FR2649722A1 - Procede de trempe enzymatique pour le traitement de depouilles et peaux en poil - Google Patents

Abstract

L'invention concerne des procédés de trempe renforcée enzymatiquement pour dépouilles et peaux en poils, avec utilisation d'enzymes protéolytiques et lipolytiques et d'agents à activité interfaciale dans des bains aqueux, les bains de trempe contenant : A) des lipases ayant un optimum d'activité dans la gamme de pH de 9 à 11, B) des protéases à activité dans la gamme de pH de 9 à 11, et C) des agents à activité interfaciale, et le pH des bains de trempe se situant dans la gamme de 9 à 11.

Description

L'invention concerne un procede de trempe de peaux salees, sechees et

fraiches avec des produits

enzymatiques qui contiennent des lipases alcalines.

Une operation importante, tout a fait au début du travail de riviere, est la trempe des dépouilles et des peaux en poils. La trempe a pour but de débarrasser la depouille brute des souillures qui y adhèrent, de chasser de la peau les sels de conservation et autres agents de conservation, d'éliminer au moins partiellement par dissolution les composants albumineux hydrosolubles contenus dans la peau et de restituer a la peau le degre de gonflement qu'elle avait a l'état naturel et qu'elle a perdu au cours du processus de conservation (cf. H.J. Rehm et G. Reed, Biotechnology,

vol. 6b, pp. 734-735, VCH 1988).

Comme produits auxiliaires de trempe. on utilise

principalement à l'heure actuelle des agents tensio-

actifs et dégraissants, ainsi que des enzymes protéolytiques. De la sorte, les souillures qui adhèrent et la graisse naturelle sont éliminées, avec cet effet que la réhydratation et la séparation des fibres sont accélérées. L'opération de trempe est condui e de

préférence à un pH de 9 à 10.

Cette manière de procéder a pour avantage que la variation brusque de pH pour l'opération suivante de pelanage est limitée et que le développement de bactéries est inhibé. Dans le cas précisément de matières premières contenant des graisses, il s'est révélé que le processus de trempe et, & la suite de celui-ci, l'attaque de la peau au pelanage supposaient toujours un tres bon dégraissage (brevet US 4 344 762; DE-OS 33 12 840). C'est pourquoi, comme il ressort de nombreuses références bibliographiques EL.H. Posorske, J. Am. Oil Chem. Soc. 61 (11), 1758-60 (1984)], on utilise aussi -des lipases, en dehors d'émulsifiants spéciaux. L'utilisation de lipases porte principalement sur une gamme de pH de 6 à 9. Il est vrai qu'à la mise en oeuvre industrielle de lipases s'opposait l'expérience qui a éteé acquise par exemple dans le secteur des produits de lavage et qui a été resumée dans la littérature dans les termes suivants: "Toutefois, elle (c'est-à-dire la lipase) ne peut pas être appliquée comme enzyme de détergence, en raison de son instabilité dans les conditions alcalines et en raison de son coût élevé" (cf. H.J. Rehm et G. Reed, Biotechnology, vol. 7a, p. 644, VCH 1987). A l'utilisation simultanée de 2C lipases et de protéases, s'oppose l'effet connu de dégradation que produisent les protéases sur les lipases

en tant que protéines.

Sous son aspect moderne, la trempe sert non seulement au nettoyage de la peau, mais aussi à l'élimination de constituants de celle-ci qui peuvent avoir ultérieurement une influence nuisible sur les opérations suivantes, par exemple la graisse de la peau. Dans l'état de la technique, les traitements de trempe renforces enzymatiquement n'ont pas pu donner entièrement satisfaction, même en cas d'utilisation

simultanée de lipases, sous de multiples points de vue.

D'une part, le rapport prix/rendement en cas d'utilisation de lipases était défavorable et, d'autre part, il n'était pas rare qu'un tel traitement conduise à la formation de taches dans le cuir, produites par des

traces de chaux.

