蛋白酶在羊毛整理中的應用
羊毛織物和羊毛混紡織物不僅可經染整得到一系列流行色，而且具有優異的穿著舒適性能和懸垂性，因而深受消費者喜愛。但在家庭洗燙過程中的起氈問題，衣物貯存過程中被蛀蟲和甲蟲侵害，以及應用一些新化學品的侵害。
近年來，隨著生物技術的飛速發展，酶種不斷增加，利用生物酶技術來改善羊毛織物的品質作為一項無污染的“綠色”技術，越來越受到人們的重視。用蛋白酶進行羊毛防氈縮整理及改性處理，與傳統的氯化工藝相比，其特點是：條件緩和，能耗低，不會引起環境污染；處理后的羊毛質感柔軟，白度和光澤好。目前，用于羊毛處理的蛋白酶大多數是中性和堿性蛋白酶，但應用中性和堿性蛋白酶處理，如控制不好則對羊毛纖維是損傷較大，導致羊毛纖維的強度下降較大，降低羊毛服飾的服用性能。本文選用UlT進行處理，通過測定酶活，確定此蛋白酶處理的最佳條件，并將之用于羊毛的處理，在比較溫和的條件下，獲得了較好的處理效果。
羊毛纖維表面的鱗片層結構產生的單向運動特性，使毛類制品有易氈縮和起毛起球現象，鱗片層的存在還使纖維剛性較強有毛刺感，并使纖維表面形成漫反射而缺乏光澤。
羊毛生物絲光：工藝使用Ul T(酸性蛋白酶)和相應的氧化預處理，有效地去除鱗片層的突起部分，使制品有光澤好、防氈縮、手感柔軟、色澤鮮艷、不易起球等特點。由此可滿足“機可洗”易護理整理和仿羊絨整理的需求。
1工藝探討
1.1 試驗材料
UlT酸性蛋白酶，（由基因改性的芽孢桿菌微生物經深層發酵而制得的蛋白酶，微棕色微粒態，與非離子、大多數陰離子表面活性劑及大多數緩沖鹽類相容。與染料、染色助劑相容性也很高。）
羊毛纖維及羊毛織物。
1.2 處理工藝
過氧化氫預處理→蛋白酶處理→染色。
工藝流程簡要說明：
過氧化氫預處理：羊毛纖維本身為相對耐酸不耐堿，用雙氧水處理似乎不合常規邏輯。但采
蛋白酶處理：Ul T的效用與它所包覆的蛋白質芯的接近程度有關。前處理的好壞決定了酶制劑的使用量。目前工業上采用氯化，雙氧水氧化和過硫酸鹽等前處理法，會破壞羊毛角質層。但是，即使是輕微的前處理，也能使酶很容易地接近蛋白質芯；不同程度上控制前處理和酶處理之條件，可賦予羊毛不同的整理效果，并提高懸垂性，改善起毛起球性。
過氧化氫預處理處方：
30%H2O2 50 mL/L
焦磷酸鈉
滲透劑JFC
浴比 1：20
溫度
時間 60min
蛋白酶處理處方：
UlT 5%（o.w.f）
滲透劑JFC
浴比 1:20
pH 3
溫度
時間 60min
pH值用0.1mol/L乳酸-乳酸鈉緩沖液調節。
染色處理處方：
利用毛用活性染料進行染色。
A．Ul FTS 1%（o.w.f）
80%乙酸 1%（o.w.f）
硫酸銨 4%（o.w.f）
B．Lanasol Blue
C．25%氨水 4%（o.w.f）
過氧化氫預處理和UlT處理曲線：
JFC Ultralan T
焦磷酸鈉
JFC 90min
H2O2
5min
圖1 雙氧水預處理和Ultralan T處理曲線
染色處理曲線：
 |
A B 20min
5min 5min
圖2 羊毛染色工作曲線
1.3 影響因素分析
UlT是一種活性蛋白酶。因此，一切對蛋白質活性有影響的因素都影響酶的活性。酶與底物作用的活性，受溫度、pH值、酶液濃度、底物濃度、酶的激活劑或抑制劑等許多因素的影響。
生物表面光潔整理效果測試方法是多方面的，首先是減量率，減量率隨酶用量的增加而增大。減量率太小達不到整理目的；減量率太大對織物的強力損傷大。故減量率通常控制在3%-5%之間，能得到比較好的效果。酶處理減量率用下式計算：
