CN103526554A - 一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法，属于纺织生物技术领域。旨在解决传统化学法真丝织物抗菌处理中焙烘温度高，丝纤维易受损伤和白度下降的缺陷，实现真丝织物酶促抗菌功能化改性。本发明利用酪氨酸酶对真丝纤维中酪氨酸残基具有催化氧化作用的特性，将具有伯胺结构的溶菌酶分子接枝到丝纤维表面，提高真丝织物的抗菌功效。工艺流程包括：真丝织物预处理、酪氨酸酶催化溶菌酶接枝处理、水洗和风干后处理。通过本发明处理的丝织物不仅抗菌性能得到改善，织物的力学机械性能也有提升。与传统化学方法相比，采用酪氨酸酶催化接枝溶菌酶进行真丝织物抗菌处理，加工过程能耗低、效率高、污染少，有利于环境保护。

Description

一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法

技术领域

本发明涉及一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法，特别是一种利用酪氨酸酶的催化氧化作用，将具有抗菌效果的溶菌酶分子接枝到真丝纤维表面，赋予真丝织物抗菌性的方法，属于纺织生物技术领域。

背景技术

真丝纤维主要由丝胶和丝素两部分组成，脱胶处理中水溶性丝胶被去除，丝素大分子得到保留，赋予了真丝织物良好的光泽与手感。真丝纤维制品具有良好的吸湿性，在服用过程中，人体的汗液、皮脂以及其他各种分泌物易沾附到真丝表面，成为各种微生物良好的营养源，在合适的外界条件(如湿度、温度等)下，微生物迅速生长，繁殖，并通过各种途径传播疾病，威胁人类自身的生存和发展。另一方面，真丝纤维属天然蛋白质类，在适当的温度、湿度条件下其本身就容易成为细菌、霉菌等微生物的养分，从而使丝织品发生霉变，甚至成为疾病传播的载体。随着社会的迅猛发展和人民生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，对环境卫生与自我健康日益重视，具有抗菌功能的纺织品越来越受关注。为提高真丝面料的品质与服用性能，需要对真丝织物进行抗菌整理加工。

目前，丝织物常用的抗菌整理剂包括无机银离子类、有机季铵盐类和天然高分子类等，采用的工艺包括浸轧焙烘、高温粘合或涂层整理等。这些整理剂在赋予丝织物一定抗菌效果的同时，也部分存在着与丝纤维结合不牢固，易从纤维表面释放迁移至体肤表面，或存在焙烘中纤维强力受损，面料手感变差，整理废液排放污染环境等诸多弊端。溶菌酶(Lysozyme)是一种新型的天然抗菌剂，广泛分布于动物、植物和微生物中，具有抗菌性强，安全无毒，作用范围广等特性。溶菌酶的抗菌原理在于其可作用于微生物细胞壁，能有效水解细菌细胞壁的肽聚糖，使细菌细胞壁变得松弛，也可与带负电荷的病毒蛋白直接结合使病毒失活，因此在纺织品抗菌整理中具有潜在的应用价值。

根据溶菌酶具有优良抑菌、杀菌的特性，若将其接枝于真丝织物表面，则可建立一种新型的真丝织物抗菌整理方法。丝素纤维中含有约10％的酪氨酸残基，酪氨酸酶(Tyrosinase)作为具有催化氧化活性的多酚氧化酶，能催化氧化丝素中酪氨酸残基的酚羟基结构，形成具有反应性的醌类结构，引发丝素与含氨基溶菌酶分子接枝，因此借助于酪氨酸酶催化接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理具有可行性。与传统化学方法相比，该生物整理方法较为安全、高效。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种环境友好的真丝织物生物法抗菌整理方法。使用本发明可提高真丝织物的抗菌性，解决传统化学法抗菌整理中能耗高、纤维损伤大和环境污染严重的技术问题，达到优化处理效果，改善环境，提高真丝产品品质的目的。

本发明的技术方案：一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法，其特征是通过酪氨酸酶的催化氧化作用，将具有抗菌功能的溶菌酶分子接枝到真丝纤维表面，提高真丝织物的抗菌性。

具体工艺如下：

(1)真丝预溶胀：根据脱胶后真丝织物结构紧度不同，以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)/尿素水溶液选择性进行丝织物溶胀预处理，充分净洗后备用。

处理工艺处方及条件：EDTA0～1.0g/L，尿素0～1.0g/L，润湿、渗透剂0～5g/L，温度20～50℃，处理0～2小时。

(2)酪氨酸酶处理：以酪氨酸酶对溶胀预处理后的真丝织物进行催化氧化处理。

处理工艺处方及条件：酪氨酸酶1～200U/g织物，润湿、渗透剂0～5g/L，处理液温度20～40℃，pH范围6.0～8.0，处理2～24小时。

(3)溶菌酶接枝：以溶菌酶为抗菌剂，对经酪氨酸酶处理的真丝进行接枝处理。

处理工艺处方及条件：溶菌酶0.05～5.0g/L，润湿、渗透剂0～5g/L，处理液温度20～40℃，pH范围6.0～8.0，处理2～24小时。

(4)后处理：酶处理后的真丝织物以去离子水充分净洗，低温风干后置于0～4℃的冰箱中贮存备用。

一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法，适用处理的丝织物包括各类梭织和针织真丝绸、长丝及短纤绵；酶处理前可根据真丝织物品种结构紧度决定是否采用预溶胀工艺；应用的酪氨酸酶和溶菌酶包括了动物、植物和微生物等不同来源的酶品种；酶处理中可以加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂作润湿、渗透剂，也可以不加入任何润湿、渗透剂；酶处理中酪氨酸酶和溶菌酶既可同时添加、也可以同浴分步添加，或采用二浴法分别处理。