Le but était donc de mettre a disposition des procédés de trempe qui éliminent les inconvénients évoqués, tout en produisant un effet de trempe équivalent. Or, il a été découvert que le procéde de trempe selon l'invention était en mesure d'atteindre de façon tres satisfaisante le but ainsi fixé. L'invention concerne un procédé de tremDe renforcée enzymatiquement de dépouilles et de peaux a l'état salé, séché ou frais, avec utilisation d'enzymes protéolytiques et lipolytiques ainsi que d'agents a activité inter aciale, en bain aqueux, procédé dans lequel, en dehors de proteases ayant une activité suffisante dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11, on utilise comme enzymes lipolytiques des lipases qui ont un (net) optimum d'activité a un pH compris entre 9 et 11, le pH du bain de trempe se situant dans la gamme de 9 à 11, de préférence à 9,5. Ainsi, les bains de trempe utilises selon l'invention, ayant des valeurs du pH aux alentours de 9,5, contiennent non seulement B) des protéases ayant une activité suffisante dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11, mais aussi A) des lipases ayant un optimum d'activité dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11 et C) des agents à activité interfaciale tels que

2 des émulsifiants et éventuellement des sequestrants D).

Enzymes lipolytiques A) En accord avec les définitions habituelles, il s'agit, en ce qui concerne les lipases à utiliser selon l'invention, d'estérases qui hydrolysent les esters

glycériques des acides gras en émulsion aqueuse (E.C.

3.1.1.3). De préférence, la coupure des triglycérides se produit en position 1,3. Contrairement aux lipases utilisées dans ce domaine de l'état de la technique et ayant une gamme de pH d'utilisation de 6 à 9, les lipases mises en oeuvre selon l'invention ont un optimum d'activité net (par exemple & l'égard de l'huile d'olive ou de la tributyrine) à un pH compris entre 9 et 11. De telles lipases alcalines ont été développées

spécialement pour l'industrie des produits de lavage.

Elles sont d'origine microbiologique. Des sources possibles pour de telles souches de micro-organismes éventuellement modifiées génétiquement sont en particulier les champignons et les bactéries. Certaines lipases alcalines sont par exemple présentes dans des souches de Pseudomonas. Entrent en outre en ligne de comote. comme fournisseurs de lipases. Rhizopus sp., Candida sp. et Chromobacterium sp. D'autres producteurs imDortants de lipases sont GeotrIchium sp., Aspergillus spp., Mucor sp., Penicillium sp., Corynebacterium sp., Propionibacterium sp. et Achromobacter sp. On

mentionnera specialement Rhizopus arrhizus et Rh.

oryzae, Candida cy1lindracea, Chromobacterium viscosum, GeotrIchium candidum. Mucor mi ehl, Mucor pusillus, Penicilllum roqueforti et P. cyclopium, Corynebacterium acne, Propi onibacterium shermanii, Achromobacter lipDclvticum, Aspergillus niger, en particulier Aspergillus orvzae. Se sont aussi révelées particulièrement appropriées certaines souches modifiées génétiquement, par exemple une lipase alcaline provenant d'une souche d'Aspergillus oryzae obtenue par recombinaisen et ayant un optimum d'activité net à un pH comoris entre 9 et 11, ou une lipase que l'on trouve dans le commerce sous la désignation Lipolase SO30T (Novo

Industri A/S, DK 2880 Bagsvaerd, Danemark).

De façon habituelle, la détermination de l'activité de lipases est effectuée avec de l'huile d'olive comme substrat, ainsi qu'avec de la triacétine et de la tributyrine [cf. M. Sémériva et al., Biochemistry 10, 2143 (1971); Pharmaceutical Enzymes, édité par R. Ruyssen et A. Lauwers 1978 (FIP) E.Story-Scientia

P.V.B.A, Gand, Belgique].

Dans la mesure o l'activité de coupure des graisses s'exprime en kilolipase-unités <unité = KLCA), on opere dans les conditions normalisées: 40'C, pH = 5,5, avec de la tributyrine comme substrat (cf. M. Sévériva, op.cit.). Aux fins de la présente invention, l'activité de la lipase est indiquée en unités LCA, la mesure étant toutefois effectuée à un pH de 9, 5. D'après l'invention, les lipases sont mises en oeuvre de telle sorte qu'à un pH de 9,5 dans le bain de trempe et de dégraissage, il se produise une activité de lipase de 100 a 10 000 LCA,

de préférence de 2000 à 4000 LCA par kg de peau.

Enzymes protéolytiques B) L'utilisation dans la trempe de protéases qui déploient une activité proteoiytique suffisante dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11 est connue en soi (cf. brevet US 4 344 762). Il s'agit de protéases neutres (E.C.3.4.24) et en particulier de proteases alcalines (E.C.3.4.21) [cf. Kirk-Othmer, 3ème éd., 20.vol.9, pp. 199-202, J. Wiley 1980; Ullmann's

Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A9, pp. 409-

414, VCH 1987; L. Keay dans "Process Biochemistry" 17-21 (1971)], et plus précisément de: - Proteases alcalines qui déploient leur optimum d'activité dans la gamme de pH comprise entre 8 et 13 environ. En font partie les proteases bactériennes alcalines, qui appartiennent le plus souvent au type serine, et les protéases alcalines de champignons. On mentionnera avant tout les protéases de souches de Bacillus telles que B. subtills, B. licheniformis, B. firmus, B. alcalophilus, B. polymixa. B. mesentericus, ainsi que des souches de Streptomyces telles que S. alcalophilus. La température de travail la plus favorable avec des protéases bactériennes alcalines se situe en général entre 40 et 60'C et plutôt entre 20 et

*C dans le cas de protéases de champignons.

Comme protéases alcalines de champignons, on citera entre autres celles qui proviennent de souches d'Aspergillus telles que A. oryzae, de souches de Penicillium telles que P. cyanofulvum, ou de Paecilomyces persióinus. L'activité des protéases alcalines de champignons se situe essentiellement dans la gamme de pH comprise entre 8,0 et 11,0. A titre de règle générale; on peut se baser sur une activité enzymatique qui se situe entre 8000 et 10 000 unités

Lbhleln-Volhard (LVE) par gramme d'enzyme.

- Proteases neutres ayant un optimum d'activité dans la gamme de pH de 6, 0 a 9,0. En font en particulier partie les protéases bactériennes neutres qui appartiennent en règle générale aux metallo-enzymes, et les protéases de champignons, par exemple des proteases neutres de Bacillus tels que B. subtills, B. natta et B. polymixa, des protéases de Pseudomonas, des protéases de

Streptomyces, des proteases d'Aspergillus provenant d'A.

orvzae, A. parasiticus et de Penicillium glaucum. Les protéases bactériennes neutres déploient leur activité de façon optimale à des températures de travail de 20 à 'C, tandis que la température de travail la plus favorable pour des protéases neutres de champignons se

situe entre 35 et 40'C.

L'activité protéolytique des enzymes est déterminée habituellement par la méthode à l'hémoglobine d'Anson [M.L. Anson, J. Gen. Physiol., 22, 79 (1939)] ou par la méthode de Lbhlein-Volhard [modifiée selon Tegewa dans Leder, 22, 121-126 <1971)]. Une unité Lbhlein-Volhard <LVE) correspond, dans les conditions d'essai <1 h, 37'C) & la quantité d'enzyme qui produit, dans 20 ml de filtrat de caseine, une augmentation de produit d'hydrolyse correspondant à un équivalent de 5,75 x 10-3 ml de NaOH 0,1 N. L'activité des protéases se situe en général entre 1000 et 60 000 LVE par kg de peau, de

préférence entre 2000 et 14 000 LVE par kg de peau.

Selon l'activité, on obtient ordinairement des résultats satisfaisants, dans le procédé de l'invention, avec des quantités de protéase comprises entre 0,05 et 0,8% en poids, en règle générale entre 0,1 et 0,25% en poids environ par rapport au poids des dépouilles et des c peaux en poils mises en oeuvre. Dans le cadre du procédé de trempe de la présente invention, il peut être encore ajouté aux bains de trempe des additifs en sol connus, tels que des activateurs, des stabilisants et

éventuellement des substances tampons.

Entrent par exemple en ligne de compte, en tant que substances à activité interfaciale (synthétiques) C), des émulsifiants en soi connus, en particulier ceux qui conviennent pour l'emulsionnement de graisse dans l'eau (cf. brevets GB 586 540, DE 894 142, FR 899 983, FR 918 523). Conviennent en premier lieu des émulsifiants non ionogênes, par exemple des types suivants: I. Dérives de polyglycol (entre parenthèses, produits du commerce cites a titre d'exemples) a) Polyglycols d'acides gras (EmulphorO) B) Ethers de polyElycol et d'alcool gras (Dehydolm) y) Ethers de polyglycol et d'alkylphénol (Eumulgino 286, Fluidol W100 , Xarlophen, Igepal ) 6) Ethers de polyElycol et d'éthanolamide d'acide gras

(CO, Foryl KW@, Eumulgin).

II. Dérivés de la glycérine a) MonoElycérides d'acide gras (Tegomol ) B) Esters de polyglycérine et d'acide gras En outre, des émulsifiants anioniques, par exemple des types suivants: III. Sulfates R - OSOaNa a) Sulfates d'alcool gras, primaires et secondaires (Eppol DL conc.0, Peramit ML 0, TeepolO) e) Sulfates d'éther d'alcool gras (Texapon Qo) y) Sulfates de monoglycéride (VELO)

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6) Produits de sulfatation d'huiles et d'acides gras

insatures (Lederolinor DKMS ).

IV. Sulfonates R SO3Na a) Alkylbenzènesulfonates (ABS, TPS) (Xarlopon , Marlon ) e) Alkylsulfonate (Mersolat ) y) Produits de condensation d'acides gras (Igepona , Igepont ) S) Sulfonates de petrole (contenus dans Grassan B ) c) Produits de sulfitation d'huiles grasses et d'acides gras insatures (Cutisan BSE) ) Alkylbenzenesulfonates à chaîne courte, par exemple

du cumene, du toluène ou du xylène.

Moins avantageux sont les émulsifiants cationiques, par exemple des types: V. Sels d'amine R NR1, R2 Hx (SapaminE, Soromin ) R1 VI. Sels d'ammonium quaternaires RN R3X (RepellatE) ! R2 a) Sels d'ammonium 3) Sels de pyridinium, le reste R étant un reste alkyle à longue chaîne contenant de 8 à 24 atomes de carbone et les restes R1, R2 ou R3 etant en règle générale des restes alkyle à

courte chaîne, contenant jusqu'à 6 atomes de carbone.

Les émulsifiants utilisables selon l'invention ont une valeur HLB (émulsion huile-dans-eau) de 8 à 18, de préférence de 9 à 15 et notamment de 12 à 15 (cf. Ullmanns Encyklopadie der Techn. Chemie, 4ème édition, vol. 10). De façon avantageuse, on peut aussi utiliser des combinaisons d'émulsifiants, en particulier d'émulsifiants non ioniques et anioniques. On citera en

particulier des alkylphénols éthoxylés (alkylphénolpoly-

glycols) ayant un degré d'âthoxylation (E.O.) de 4 à 40, de préférence avec 6,5 moles d'EO et/ou avec 6,5 - 12 EO par nonylphénol, éventuellement en combinaison avec des

émulsifiants anioniques.

La teneur des bains de trempe en émulsifiants se situe - en fonction du type - en règle générale entre 0,1 et 1% en poids, par rapport au poids des peaux

salées ou vertes.

En outre les composants C) des bains de trempe peuvent contenir des sequestrants D en soi connus (voir Kirk-Othmer 3e Ed. Vol. 5, pg. 343 368, J. Wiley

1979).

Les séquestrants sont choisis dans le groupe constitue par les polyphosphates, phosphonates, polycarboxylates, acide éthylènediaminetétracétique (EDTA); acide nitrilotriacétique, acide diethylènetriaminepentacetique. La teneur des bains de trempe en séquestrants peut être comprise entre 0 et 0,5% en poids, de preférence entre 0,05 et 0,15% en poids. Comme on l'a déjà indique au début, le traitement de trempe sert entre autres, dans le cadre du travail de riviere, a débarrasser les peaux du sang et des souillures qui y adhérent et a éliminer le sel de peaux conservées dans le sel. Il peut donc être avantageux de procéder en premier à ce qu'on appelle une trempe de décrassage. Pour ce faire, il suffit en général de tremper a l'eau à 30'C environ pendant un certain temps, par exemple de 2 h. Comme recipients, on peut employer les récipients de trempe utilisés dans la technique, par exemple des mélangeurs, des foulons, des machines & tanner ou des coudreuses <cf. F. Stather dans Gerbereichemie und Gerbereitechnologie, 4ème édition, Akademie-Verlag, Berlin 1967). Comme valeur indicative,

on peut donner par exemple une longueur de bain de 200%.

- Il est généralement avantageux d'aider le processus de trempe par agitation mécanique. Le bain de la trempe

de décrassage est opportunément jete.

Le pH du bain de trempe est réglé entre 9 et 11 par addition de substances alcalines, par exemple de composés basiques du sodium ou du potassium, tels entre autres que la lessive de soude, la lessive de potasse,

le carbonate de sodium ou le carbonate de potassium.

Ordinairement, les composants A), B) et éventuellement S les séquestrants du composant C) sont mis en oeuvre dans les quantités indiquées précédemment sous forme de poudre, en même temps que les agents à activité interfaciale, le plus souvent liquides (sous forme de détergents) . Mais il est parfaitement possible aussi d'utiliser tous les composants sous forme de préparations liquides, aqueuses ou non aqueuses. Dans de telles préparations, le séquestrant se présente sous forme soluble dans l'eau et les tensides, de préférence

du type non ionique, servent de stabilisants.

La trempe selon l'invention est effectuée

avantageusement - de même que la trempe de décrassage -

dans les récipients utilises ordinairement à cet effet et sous agitation. Comme valeur indicative en cas de travail dans le foulon de tannage, on donnera par exemple 4 tr/mn environ. Comme valeur indicative pour la température de la trempe, on peut indiquer 28 5'C. La durée de la trempe s'élève en règle générale a quelques heures, par exemple à 3-7 h. En général, le bain de trempe est vidé après l'achèvement de la trempe. A la suite de la trempe, les dépouilles et peaux en poils peuvent être soumises aux traitements ultérieurs habituels, par exemple au pelanage (cf. H.J. Rehm et G. Reed, Biotechnology, vol. 6b, 734, VCH 1988). La longueur du bain de trempe s'élève avantageusement à 100-300%, par rapport au poids total des dépouilles et

peaux en poils.

Le procédé de trempe selon l'invention répond dans

une mesure particulière aux exigences de la technique.

Même en cas de produits bruts à forte teneur en graisses naturelles, comme par exemple des peaux de porc et des peaux de mouton, on observe un remarquable effet de trempe et de dégraissage. D'après les résultats obtenus Jusqu'à maintenant, les valeurs de dégraissage se situent & un niveau supérieur de 40 à 60% a celles qui sont obtenues sans utilisation simultanée de lipases alcalines. De façon inattendue, la proportion des protéases nécessaires (composant B) peut être abaissée par la mise en oeuvre de lipases alcalines <composant A). Si l'on renonce a l'utilisation de protéase, l'éffet de dégraissage est abaisse. Si l'on omet les émulsifiants (composant C), l'effet de dégraissage est

reduit considérablement.

Les exemples qui suivent sont destines à illustrer l'invention. 1. Exemples de formulation Dans le tableau suivant, des produits d'essai a h sont présentes sous forme répartie selon leurs constituants A), B) et C) . Les valeurs chiffrées indiquées signifient des parties en poids des

constituants dans les différents produits d'essai.

Comnosant Produit d'essai a b c d e f g h B ProtÉase alcaline <120000LVEg, pi 95) i,5 - 1,5 3 1,5 1,5 1,5 1,5 (120 000 LVE/g, pH 9,5) ''' ' ' A Lipase, 39 000 LCA/g 3 3 3 3 3 3 3 àun pH de 9,5 D Tripolyphosphate de Na 30 30 30 30 D Copolymère de polycar- 20 boxylate de Na, Xw=2200

D Sel Na de l'acide 1,1-

hydroxyéthanediphospho- 10 nique

D EDTA 7

Sulfate de sodium, q.s.p. 100% Avec une réussite aussi bonne on peut aussi introduire à la place des séquestrants D) indiqués, de l'acide hexamétaphosphorique, de l'acide tartrique, de l'acide citrique, de l'acide gluconique, de l'acide -sulfosalicylique, de l'acide nitrilotriméthylène-

phosphonique, de l'acide éthylènediaminetétraméthylène-

phosphonique, de l'acide hydroxyéthylidène-

diphosphonique. 2. Exemples d'application technique

Exemple 2.1

kg de peaux de bovins salées, Cl. II, 30/39 kg Trempe de décrassage (dans le foulon) 200,0% d'eau, 26'C 1 h d'agitation Bain vidé Trempe principale et dégraissage ,0% d'eau, 0,3% de produit d'essai a à h. 0,3%, d'émulsifiant standard, se composant de 70% en poids d'éthoxylate de nonylphénol, 8-9 moles d'oxyde d'éthylène et.de 30% en poids du sel sodique d'un sulfate d'éther d'alcools gras en C12-C-e avec 2 moles d'oxyde d'éthylène, 0.5% de lessive de soude à 33%, pH 9,5-10,5, Agitation pendant 6 h dans le foulon à 4 tr/mn; puis execution d'un pelanage habituel à la chaux et au sulfure

Bain vidé.

Un échantillon du bain est prélevé et la teneur en graisses est déterminée. Au moyen de la rapidité de l'absorption d'eau (réhydratation), du degré de séparation des fibres, de la pureté de fond et du tracé de grain des peaux pelanées, on détermine la qualité de l'effet de trempe et on la note de 1 (très bonne) à 6

(non satisfaisante).

Exemple 2.2

kg de peaux de porc salées Trempe de décrassage analogue à l'exemple 2.1 Trempe principale ,0% d'eau, 30'C 0,3% de produit d'essai a) - h) 0,6% de lessive de soude a 33%, pH 9,5 - 10,5 0,3% d'émulsifiant standard (cf. exemple 2.1) Agitation pendant 6 h Bain vidé Détermination des graisses dans le bain de trempe

Puis pelanage et tannage de la façon habituelle.

Résultats des essais pratiques Produit Exemole Emulsifiant Graisse (g/1) Effet de la trempe d'essai dans le bain 1 = très bon de tremoe 6 = non satisfaisant a 1 Standards0,3X 3,5 1 - 2

D 1 " 2,2 3 - 4

c 1" 2,98 2 d1" 3,6 1 - 2 e 1 2, 2-3 f 1 3,25 2 - 3

9 1 3 1 3+

h 1 3,0 3 - 1 Sans émulsifiant 1,2 4 - 5 - 1 Standard; 0,3% 2,05 3 - 4 a 2 " 14,25 2 b 2 8,3 3 - 4 c 2 " 10,8 3 - 4

- 2 " 7,2 4

- 2 3,1 4 - 5

a 2 Dodécylbenzène- 11,3 3+ sulfonate, 0,3% ! a 2 Laurylsulfate de Na, 0, 3% 10,8 2 - 3 a 2 Mélange S 15,6 2 - 3 Z = Enulsifiant standard de l'exemple 2,1 z Se composant de 70% an poids de nonylphénol a 8-9 moles d'EQ

% an poids de chlorure de Ce-ie-alkyltriméthylanmoniu2.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de trempe renforcee enzymatiquement pour dépouilles et peaux en poils, avec utilisation d'enzymes protéolytiques et lipolytiques et d'agents à activité interfaciale dans des bains aqueux, caractérisé en ce que les bains de trempe contiennent A) des lipases ayant un optimum d'activité dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11, B) des protéases à activité dans la gamme de pH comprise entre 9 et 11, C) des agents a activite interfaciale, et en ce que le pH du bain de trempe se situe dans la

gamme de 9 à 11.

2.- Procédé de trempe renforcée enzymatiquement selon - la revendication 1, caractérise en ce que les protéases B)> sont des proteases alcalines ayant un optimum

d'activité dans la gamme de pH comprise entre 8 et 13.

3.- Procédé de trempe renforcée enzymatiquement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bains

de trempe contiennent encore des séquestrants.