近些年來,棉織物生物酶精練工藝越來越受到人們的重視。大量研究表明,利用酶的高效性、專一性和反應條件溫和性代替傳統高溫強堿精練工藝是可行的。特別是堿性果膠酶在棉針織物前處理上的優良特性,使之深受關注。
在棉針織物生物酶精練工藝中,如何快速監測酶活力,并掌握酶活力的影響因素,對于及時補加酶液,確保織物處理效果的一致性,以及有效控制產品質量至關重要。此外,了解酶處理后殘液中酶解產物生成量的變化,也有助于掌握酶精練的反應程度。因此,開展生物酶精練過程中酶活和酶解產物的在線監測研究非常必要。本試驗在果膠酶應用條件的適用范圍內,研究了棉針織物精練工藝處理浴中果膠裂解酶的酶活和裂解產物的紫外分光光度法快速檢測,以期為棉針織物或紗線酶精練工藝在線監測系統的研制提供參考。
l試驗
1.1材料、試劑與儀器
織物:38.5tex純棉針織物(無錫恒田針織有限公司)試劑Bioprep3000L果膠酶(諾維信公司),乳化劑TX一10、滲透劑JFC(工業品,宜興軍達化工有限公司),聚半乳糖醛酸(生化試劑,Sigma公司),甘氨酸、氫氧化鈉、磷酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉等(均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司)儀器uV一2100紫外可見分光光度儀(上海尤尼柯儀器有限公司),pHS-2C酸度計(上海偉業儀器廠),HH-4型數顯恒溫水浴鍋(江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司),WHYF一2F型水浴恒溫振蕩器(臺灣瑞比染色試機有限公司)
1.2果膠酶精練工藝
工藝流程熱水預處理(95℃×2min)一酶精練(果膠酶U/L,浴比1:30)一水洗一室溫晾干
1.3測試方法
1.3。l精練體系中果膠裂解酶活力
果膠酶降解底物果膠的最終產物通常為不飽和二或三半乳糖醛酸,在紫外區有一定的吸光值,因而果膠酶酶活與其OD235值(OpticalDensity,在235nm處的吸光度值)成正比,且在此波長下具有最大吸收
1.3.2果膠裂解產物不飽和半乳糖醛酸含量
果膠酶降解底物果膠時采取B位消除機制,最終產物具有不飽和共軛體系和還原性的末端(還原性醛基),在紫外區(235nln處)具有很明顯的特征吸收峰。因此,可采用紫外分光光度法測定果膠酶裂解產物不飽和共軛體系含量的變化。果膠酶精練過程中,隨著反應的進行,精練液中裂解產物的含量是逐漸變化的,因此測試裂解產物量可以反映精練的程度及效果。
取1mL精練液,加入5mL0.03mol/L磷酸終止液,在235nm處測其吸光度值。由于果膠酶酶液在235nm處有一定吸光度,測試時必須排除酶液本身的影響,故參比液選擇1mL精練液+5mL0.03mol/L磷酸。
2結果與討論
2.1精練體系中果膠酶酶活的檢測
棉針織物生物酶精練浴中的酶活,直接影響其精練效果。因此,應在酶精練過程中隨時檢測酶活,以便更好地控制反應條件,使精練浴中的酶活保持穩定,從而確保織物處理效果的一致性。由于酶的催化作用只有在適宜的條件范圍內才能充分發揮,因此本試驗在不同條件下[溫度、pH值和酶濃度,以及有否添加助



二或三半乳糖醛酸。因此,在棉針織物酶精練過程中,掌握精練浴中酶解產物不飽和半乳糖醛酸量的變化具有重要意義,可以更好地了解反應進程及精練效果。本試驗在不同條件下[溫度、pH值和酶濃度,以及有否添加助劑(TX一10和JFC)]進行棉針織物果膠酶精練,監測精練浴中果膠酶裂解產物不飽和半乳糖醛酸量的變化,結果見圖2。
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由圖2可知,溫度、pH值、酶濃度及助劑對精練體系中果膠酶裂解產物量均有一定的影響。不同條件下,精練浴中的酶解產物量均隨反應的進行而逐漸增加,且在反應初期增加速度較快,隨著反應的進行增加趨勢逐漸減緩。在試驗范圍內,溫度55℃和pH值9時,精練浴中酶解產物不飽和半乳糖醛酸量最多,其它條件下酶解產物量均有所降低。酶濃度的變化對裂解產物量的影響較大,由圖2(c)可以看出,當酶濃度為5U/mL和10U/mL時,隨著酶濃度的增加,酶解產物量增加明顯;而酶濃度為20U/mL時,隨著酶濃度的增加,酶解產物量增加較小。這是因為在有足夠底物的情況下,酶用量越大,酶與底物形成的中間產物也越多,底物轉化率相應提高J,精練后酶解產物量也相應增加。助劑的加入使酶解產物量有所提高,說明助劑對酶裂解果膠有一定的促進作用,且滲透劑JFC的效果略好于乳化劑TX-10。
2.3果膠酶精練液的重復利用性
在呆膠酶適用條件范圍內(40~70℃、pH=7—9)對棉針織物進行酶精練,反應40~50min后測得試驗所用果膠酶的酶活仍比較穩定(如圖1所示),說明這些果膠酶還可以繼續利用。為考察果膠酶精練液的重復利用性,本試驗采用同一果膠酶精練浴,先后對三塊相同的棉針織物進行精練,測定每次酶精練后,精練浴中果膠酶酶活和酶解產物的變化,結果見圖3。
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由圖3(a)可知,同一果膠酶精練浴依次進行三次酶精練后,酶
2.4酶精練快速檢測系統的初步模型
根據上述試驗結果,在棉針織物間歇式酶精練設備上開發基于果膠酶酶解作用的酶精練快速檢測系統的研究思路是可行的。基于本試驗酶活和酶解產物的測試原理與方法,提出了酶精練快速檢測系統的初步模型,如圖4所示。
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3結論
(1)采用紫外分光光度法,在棉針織物間歇式酶精練設備上開發基于果膠酶酶解作用的酶精練快速檢測系統的研究思路是可行的。該檢測方法簡單、快速、準確。
(2)Bioprep3000L果膠酶對棉針織物精練后,殘液中的酶活力仍處于穩定狀態,可重復利用,從而可有效降低精練成本。
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