本发明的有益后果

本发明利用酪氨酸酶催化氧化丝素，实现溶菌酶在丝织物表面接枝，达到提高丝织物抗菌效果的目的，与传统化学法丝织物抗菌整理相比，本发明具有以下优点：

(1)酶催化效率高，利用溶菌酶作为天然抗菌整理剂，以酪氨酸酶作为酶促真丝改性的催化剂，接枝反应中催化效率高，酶制剂用量少，且酶液可实现循环应用。

(2)反应条件缓和，在低温近中性条件下完成溶菌酶在真丝纤维表面的酶促接枝，避免了化学整理时高温焙烘易使丝纤维损伤的缺陷，对织物手感影响也较小。

(3)利用酪氨酸酶催化溶菌酶在真丝纤维表面接枝，不但可提高织物的抗菌性，还能促进丝素上酪氨酸残基与相连肽链上氨基共价键合，提高了纤维强力。

(4)采用生物酶技术进行真丝织物功能化生态加工，能耗低且处理工艺安全环保。

具体实施方式

采用酪氨酸酶催化氧化丝素，促进溶菌酶在真丝纤维表面接枝，提高丝织物抗菌性能的具体实施例如下：

实施1：本实施所选织物为重磅真丝电力纺，酪氨酸酶和溶菌酶处理采用同浴分步进行。

(1)酪氨酸酶处理：经脱胶处理后的真丝织物在酪氨酸酶溶液中浸渍处理4小时，其中酪氨酸酶50U/g织物，渗透剂0.5g/L溶液，温度30℃，pH＝7.0。

(2)溶菌酶接枝：织物经酪氨酸酶处理4小时后加入溶菌酶，在溶菌酶1g/L、温度30℃、pH＝7条件下继续处理20小时。

(3)后处理：酶处理后丝织物以去离子水充分净洗，低温风干备用。

试样1：经溶菌酶浸渍处理空白样；

试样2：经酪氨酸酶、溶菌酶处理样；

经上述工艺处理后，试样1对金黄色葡萄球菌的抑制率为41％，相对于处理前试样经向强力保留率为100％，纬向强力保留率为98％；试样2对金黄色葡萄球菌的抑制率为76％，经向强力保留率为103％，纬向强力保留率102％。

实施2：本实施所选织物为真丝斜纹绸，酪氨酸酶和溶菌酶处理采用二浴法分别进行。

(1)真丝预溶胀：以EDTA和尿素溶液对真丝织物进行预溶胀，其中EDTA 0.2g/L，尿素0.2g/L，渗透剂0.5g/L，温度40℃，处理时间2小时，处理丝织物充分净洗。

(2)酪氨酸酶处理：经预溶胀处理的真丝织物在酪氨酸酶溶液中浸渍处理6小时，其中酪氨酸酶100U/g织物，渗透剂0.5g/L溶液，温度30℃，pH＝7.0。

(3)溶菌酶接枝：将酪氨酸酶处理后的真丝织物取出，在溶菌酶溶液中处理12小时，其中溶菌酶2g/L、温度30℃、pH＝6.5。

(4)后处理：酶处理后丝织物以去离子水充分净洗，低温风干备用。

试样3：经预溶胀和溶菌酶浸渍处理空白样；

试样4：经预溶胀、酪氨酸酶和溶菌酶组合处理样；

经上述工艺处理后，试样3对金黄色葡萄球菌的抑制率为43％，相对于处理前试样经向强力保留率为98％，纬向强力保留率为95％；试样4对金黄色葡萄球菌的抑制率为89％，经向强力保留率为105％，纬向强力保留率102％。

Claims (5)

1.一种酶促接枝溶菌酶进行真丝抗菌整理的方法，其特征是利用酪氨酸酶催化溶菌酶分子与丝纤维上酪氨酸残基接枝，提高真丝织物的抗菌性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)脱胶后真丝织物以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)/尿素水溶液进行丝织物选择性溶胀预处理，工艺处方及条件：EDTA0～1.0g/L，尿素0～1.0g/L，润湿、渗透剂0～5g/L，温度20～50℃，时间0～2小时；预处理后充分净洗；

(2)步骤(1)处理的样本以酪氨酸酶浸渍处理，处理工艺处方及条件：酪氨酸酶1～200U/g织物，润湿、渗透剂0～5g/L溶液，温度20～40℃，pH范围6.0～8.0，时间2～24小时；

(3)步骤(2)处理的样本以溶菌酶浸渍处理，处理工艺处方及条件：溶菌酶0.05～5.0g/L，润湿、渗透剂0～5g/L溶液，温度20～40℃，pH范围6.0～8.0，时间2～24小时；

(4)酶处理后真丝织物以去离子水充分净洗，低温风干后置于0～4℃的冰箱中贮存备用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述丝织物包括各类真丝绸、长丝或短纤绵。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述酪氨酸酶、溶菌酶可来源于动物、植物和微生物等不同来源的酶品种。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于其中步骤(2)、(3)处理中酪氨酸酶和溶菌酶既可同时添加，也可以同浴分步添加，或采用二浴法分别处理。