一種基于栓菌和白腐菌聯(lián)合發(fā)酵粗酶液的棉織物精練方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于栓菌和白腐菌聯(lián)合發(fā)酵粗酶液的棉織物精練方法，屬于紡織
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 棉織物的前處理，包括原布準(zhǔn)備、燒毛、退漿、精練(煮練）、漂白、開幅、乳水、烘干 和絲光工序，以去除纖維中的果膠、蠟質(zhì)、棉籽殼和漿料等雜質(zhì)，提高織物的外觀和內(nèi)在質(zhì) 量。
[0003] 目前對于去除棉纖維上天然雜質(zhì)的精練目前是采用燒堿處理的化學(xué)方法，利用熱 的氫氧化鈉能使棉纖維上的蠟狀物質(zhì)中的脂肪酸脂皂化、脂肪酸生成鈉鹽，能使果膠物質(zhì) 和含氮物質(zhì)水解成可溶性的物質(zhì)而去除，棉籽殼在堿煮過程中會發(fā)生溶脹變得松軟，再經(jīng) 水洗，棉籽殼解體而脫落下來這一原理，再輔之以適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，使不能水解的碳?xì)浠?合物乳化，并進一步提高精練效果。但是堿精練工藝存在堿退漿同樣的問題，即精練廢水的 COD值高、pH值高，耗水量大，對纖維損傷嚴(yán)重。
[0004] 上世紀(jì)九十年代丹麥諾維信公司和日本大阪大學(xué)分別開發(fā)出堿性果膠酶和原果 膠酶，國內(nèi)外開始利用果膠酶去除棉纖維上的果膠質(zhì)，以提高棉纖維的潤濕性，并于近年轉(zhuǎn) 向研究不同酶復(fù)配后用于進行棉織物的精練，例如果膠酶和纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶復(fù)配 后對棉織物前處理有一定的協(xié)同作用，可有效地去除棉纖維上的雜質(zhì)，但與堿處理相比還 存在一定的差距。因此，利用商品化的生物酶對棉織物進行精練，雖然進行了大量的研究， 但至今還未成熟，僅在實驗室作一些探索，尚無工業(yè)生產(chǎn)的先例。主要原因是棉纖維上天然 雜質(zhì)的多樣性，除了含有1%左右的果膠外，還含有0.6%左右的棉蠟(棉蠟中的有些成分碳 氫化合物，不能被酶分解，影響棉纖維的潤濕性）、1.3%左右的含氮物質(zhì)，特別是低品質(zhì)棉 纖維（如粗支紗等)上的棉籽殼，成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不能被一般的酶分解。低品質(zhì)棉纖維 伴生物有果膠、角質(zhì)(類脂物)和棉蠟，棉籽殼化學(xué)組分上主要包含纖維素(約37%)、果膠、 半纖維素（約25%)、木質(zhì)素（約29%)，此外還含有灰分（約3%)，少量蛋白質(zhì)以及脂類等化 學(xué)物質(zhì)，在棉籽殼的三大化學(xué)組分中，木聚糖等半纖維素通常與木質(zhì)素之間存在化學(xué)鍵，構(gòu) 成了木質(zhì)素-碳水化合物復(fù)合體。因此，即使采用多種商品酶復(fù)配后對棉織物進行處理，其 潤濕性(一般用毛效表示)很不理想，滿足不了后續(xù)染色、印花和后整理對潤濕性的要求。當(dāng) 前在我國傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型和綠色生產(chǎn)的大前提下，紡織工業(yè)棉織物生物酶精練的新型前處理 工藝受到重視，但是低品質(zhì)棉織物上的棉籽殼的去除問題是其酶精練加工的主要技術(shù)難 點，單一酶制劑難以完成對低品質(zhì)棉纖維伴生物和棉籽殼的降解，難以達(dá)到理想的去除率 和精練效果，因此需要利用多種酶制劑的協(xié)同復(fù)合作用促進低品質(zhì)棉纖維伴生物和棉籽殼 的降解和去除。
