[发明专利]一种纯中性的柞蚕茧酶法脱胶解舒方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯中性的柞蚕茧酶法脱胶和解舒方法，属酶工程和纺织工程领域。

背景技术

柞蚕壳主要由丝胶蛋白和丝素蛋白组成，用于丝绸生产的是丝素蛋白。丝绸生产的第一步，就是要去除丝胶蛋白。传统的柞蚕茧脱胶大多采用皂碱法，该法使用碳酸钠、硅酸钠等化学试剂，通过高pH来促使丝胶蛋白膨润水解，实现丝胶的去除。该方法有以下缺点：1、脱胶不均匀，生丝粗糙、光泽差；2、产生大量的碱性污水，严重污染环境；3、丝胶蛋白水解液因混有多种化学试剂而无法回收利用。

生物酶新品种的研发成功，使柞蚕茧酶法脱胶得以实现。可用于柞蚕茧脱胶解舒的酶ZS724、S114、1398中性蛋白酶，209、2709碱性蛋白酶和胰酶。期刊：《四川丝绸》，2002年，第93期；23-25页，蒋少军、吴红玲的“蚕丝的酶处理”比较了各种酶的作用效果，尤其24页，2.2部分，比较了各种酶的作用效果，2709碱性蛋白酶和胰酶较好，2079碱性蛋白酶常在pH9.5-9.8条件下使用；25页有酶法脱胶蚕茧预处理试剂配方，有多种药剂，并写明2709碱性蛋白酶脱胶系统加纯碱，pH10。相比之下，2709碱性蛋白酶和胰酶作用效果较好。但由于柞蚕茧壳结构密实，酶直接作用难度很大，因此，即使采用酶法脱胶，也要先用纯碱对柞蚕茧进行预处理，或者采用在碱性条件下进行酶作用。酶处理法虽然大大减少了碱的用量，但仍然无法达到零排放。

此外，本领域技术人员存在两大常规的观点：

一是，由于柞蚕茧壳结构密实，酶直接作用难度很大，因此，即使采用酶法脱胶，也要先用纯碱对柞蚕茧进行预处理。因此，现有技术的酶处理方案均需要先用纯碱（或皂）对柞蚕茧进行预处理。

二是，现有技术中作用效果较好的碱性蛋白酶和胰酶通常均在碱性环境下使用，特别是碱性蛋白酶大多在pH9以上，温度不超过50℃使用。具体如湖北康宝泰化工有限公司生产的用于软骨素生产的碱性蛋白酶2709。其说明书记载了酶作用条件最适温度：40～50℃，最适pH：9～12。南宁庞博生物工程有限公司生产的庞博牌胰酶，使用条件：最适温度：50℃，最适pH值：7.5。此外，中国专利“一种柞蚕茧壳生物酶脱胶的方法和装置”（专利申请号201310118444.0，申请公布号CN 103233281A）记载了2709碱性蛋白酶的最适条件，加碳酸钠调pH9.0，45-50℃脱胶，整个脱胶过程仍是在碱性环境。和传统的皂碱法相比，尽管大大降低了碱的用量，但未从根本上取缔碱的使用。生产废水中仍有碱的残留。

综上，现有技术柞蚕茧脱胶解舒的方法，本领域技术人员的普遍认识是在碱性环境下进行，因此产生的问题——环境污染。

发明内容

本发明目的是提供一种生产过程简单、纯中性的柞蚕茧酶法脱胶和解舒方法。本发明涉及两个关键技术：1、提供一种中性无碱的柞蚕茧预处理方法，实现柞蚕茧壳充分膨润，以保证酶能顺利完成丝胶蛋白的水解；2、提供一种酶在非最适条件下（中性）水解丝胶蛋白的工艺，保证脱胶过程中性无碱，效果不减。

为了达到上述目的，本发明提供一种纯中性的柞蚕茧酶法脱胶解舒方法，包括如下步骤：

1、中性环境下的预处理：将柞蚕茧壳泡入茧壳重量10～50倍的清水中12～24h，加热升温至90～100℃，保温1～4h；

2、酶处理：将物料温度降至45～60℃，加入酶，保温10-30h，待生丝含胶量小于等于3%时停止脱胶。脱胶用酶为2079碱性蛋白酶、胰蛋白酶或二者复合物，使用量为蚕茧壳重量的5-20%。

为最大限度地发挥酶的作用，优选方式下，酶的加入可采用分次加入法。加酶次数依据实际生产中脱胶温度和时间，分1-5次加入。温度越高、时间越长，加酶次数越多。

上述方法预处理到脱胶全过程不加任何化学试剂，不调节pH，反应体系pH即为水的pH，在6.0-7.0之间。尤其可采用成本低廉的自来水，也可采用其他种类pH6.0-7.0的水，如去离子水。通常自来水加氯消毒后，pH大都多在6.0-7.0之间。

通过上述方法脱胶后所得生丝含胶率通常为1.5-3.0%，如果需要含胶率为3%以上，可以采用适当减少酶用量或减少作用时间来实现。

本发明在非最适条件下使用2709碱性蛋白酶和胰酶，以及它们的混合物。上述酶的最适pH是9左右，在此条件下使用必然要加碱。本发明在pH7左右使用，酶作用效果虽不能达到极致，通过适当加大酶用量、提高温度、分次加酶，并辅以柞蚕茧水浸、高温等预处理辅助方法，完全可以达到脱胶解舒的效果。