處理前織物重—處理后織物重
減量率 = × 100%
處理前織物重
隨著蛋白酶用量增加，處理時間的延長，羊毛纖維的減量率也隨之增大。但是，減量率的增大必然引起羊毛纖維強力的下降，強力下降過大會影響纖維的性能；另外酶用量增大，處理時間過長，會增加生產成本。
減量率，%
2.0
1.5
1.0
0.5
0 1 2 3 4 5 6 7 酶用量，%（o.w.f）
圖3 減量率與酶用量的關系
在Ul T的最佳活力范圍內，隨著蛋白酶用量增加，處理時間的延長，羊毛纖維的減量率也隨之增大。但是，減量率的增大必然引起羊毛纖維強力的下降，強力下降過大會影響纖維的性能；另外酶用量增大，處理時間過長，會增加生產成本。因此通過實驗比較，確定酶用量為5%（o.w.f）,處理時間為90min。
PH值的變化主要影響分子活動中心有關基團的解離，從而影響酶與底物的反應；同時。酶分子是蛋白質大分子，只有在一定的pH值下才能穩定發揮作用。
以2%的酪蛋白為底物，分別在pH為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0時測定酶活力（結果如圖4所示）；
相對酶活,%
100
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 pH值
圖4 pH值對UlT 活性的影響
溫度的升高，一方面可使活化分子數增加，但另一方面，也會逐漸使酶變性失活。
將酶液pH值調至3.0分別在
相對酶活,%
120
100
80
60
40
20
0
20 30 50 60 70 80 溫度，℃
圖5 溫度對酶活力的影響
圖4表明，最適合UlT反應的pH值為2.5~4.0。pH值的變化主要影響分子活動中心有關基團的解離，從而影響酶與底物的反應；同時。酶分子是蛋白質大分子，只有在一定的pH值下才能穩定發揮作用。由圖5可知，最適合該蛋白酶的反應溫度為45~
在UlT的最佳活力范圍內，隨著蛋白酶處理時間的延長，羊毛纖維的減量率也隨之增大，必然引起羊毛纖維強力的下降，強力下降過大會影響纖維的性能。另外，處理時間過長，也會影響生產效率。
減量率，%
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0 30 60 90 120 150 時間，min
圖6 減量率與酶處理時間的關系
由圖可以看出，結合以上數據，處理時間為90min比較合適。
染色浴比 各染廠對染色配方相當重視，但往往是一碰到色差先想到調整配方，其實浴比影響也較大。絕大部分染料染色結束時，染料在水中和纖維上達到濃度平衡。若浴比過大，水量多，特別是用活性染料、直接染料等染色時，雖然殘余在染浴里濃度變化不大，但留在水中染料的總量卻較多，導致織物
浴比主要取決于織物的種類和機器設備。在羊毛染色前處理中，浴比不僅會影響防氈縮處理效果，而且也影響原料的消耗。總之，生產時采用的浴比以洗液浸沒織物運轉順暢為宜，羊毛屬于精紡毛織物，手感柔軟，富有彈性，浴比要大些，一般為1：20。
2 常見問題與解決辦法
2.1 常見問題
在工藝生產過程中加滲透劑、酸等是必不可少的，如何控制pH是非常關鍵的；酶以及相關助劑的加入也要規范操作；由于毛纖維鱗片層部分被撥除，染料我用量問題也非常關鍵，這里還涉及到水洗等問題。