[0005] 然而酶的高度底物催化專一特性使得不同種類的酶只能降解各自不同的雜質(zhì)組 分，即使采用了酶的復(fù)配技術(shù)，由于不同生物來源的酶的特性不同，催化條件差異很大，不 同酶的最適反應(yīng)pH值和溫度以及pH和溫度穩(wěn)定性等都各有不同，不同酶的活力及使用效果 與使用的條件都有相當(dāng)大的關(guān)系，這給復(fù)配增加了難度，而且果膠酶、半纖維素酶和木質(zhì)素 酶都是一系列酶的組合，目前商品酶種類有限，酶種不全，因此達(dá)不到最佳協(xié)同處理效果， 是精練工藝的一個技術(shù)難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明以篩選到的抑制果膠酶和漆酶(木質(zhì)素酶的一種)高產(chǎn)菌栓 菌(保藏號CGMCC No. 10489)和市售的木質(zhì)素過氧化物酶(木質(zhì)素酶的一種)高產(chǎn)菌-白腐霉 (保藏號CiCC ?14076)進行共同發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)粗酶液，然后使用該復(fù)合粗酶液進行棉織物 精練;復(fù)合粗酶液中含有漆酶、木質(zhì)素過氧化物酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等復(fù)合酶 系，可以分解低品質(zhì)棉纖維上的果膠、棉蠟、含氮物質(zhì)等纖維素伴生物和棉籽殼等雜質(zhì)，實 現(xiàn)對低品質(zhì)棉纖維上天然雜質(zhì)的一浴一步法去除。
[0007] 本發(fā)明首先篩選獲得了一株栓菌Trametes sp.LEFOl，已于2015年5月18日保藏于 中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏號為CGMCC No. 10489。所述栓 菌CGMCC No . 10489發(fā)酵可獲得多酶體系粗酶液，該粗酶液含有漆酶、纖維素酶、半纖維素 酶、果膠酶等復(fù)合酶系。該菌在含有l(wèi)g/L木質(zhì)素磺酸鹽的馬鈴薯液體培養(yǎng)基中，28-30°C、 120-180rpm的條件下振蕩培養(yǎng)5-7天，得到的粗酶液中漆酶酶活4100.8U/L，纖維素酶酶活 2310U/L，半纖維素酶酶活21271.8U/L，果膠酶酶活19800U/L。
[0008] 本發(fā)明提供了一種棉織物酶精練方法，所述方法是用含有栓菌CGMCC No. 10489和 白腐菌共同發(fā)酵產(chǎn)生的復(fù)合粗酶液的處理體系進行精練;所述白腐菌是購自中國工業(yè)微生 物菌株保藏管理中心的編號為CICC 14076的菌株。
[0009] 本發(fā)明方法，尤其適合低品質(zhì)棉(含棉籽殼較多的普梳棉織物）。
[0010] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述復(fù)合粗酶液的制備方法是:將栓菌和白腐菌的 孢子(個數(shù)比例約1:5-5:1)接入液體種子培養(yǎng)基，在25-30°(3、120-18(^/1^11條件下培養(yǎng)32-40h得到種子液，然后將種子液按照體積比8-12 %的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基，在25-30°C、 120-180r/min條件下培養(yǎng)4-6d發(fā)酵產(chǎn)酶，發(fā)酵結(jié)束后離心取上清，即為復(fù)合粗酶液。
[0011] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述精練過程中復(fù)合粗酶液添加量為l_3g/L。
[0012] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述液體種子培養(yǎng)基為馬鈴薯液體培養(yǎng)基;所述發(fā) 酵培養(yǎng)基為添加了木質(zhì)素磺酸鈉的馬鈴薯液體培養(yǎng)基。
[0013] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述木質(zhì)素磺酸鈉的添加量為lg/L。
[0014] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述馬鈴薯液體培養(yǎng)基的制備方法:每L的配方，取 去皮馬鈴薯200g、切塊、煮沸、過濾，然后補足至1L，并加入20.Og葡萄糖。
[0015] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述精練是采用冷堆法、連續(xù)法或間歇法進行精練。
[0016] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法是采用冷堆法進行精練;包括：（1)將坯布 浸乳含有復(fù)合粗酶液的處理體系，其中浸乳溫度30°C_50°C，帶液率80%-100% ;其中復(fù)合 粗酶液2-3g/L，非離子潤濕劑2-8g/L，pH 7-8; (2)堆置，在30°C_50°C堆置4-6h; (3)水洗，先 于80°C_95°C熱水洗，然后常溫水洗。
[0017] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法是采用連續(xù)法進行精練;包括：（1)將坯布 進行水浸預(yù)處理，浸冷水，浸40_50°C熱水各一道；（2)浸乳含有復(fù)合粗酶液的處理體系，浸 乳溫度30°C_50°C，帶液率80%-100%;其中復(fù)合粗酶液l-3 g//L，非離子潤濕劑2-8g/L，pH 7-8;(3)汽蒸，在50°080°(3下處理45-6〇1^11;(4)水洗，先于80°095°(3熱水洗，然后常溫水 洗。
[0018] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法是間歇法進行精練;包括：（1)將坯布使用 含有復(fù)合粗酶液的處理體系退漿精練;其中浴比1:20，在60°C下處理1小時；復(fù)合粗酶液2-3g/L，非離子潤濕劑3g/L，pH值7-8;(2)水洗，先于80°〇951熱水洗，然后常溫水洗。
[0019] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法浸乳時料液比為1:20-1:50。
[0020] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述棉織物為可以是低品質(zhì)棉(含棉籽殼較多的普 梳棉織物）。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] (1)利用本研究室篩選到的果膠酶和漆酶(木質(zhì)素酶的一種）高產(chǎn)菌栓菌(保藏號 CGMCC No. 10489)和市售的木質(zhì)素過氧化物酶（木質(zhì)素酶的一種）高產(chǎn)菌-白腐霉(aCC $14076)進行共同發(fā)酵培養(yǎng)來產(chǎn)生復(fù)合酶粗酶液來降解低品質(zhì)棉纖維伴生物和棉籽殼，它 們發(fā)酵所產(chǎn)的酶系最適條件相差不大，這給發(fā)揮復(fù)合酶高效降解棉籽殼提供了可能；
[0023] (2)由于酶的專一性，發(fā)酵粗酶液中存在的酶主要對織物上的雜質(zhì)起分解作用，所 以可以有效保護棉纖維，棉纖維的強力損傷僅為5%左右，而傳統(tǒng)的燒堿前處理棉纖維的強 力損失達(dá)到10 %-15 %;
[0024] (3)由于不用堿，可大幅度減少處理后的水洗次數(shù)，大幅度減少用水量，用水量僅 為傳統(tǒng)堿前處理的30 %-40 %左右；
[0025] (4)織物品質(zhì)顯著提升，織物的手感、懸垂性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)堿前處理的；
[0026] (5)織物的染色性能顯著改善，染料的上染率提高5%，染色深度提高5%_10%，可 節(jié)省染料用量5 %-10 %。
[0027]生物材料保藏：
[0028] -種栓菌，分類學(xué)命名為栓菌Trametes sp.，于2015年5月18日保藏于中國微生物 菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏號為CGMCC No. 10489,保藏地址為北京市 朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。
【具體實施方式】
[0029]種子培養(yǎng)基：稱取去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加水1.0 L煮沸30min，4層紗布過濾 濾去馬鈴薯塊，將濾液補足至1.0 L，加入20.0 g葡萄糖。
[0030] 發(fā)酵培養(yǎng)基配置:稱取去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加水1.0 L煮沸30m