O前言
與傳統堿處理工藝相比,酶精練具有環保、節能、省耗等優點。然而,酶精練很難將棉籽殼去盡,主要是因為現有酶制劑對棉籽殼的降解力度不夠,這是阻礙棉織物酶精練工藝工業化的最大問題之一。
棉籽殼結構致密,組分復雜,用單一酶制劑精練無法達到理想的降解程度。根據棉籽殼的結構和組分特點,選擇對棉籽殼主要組分有降解作用的酶制劑,復配使用,能提高棉籽殼的去除率。
據CsiszOr報道,纖維素酶、果膠酶和半纖維素酶能夠降解棉籽殼中的半纖維素組分,尤其是與螯合劑EDTA聯用,能夠大大加速棉籽殼降解。在堿處理前用木聚糖酶對棉籽殼進行預處理,可大大提高堿處理對棉籽殼的降解效果,且有助于提高棉織物白度。最近,Csiszar等人用棉籽殼碎屑為培養基,發酵生產出一組混合酶制劑并用于棉織物精練,棉籽殼的去除效果雖有較大提高,但仍較低。
多位學者對棉籽殼進行針對性的剖析研究,結果表明,棉籽殼具有復雜的表皮層、外色素層、無色層、柵欄層和內色素層五層結構(圖1)。
本試驗應用傅里葉變換紅外顯微微區掃描技術,對棉籽殼切片的每層進行定點掃描,得到棉籽殼的主要化學組分及分布;再用正交試驗法,篩選出對棉籽殼降解起主要作用的酶制劑,并分析其降解作用。
1試驗
1.1材料和酶制劑
材料江蘇鹽城地區2006年產品,棉花品種為泗棉3號,試驗樣品從中隨機選擇。
酶制劑堿性果膠酶和細菌(真菌)角質酶(實驗室自制);堿性木聚糖酶,堿性纖維素酶和堿性脂肪酶(無錫德冠)。
1.2設備及測試儀器
DELTA 320 pH計,SHA.B恒溫水浴鍋,722S分光光度計,Nicolet 5700 Centaurus紅外顯微鏡,YG 751 B恒溫恒濕箱,LEICA EMUC6超薄切片機。
1.3酶處理條件
浴比20:1,pH值7~12,恒溫55℃處理60 rain,各種酶用量均為1 500 U/L。處理后熱水洗1次,溫水洗2次,烘干。
1.4測試方法
1.4.1棉籽殼的切片
隨取5~7顆棉籽,先用鑷子將棉籽殼表面大部分纖維和絨毛去除,然后用50%、70%和100%無水乙醇依次浸泡15 min,再用100%無水乙醇浸泡15 min,脫水。用LEICA EMUC6超薄切片機切成5~10μm薄片,待用。1.4.2棉籽殼的傅里葉變換紅外顯微微區掃描
使用Nicolet 5700 Centaurus紅外顯微鏡與傅里葉變換紅外主機,測定范圍4 000~650 cm-1。將棉籽殼超薄切片置于載物臺上,透過KBr晶體得到背景譜圖,透過切片經樣品檢測器MCT/A得到樣品譜圖。采集條件:光譜分辨率8 cm-1,速度1.898 8 cm/s,光闌1 000,Triton 10×物鏡,N.A.O.71(Thermal Electron),應用軟件OMNIC 7.2進行數據分析。
1.4.3失重率
將處理好的樣品置于恒溫恒濕箱,于(20±1)℃和相對濕度(65±2)%下平衡24 h后稱重,根據式(1)計算失重率: