從表1可看出:?jiǎn)为?dú)使用角蛋白酶處理后,織物強(qiáng)力相比未處理樣降低了3.9%;單獨(dú)使用蛋白酶處理后,織物強(qiáng)力下降到358N,強(qiáng)力損失為21.8%;使用2種酶一浴法處理后強(qiáng)力下降較多,強(qiáng)力損失率達(dá)到34.7%,纖維直徑變化也較為明顯。
分析原因可能為:?jiǎn)为?dú)使用角蛋白酶處理只對(duì)鱗片的二硫鍵產(chǎn)生破壞,作用不到鱗片內(nèi)層的細(xì)胞間復(fù)合物,內(nèi)部皮質(zhì)層未受損傷,因此強(qiáng)力下降不多,鱗片未降解,纖維直徑變化較小;角蛋白酶+蛋白酶的協(xié)同作用對(duì)鱗片的內(nèi)外層以及細(xì)胞間復(fù)合物均有破壞,纖維內(nèi)部的無(wú)定形區(qū)與交聯(lián)較少的區(qū)域也可能被蛋白酶水解,損傷觸及到了內(nèi)部皮質(zhì)層,因此織物強(qiáng)力損傷嚴(yán)重,羊毛纖維也由于鱗片的降解而變細(xì),直徑減小。這也是一浴法存在的最大問題,需進(jìn)一步優(yōu)化2種酶的比例和用量,以期降低強(qiáng)力損傷,并獲得理想的氈縮率。
2.4不同處理工藝對(duì)蛋白多肽釋放速率影響
測(cè)試了不同酶處理工藝對(duì)羊毛纖維和羊毛角蛋白溶液的降解作用,水解液中蛋白多肽含量隨處理時(shí)間的變化如圖2、3所示。
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從圖2可看出,羊毛酶解液中蛋白多肽含量隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。單獨(dú)使用蛋白酶處理和角蛋白酶+蛋白酶一浴法處理水解液的初始蛋白多肽含量相同,且高于單獨(dú)使用角蛋白酶處理的水解液,但一浴法處理的水解液中蛋白多肽增長(zhǎng)速率明顯更快。這表明角蛋白酶對(duì)蛋白酶的水解有促進(jìn)作用,能使蛋白酶酶解效率提高,對(duì)羊毛的降解效果更好。
為進(jìn)一步探討2種酶一浴法的協(xié)同作用,采用羊毛角蛋白溶液作為底物進(jìn)行酶解測(cè)試。因?yàn)榻堑鞍诪榻堑鞍酌傅奶禺愋越到獾孜铮鞍酌敢驗(yàn)榻堑鞍字懈吆康亩蜴I結(jié)構(gòu),對(duì)其沒有降解作用。
由圖3可知:蛋白酶對(duì)羊毛角蛋白溶液的降解效果很差,多肽的釋放速率非常慢;角蛋白酶對(duì)角蛋白溶液有較高的降解速率;二者一浴后,角蛋白多肽的釋放速率相比單獨(dú)使用角蛋白酶的明顯更快。由此推測(cè)一浴法的協(xié)同效應(yīng)其實(shí)就是角蛋白酶對(duì)角蛋白二硫鍵斷裂的變性作用,使得角蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)解體,變性成為能被蛋白酶降解的底物,所以盡管單獨(dú)使用蛋白酶對(duì)角蛋白底物沒有降解作用,但在角蛋白酶存在的水溶液中,蛋白酶可降解變性后的角蛋白,使一浴法中蛋白多肽的釋放速率提高。這同時(shí)也可證明蛋白酶對(duì)角蛋白酶的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性沒有明顯的影響,因?yàn)槿绻堑鞍酌副坏鞍酌钙茐幕蚪到猓敲?種酶一浴法的多肽釋放速率曲線應(yīng)與單獨(dú)使用蛋白酶的相似,不可能出現(xiàn)角蛋白多肽釋放速率反而提高的現(xiàn)象。
2.5不同工藝處理后羊毛的溴AllwOrden現(xiàn)象
當(dāng)羊毛纖維浸入飽和溴水中時(shí),纖維表面會(huì)出現(xiàn)很多囊泡,這種現(xiàn)象被稱為溴Allwtirden反應(yīng)。如果羊毛的外表皮嚴(yán)重?fù)p傷或被去除,或者角質(zhì)層蛋白質(zhì)預(yù)先被降解成低分子質(zhì)量的物質(zhì),在纖維溶脹前就會(huì)擴(kuò)散出來(lái),則囊泡會(huì)延遲出現(xiàn)或根本不會(huì)發(fā)生,因此溴Allw0rden反應(yīng)是羊毛表面分析的有利手段。
由圖4可看出,未處理羊毛纖維四周的液泡大而密。這是因?yàn)榈渭语柡弯逅院螅捎谘蛎[片表層的限制,引起內(nèi)外壓差而產(chǎn)生大量液泡。單獨(dú)使用角蛋白酶處理只對(duì)羊毛鱗片外層的部分二硫鍵進(jìn)行破壞,對(duì)蛋白質(zhì)的水解程度極低,對(duì)溴Allw0rden反應(yīng)沒有什么影響,因此和空白樣的現(xiàn)象類似。單獨(dú)使用蛋白酶處理后,羊毛的溴Allw0rden反應(yīng)囊泡仍然存在,但部分區(qū)域囊泡變小,形狀變得扁平。這主要是由于蛋白酶的酶解作用使CMC中的部分蛋白質(zhì)水解流出,使外表皮膜和纖維本體的結(jié)合力減弱或產(chǎn)生某種“缺陷”,當(dāng)進(jìn)行溴Allw0rden反應(yīng)時(shí),水分子易從這些地方逸出,因此囊泡不能充分鼓起或出現(xiàn)不規(guī)則的形狀-.,但鱗片表層的類脂結(jié)構(gòu)并沒有因?yàn)槊柑幚矶a(chǎn)生太大的變化,大量鱗片仍保持完整性,所以溴Alw0rden反應(yīng)現(xiàn)象依舊明顯。經(jīng)角蛋白酶+蛋白酶一浴法處理后的羊毛纖維沒有產(chǎn)生溴Allw0rden囊泡,證明在2種酶的協(xié)同作用下,鱗片類脂層和酰胺鍵均受到破壞,鱗片蛋白水解較完全。
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