2.2 解決辦法
在加入滲透劑以及用酸酸調節pH時，要把pH控制在3.0左右。一般前處理過程中都涉及到雙氧水等用堿問題，所以在酶處理過程中要隨時注意pH的變化情況，并且要保持工作液pH均勻一致；為確保工作液均勻一致，在加入輔助用劑時最好先用熱水稀釋，充分攪拌均勻后加入工作液中，不可直接倒入工作液內，否則會氧化不均勻；氧化完成后要放空工作液再進行酶處理操作，可適量加點雙氧水分解酶，確保布面沒有殘液。
經過防縮處理后的毛織物，由于消除了羊毛表面的鱗片加之處理過程中施加柔軟劑的綜合作用，可以使處理后羊毛的手感得到大大的提高，還減少了毛制品貼身服用時所產生的刺癢感，這就為羊毛衫內衣化，羊毛制品作襯衫奠定了基礎。毛織物經防縮后，羊毛纖維表面的鱗片被剝蝕，雙向摩擦系數差異降低，消除了羊毛織物發生氈縮的內因，其成品尺寸穩定，服用性能更好。特別是對毛色較差的羊毛，如低檔的烏拉圭羊毛(細度等級低于64支)和國毛，往往這一色澤不能通過洗毛工藝來提高白度，經防縮處理后，毛纖維外表的深色沾污即隨毛纖維表面的蛋白質剝蝕而去除，再加上氯化工序中對毛纖維的漂白作用，處理后的毛纖維完全可以達到與澳毛同樣的白度、光澤和手感，且纖維細度有所降低，提高了可紡支數，制成的面料具有良好的手感、光澤、抗起球及染色性能，并可達到防縮、可機洗要求，從而加工出高檔
3 總結
羊毛纖維表面的鱗片層結構產生的單向運動特性，使毛類制品有易氈縮和起毛起球現象，鱗片層的存在還使纖維剛性較強有毛刺感，并使纖維表面形成漫反射而缺乏光澤。
“羊毛生物絲光工藝”使用Ul T(酸性蛋白酶)和相應的氧化預處理，有效地去除鱗片層的突起部分，使制品有光澤好、防氈縮、手感柔軟、色澤鮮艷、不易起球等特點。由此可滿足“機可洗”易護理整理和仿羊絨整理的需求。
此項技術可應用于紗線、成衣、散纖和毛條等多種加工形式。
羊毛生物絲光工藝與氯化法相比較有下列優點：
1 減少氯化劑的用量
一般可減少一半的氯化劑用量
2 毛制品處理后無泛黃現象
一方面，UlT自然地生物降解羊毛鱗片層，而不像氯化劑那樣在羊毛表面發生強烈的化學反應，使纖維泛黃。另一方面，酶制劑可以有效地清除氯化前處理所產生的泛黃。因此染色時可得到鮮艷的光澤。
3 保有羊毛自然風格
“生物絲光”的羊毛制品在具有光澤好、防氈縮、色澤鮮艷、不易起球等特點的同時，能更好地保有羊毛的自然風格。如適當調整工藝，還可做仿羊絨整理。
4 可不使用氯化劑
因為預處理的作用是是緊閉的鱗片層有松動，以利于酶劑大分子發揮效能。因此如不過分追求滑度，可采用雙氧水或高錳酸鉀進行預處理，這樣就完全避免了由氯化劑所帶來的負面影響。
5 綠色羊毛制品，環境友好的工藝
羊毛生物絲光防氈縮整理工藝可避免或消除殘留在制品上的對人有潛在危害的有機氯化物。同時降低排液中的AOX（可吸附有機鹵化物）。
總之，“羊毛生物絲光工藝”的最大優點就是能大幅度提高織物的手感、光澤，織物手感非常柔滑，有如羊絨織品，而光澤如絲綢一般，非常符合現代人的審美情趣。防縮織物所具有的優異性大大提高了羊毛制品的檔次，市場前景看好。而且處理工藝成本低，設備與正常生產的設備相同，無需新增設備，但生產中對其工藝過程
H2O2 50 mL/L
預處理時間為 60min
Ultralan T 5%（o.w.f）
Time 90min
L:R 1:20
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