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(yīng)條件溫和性代替?zhèn)鹘y(tǒng)高溫強(qiáng)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(yōu)良特性，使之深受關(guān)注。
在棉針織物生物酶精練工藝中，如何快速監(jiān)測(cè)酶活力，并掌握酶活力的影響因素，對(duì)于及時(shí)補(bǔ)加酶液，確保織物處理效果的一致性，以及有效控制產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。此外，了解酶處理后殘液中酶解產(chǎn)物生成量的變化，也有助于掌握酶精練的反應(yīng)程度。因此，開展生物酶精練過程中酶活和酶解產(chǎn)物的在線監(jiān)測(cè)研究非常必要。本試驗(yàn)在果膠酶應(yīng)用條件的適用范圍內(nèi)，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(chǎn)物的紫外分光光度法快速檢測(cè)，以期為棉針織物或紗線酶精練工藝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制提供參考。
l試驗(yàn)
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(yè)品，宜興軍達(dá)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(guó)藥集團(tuán)化學(xué)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(jì)(上海偉業(yè)儀器廠)，HH-4型數(shù)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(tái)灣瑞比染色試機(jī)有限公司)
1．2果膠酶精練工藝
工藝流程熱水預(yù)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(cè)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(chǎn)物通常為不飽和二或三半乳糖醛酸，在紫外區(qū)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(zhǎng)下具有最大吸收。因此，用紫外分光光
取0．1mL稀釋的果膠酶液，加至2mL含0．2％聚半乳糖醛酸的甘氨酸一氫氧化鈉緩沖液(pH=9．4)中，45℃反應(yīng)15min，用5mL0．03mol／L的磷酸終止反應(yīng)，在235nlTl處測(cè)定其吸光度值。由于精練過程中酶活測(cè)試移取的反應(yīng)液中還含有果膠裂解產(chǎn)物和未反應(yīng)的酶液，而其在235nm處均有一定的吸光度值，測(cè)試時(shí)必須排除它們的影響，故參比液選擇0．1mL精練液+2mLpH值為9．4的緩沖液，45℃反應(yīng)15min，再加入5mL0．03mol／L磷酸液(與酶活測(cè)試樣反應(yīng)條件相同)。1．3．2果膠裂解產(chǎn)物不飽和半乳糖醛酸含量
果膠酶降解底物果膠時(shí)采取B位消除機(jī)制，最終產(chǎn)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(qū)(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(cè)定果膠酶裂解產(chǎn)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(yīng)的進(jìn)行，精練液中裂解產(chǎn)物的含量是逐漸變化的，因此測(cè)試裂解產(chǎn)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(cè)其吸光度值。由于果膠酶酶液在235nm處有一定吸光度，測(cè)試時(shí)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(jié)果與討論
2．1精練體系中果膠酶酶活的檢測(cè)
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(yīng)在酶精練過程中隨時(shí)檢測(cè)酶活，以便更好地控制反應(yīng)條件，使精練浴中的酶活保持穩(wěn)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(nèi)才能充分發(fā)揮，因此本試驗(yàn)在不同條件下[溫度、pH值和酶濃度，以及有否添加助劑(乳化劑TX-10和滲透劑JFC)
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(chǎn)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(yīng)進(jìn)程及精練效果。本試驗(yàn)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(jìn)行棉針織物果膠酶精練，監(jiān)測(cè)精練浴中果膠酶裂解產(chǎn)物不飽和半乳糖醛酸量的變化，結(jié)果見圖2。
由圖2可知，溫度、pH值、酶濃度及助劑對(duì)精練體系中果膠酶裂解產(chǎn)物量均有一定的影響。不同條件下，精練浴中的酶解產(chǎn)物量均隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸增加，且在反應(yīng)初期增加速度較快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行增加趨勢(shì)逐漸減緩。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，溫度55℃和pH值9時(shí)，精練浴中酶解產(chǎn)物不飽和半乳糖醛酸量最多，其它條件下酶解產(chǎn)物量均有所降低。酶濃度的變化對(duì)裂解產(chǎn)物量的影響較大，由圖2(c)可以看出，當(dāng)酶濃度為5U／mL和10U／mL時(shí)，隨著酶濃度的增加，酶解產(chǎn)物量增加明顯；而酶濃度為20U／mL時(shí)，隨著酶濃度的增加，酶解產(chǎn)物量增加較小。這是因?yàn)樵谟凶銐虻孜锏那闆r下，酶用量越大，酶與底物形成的中間產(chǎn)物也越多，底物轉(zhuǎn)化率相應(yīng)提高J，精練后酶解產(chǎn)物量也相應(yīng)增加。助劑的加入使酶解產(chǎn)物量有所提高，說明助劑對(duì)酶裂解果膠有一定的促進(jìn)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(fù)利用性
在呆膠酶適用條件范圍內(nèi)(40～70℃、pH=7—9)對(duì)棉針織物進(jìn)行酶精練，反應(yīng)40～50min后測(cè)得試驗(yàn)所用果膠酶的酶活仍比較穩(wěn)定(如圖1所示)，說明這些果膠酶還可以繼續(xù)利用。為考察果膠酶精練液的重復(fù)利用性，本試驗(yàn)采用同一果膠酶精練浴，先后對(duì)三塊相同的棉針織物進(jìn)行精練，測(cè)定每次酶精練后，精練浴中果膠酶酶活和酶解產(chǎn)物的變化，結(jié)果見圖3。
由圖3(a)可知，同一果膠酶精練浴依次進(jìn)行三次酶精練后，酶活力總體上仍較穩(wěn)定，說明試驗(yàn)體系中的酶可進(jìn)行
2．4酶精練快速檢測(cè)系統(tǒng)的初步模型
根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在棉針織物間歇式酶精練設(shè)備上開發(fā)基于果膠酶酶解作用的酶精練快速檢測(cè)系統(tǒng)的研究思路是可行的。基于本試驗(yàn)酶活和酶解產(chǎn)物的測(cè)試原理與方法，提出了酶精練快速檢測(cè)系統(tǒng)的初步模型，如圖4所示。
3結(jié)論
(1)采用紫外分光光度法，在棉針織物間歇式酶精練設(shè)備上開發(fā)基于果膠酶酶解作用的酶精練快速檢測(cè)系統(tǒng)的研究思路是可行的。該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確。
(2)Bioprep3000L果膠酶對(duì)棉針織物精練后，殘液中的酶活力仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，可重復(fù)利用，從而可有效降低精練成本。
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