O前言
与传统碱处理工艺相比,酶精练具有环保、节能、省耗等优点。然而,酶精练很难将棉籽壳去尽,主要是因为现有酶制剂对棉籽壳的降解力度不够,这是阻碍棉织物酶精练工艺工业化的最大问题之一。
棉籽壳结构致密,组分复杂,用单一酶制剂精练无法达到理想的降解程度。根据棉籽壳的结构和组分特点,选择对棉籽壳主要组分有降解作用的酶制剂,复配使用,能提高棉籽壳的去除率。
据CsiszOr报道,纤维素酶、果胶酶和半纤维素酶能够降解棉籽壳中的半纤维素组分,尤其是与螯合剂EDTA联用,能够大大加速棉籽壳降解。在碱处理前用木聚糖酶对棉籽壳进行预处理,可大大提高碱处理对棉籽壳的降解效果,且有助于提高棉织物白度。最近,Csiszar等人用棉籽壳碎屑为培养基,发酵生产出一组混合酶制剂并用于棉织物精练,棉籽壳的去除效果虽有较大提高,但仍较低。
多位学者对棉籽壳进行针对性的剖析研究,结果表明,棉籽壳具有复杂的表皮层、外色素层、无色层、栅栏层和内色素层五层结构(图1)。
本试验应用傅里叶变换红外显微微区扫描技术,对棉籽壳切片的每层进行定点扫描,得到棉籽壳的主要化学组分及分布;再用正交试验法,筛选出对棉籽壳降解起主要作用的酶制剂,并分析其降解作用。
1试验
1.1材料和酶制剂
材料江苏盐城地区2006年产品,棉花品种为泗棉3号,试验样品从中随机选择。
酶制剂碱性果胶酶和细菌(真菌)角质酶(实验室自制);碱性木聚糖酶,碱性纤维素酶和碱性脂肪酶(无锡德冠)。
1.2设备及测试仪器
DELTA 320 pH计,SHA.B恒温水浴锅,722S分光光度计,Nicolet 5700 Centaurus红外显微镜,YG 751 B恒温恒湿箱,LEICA EMUC6超薄切片机。
1.3酶处理条件
浴比20:1,pH值7~12,恒温55℃处理60 rain,各种酶用量均为1 500 U/L。处理后热水洗1次,温水洗2次,烘干。
1.4测试方法
1.4.1棉籽壳的切片
随取5~7颗棉籽,先用镊子将棉籽壳表面大部分纤维和绒毛去除,然后用50%、70%和100%无水乙醇依次浸泡15 min,再用100%无水乙醇浸泡15 min,脱水。用LEICA EMUC6超薄切片机切成5~10μm薄片,待用。1.4.2棉籽壳的傅里叶变换红外显微微区扫描
使用Nicolet 5700 Centaurus红外显微镜与傅里叶变换红外主机,测定范围4 000~650 cm-1。将棉籽壳超薄切片置于载物台上,透过KBr晶体得到背景谱图,透过切片经样品检测器MCT/A得到样品谱图。采集条件:光谱分辨率8 cm-1,速度1.898 8 cm/s,光阑1 000,Triton 10×物镜,N.A.O.71(Thermal Electron),应用软件OMNIC 7.2进行数据分析。
1.4.3失重率
将处理好的样品置于恒温恒湿箱,于(20±1)℃和相对湿度(65±2)%下平衡24 h后称重,根据式(1)计算失重率: