲透劑為JFC、JFC-I、JFC-2、JFC-E中的任意一種。所述谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶含量在0. 5U/g 2. OU/g皮革干重，而滲透劑JFC為lg/L 2g/L。
其主鞣工藝如下浸酸后PH值約3. 0，采用小液比鞣制，鞣制4小時(shí)，檢查及滲透 情況，情況正常補(bǔ)加熱水，控制液比為2 2. 5，控制溫度在38 40度，并用小蘇打提堿至 pH值3. 8 4. 2，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4小時(shí)停鼓過夜。其應(yīng)用工藝參數(shù)為溫度約為30 40°C，pH值5. 0 8. 0，添加生物酶處理60分鐘。皮革為常見的動(dòng)物皮革，如豬、牛、羊皮等。上述技術(shù)方案的發(fā)明原理如下復(fù)鞣劑采用生物酶制劑和滲透劑，其中生物酶 為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的固體粉末或者液體制劑，而谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(Transglutaminase EC 2. 3. 2. 13簡(jiǎn)稱TGase)，又稱轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶或谷氨酰胺酰-肽Y -谷氨酰胺酰基轉(zhuǎn)移酶，具 有多種催化功能。它能夠通過催化蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)形成ε-(Y-谷氨?；?賴氨酸 共價(jià)鍵，引起蛋白質(zhì)分子內(nèi)、分子間發(fā)生交聯(lián)、蛋白質(zhì)和氨基酸之間的連接以及蛋白質(zhì)分子 內(nèi)谷氨酰胺基的水解。TCase可催化的反應(yīng)包括(1)可催化蛋白質(zhì)以及肽鍵中谷氨酰胺殘 基的Y-羧酰胺基和伯胺之間的酰胺基轉(zhuǎn)移反應(yīng)；( 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)中的賴氨酸殘基的氨 基作為?；荏w時(shí)，蛋白質(zhì)在分子內(nèi)或分子間形成ε-(Y-谷氨?；?賴氨酸共價(jià)鍵；(3) 當(dāng)不存在伯胺時(shí)，水會(huì)成為?；荏w，其結(jié)果是谷氨酰胺殘基脫去氨基生成谷氨酸殘基； (4)此外，TCase還能夠催化蛋白質(zhì)Gln殘基與脂肪酸ω羥基間的轉(zhuǎn)胺反應(yīng)。由于TGase 可以通過催化作用使蛋白質(zhì)分子內(nèi)、分子間發(fā)生交聯(lián)，被譽(yù)為“21世紀(jì)超級(jí)粘合劑”。而谷 氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶可通過動(dòng)物、植物和微生物來獲得，比如通過微生物獲得，具體如下鏈霉菌 在一定環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)條件下，發(fā)酵一定時(shí)間，得到了含有谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的發(fā)酵液，發(fā)酵液經(jīng) 過粗過濾、精過濾、濃縮、干燥等全部工藝或部分工藝得到谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的粉沫或者液體 制劑。滲透劑是生物酶制劑的助劑，用于提高谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的作用效果，本發(fā)明采用的助 劑為JFC主要成份為烷基酚聚氧乙烯醚，非離子型，HLB值11. 5-12. 5，無色至微黃色粘稠液 體。本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)1.本發(fā)明用于對(duì)主鞣后的皮革進(jìn)行深加工，提高皮革的熱穩(wěn)定性、撕裂強(qiáng)度、豐滿 性等性能，從而滿足不同用途對(duì)皮革的需求。2.本發(fā)明提供了 一種應(yīng)用生物酶處理皮革的方法，對(duì)環(huán)境無污染。3.本發(fā)明生產(chǎn)出的成革具有組織緊密、堅(jiān)實(shí)飽滿、成型性好的優(yōu)點(diǎn)。適合各種動(dòng) 物皮(如豬皮、綿羊皮、山羊皮、黃牛皮、水牛皮、奶牛皮和牦牛皮)的鞣制，適合各種用途革 (如服裝革、鞋面革、鞋里革、絨毛革、汽車坐墊革)的制造過程。
具體實(shí)施例方式由專業(yè)皮革廠提供的堿皮，其浸灰、脫灰、軟化均采用常規(guī)工藝處理，鞣制工藝采 用亭江化工廠JMC-2型粉狀鞣劑，其主鞣工藝如下浸酸后pH值約3. 0，采用小液比鞣制， 鞣制4小時(shí)，檢查及滲透情況，情況正常補(bǔ)加熱水，控制液比為2 2. 5，控制溫度在38 40度，并用小蘇打提堿至pH值3. 8 4. 2，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4小時(shí)停鼓過夜。根據(jù)生物酶的最適應(yīng)用工藝對(duì)主鞣后的皮革進(jìn)行復(fù)鞣處理，先用堿水調(diào)將pH值 調(diào)至酶的最適反應(yīng)PH值，浴比采用復(fù)鞣常見浴比1 0.6 1 0.9，溫度根據(jù)酶學(xué)特性為 30 40°C，pH值根據(jù)酶學(xué)特性為5. 0 8. 0，其有如下三個(gè)實(shí)施例
4
實(shí)施例1 復(fù)鞣工藝參數(shù)浴比1 0. 8，pH值約5.0 6.0，溫度30°C，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)60分 鐘；復(fù)鞣劑組成0. 5U/g皮革干重的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶，lg/L的JFC。實(shí)施例2 復(fù)鞣工藝參數(shù)浴比1 0. 9，pH值約6.0 7.0，溫度35°C，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)60分 鐘；復(fù)鞣劑組成lU/g皮革干重的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶，lg/L的JFC。實(shí)施例3 復(fù)鞣工藝參數(shù)浴比1 0. 6，pH值約7.0 8.0，溫度40°C，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)60分 鐘；復(fù)鞣劑組成2U/g皮革干重的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶，lg/L的JFC。對(duì)比例為未經(jīng)過復(fù)鞣的藍(lán)皮。實(shí)施例1、2、3處理過的皮革均具有成較好的熱穩(wěn)定性、撕裂強(qiáng)度、豐滿度，其中實(shí) 施例2與實(shí)施例3處理后的皮革的柔軟性、撕裂強(qiáng)度更好，實(shí)例2由于谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶添加 量較少具有一定的經(jīng)濟(jì)性，而對(duì)比例則是未采取復(fù)鞣步驟的皮革。撕裂強(qiáng)度的數(shù)據(jù)具體見 表1，熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)以收縮溫度反映見表1，豐滿度為感官參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其特征在于，對(duì)主鞣之后的皮革進(jìn)行復(fù)鞣步驟， 該復(fù)鞣步驟中應(yīng)用生物酶催化膠原蛋白分子內(nèi)、分子間的交聯(lián)，改善皮革的熱穩(wěn)定性、撕裂 強(qiáng)度、豐滿度等理化特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其特征在于，所述生物 酶為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的固體粉末或者液體制劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其特征在于，所述谷氨 酰胺轉(zhuǎn)胺酶來源于動(dòng)物或植物或微生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其特征在于，所述復(fù) 鞣步驟中還應(yīng)用非離子型滲透劑，以幫助谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶深入皮革表層，該滲透劑為JFC、 JFC-I、JFC-2、JFC-E 中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的方法，其特征在于，所述谷氨 酰胺轉(zhuǎn)胺酶含量在0. 5U/g 2. OU/g皮革干重。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5中任意一權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的 方法，其特征在于，其主鞣工藝如下浸酸后PH值約3. 0，采用小液比鞣制，鞣制4小時(shí)，檢 查及滲透情況，情況正常補(bǔ)加熱水，控制液比為2 2. 5，控制溫度在38 40度，并用小蘇 打提堿至pH值3. 8 4. 2，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4小時(shí)停鼓過夜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5中任意一權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的 方法，其特征在于，其應(yīng)用工藝參數(shù)為溫度約為30 40°C，pH值5. 0 8. 0，添加生物酶 處理60分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5中任意一權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革復(fù)鞣的 方法，其特征在于，皮革為常見的動(dòng)物皮革。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用生物酶對(duì)皮革進(jìn)行復(fù)鞣的方法，特別涉及生物酶對(duì)膠原蛋白空間結(jié)構(gòu)的加固，其應(yīng)用于主鞣后的復(fù)鞣步驟，該復(fù)鞣步驟中應(yīng)用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶催化膠原蛋白分子內(nèi)、分子間的交聯(lián)，進(jìn)一步提高皮革的熱穩(wěn)定性、撕裂強(qiáng)度、豐滿度等理化指標(biāo)。應(yīng)用工藝如下在常規(guī)工藝鞣制后的藍(lán)皮，在浴比1∶0.6～1∶0.9，溫度30～40℃，pH值5.0-8.0的條件下，添加一定量生物酶0.5～2U/g干皮在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)處理60分鐘，處理后皮革的撕裂強(qiáng)度、豐滿性以及可延伸性相對(duì)于未處理的生皮相應(yīng)提高。
文檔編號(hào)C14C3/08GK102127606SQ20101000086
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者劉勝偉, 盧雪峰, 張娜, 曹勇, 王芬, 賈佳, 鄧宇 申請(qǐng)人:深圳市綠微康生物工程有限公司