纺织业的变革酶在蚕丝脱胶上的应用

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丝绸是中国之珍,东方之宝。中国丝绸技艺历经多年,是享誉世界的中华民族伟大发明。

蚕丝原料中除主要成分丝素之外,还含有相当数量的丝胶及少量油脂、蜡质、毛发、草屑等杂物。丝胶含量过多,会影响丝素的光泽和手感以及丝纤维的工艺加工。

脱胶是蚕丝加工工艺中重要的环节之一。脱胶的好坏,对丝质量和原料的制成率都有极大的影响。

我国有近年的养蚕、缫丝和织造历史

丝绸是蚕丝(以桑蚕丝为主,也包括少量的柞蚕丝和木薯蚕丝)织造的纺织品。

蚕的一生,变化神奇。

它从一颗小蚕卵开始,经过孵化变为幼虫,长大之后又吐丝结茧变成蚕蛹,最后经过蜕变成为长着翅膀的蚕蛾。

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古人开始精心饲养蚕宝宝,驯化野蚕,发明养蚕技术正是在中国特有的文化背景下开始的,中国丝绸就此起源。

蚕丝是天然蛋白质纤维的一种。是高档的丝织原料,蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝液凝固而成。

在显微镜下观察。蚕丝是由两条平行的单丝组成,单丝内部为丝素,是蚕丝的主要成分。

而丝素是造就丝绸独特质感的关键。

植桑养蚕,缫丝织绸是中国古代文明的象征。

用蚕丝做原料织成的绫罗绸缎,轻薄柔滑,闪闪发亮,既美观又耐用。

因此在加工之前,必须除去大部分丝胶、油脂、蜡质等杂物。使丝纤维柔软、疏松、洁净。

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《周礼·考工记》中记载,古人用草木灰水或贝壳灰水等碱性溶液浸泡织物七个昼夜,使其脱胶。

古人总结出必须控制水温和水中丝胶的浓度,使用文火和适当加冷水降温的办法,防止过热,出现脱胶不匀的缺点,而水温过冷又会出现丝头纠结难于松散的毛病。

近年来,采用酶对蚕丝进行精练越来越受到重视。酶是生物为提高其生化反应效率而产生的生物催化剂。其化学本质为蛋白质生物体维持生命活动过程的一切生化反应均在催化作用下完成,几乎所有生物的生理现象都与酶的作用相关。

蚕丝采用酶精练不仅可以在较低的温度下进行。还可获得丝素不易损伤、不起毛丝和蓬松性好的效果。

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酶脱胶工艺的灵感来源于蛾分泌的蛋白酶。

研究发现蛾(蚕蛹破茧而出后的形态)身上分泌出的粘液含有丰富的茧酶(一种蛋白酶),它可以水解丝胶蛋白。

尽管丝素和丝胶都是蛋白质,但丝素是纤维状蛋白,分子细长,分子间结合力强,结构稳定,不溶于水,不怕烯酸、烯碱,对蛋白酶有较强的抵抗能力。

而丝胶则是球状蛋白,分子间结合力弱,易溶于弱酸、弱碱中,容易受到蛋白酶攻击而水解。

蛋白酶对丝胶作用的专一性,故对丝素影响甚微而脱胶效果甚佳。

生物酶是一种无毒无害、对环境友好的生物催化剂,用于纺织工业具有很大的优势。

对环境要求较为温和,且酶用量少,反应后释放的酶可继续催化另一反应;处理产生的废水可生物降解,减少污染节约能源。

酶脱胶是使丝胶溶胀后,蛋白酶对丝胶蛋白催化水解而去除,蚕丝经酶脱胶后,丝素表面光洁、透明,加之蛋白酶反应的专一性,酶处理对蚕丝的损伤很小,其脱胶质量优于皂碱法。

目前,国内用于蚕丝脱胶的酶主要有ZS,S,中性蛋白酶;,碱性蛋白酶和胰酶。

用酶对蚕丝脱胶分三步:

1.前处理:先用纯碱和表面活性剂处理蚕丝,使丝胶膨润软化,从而使酶容易发生作用。

2.酶处理:使丝胶水解去除,而不使丝素遭到损伤,这是利用酶催化的高度专一性。

3.水洗:进行充分水洗,去除水解产物,最终达到脱胶的目的。

与皂碱法脱胶相比,酶脱胶具有对蚕丝损伤小、减少污染节约能源等特点,是最具有发展前途的脱胶工艺。

特别是进入20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新技术在我国得到了迅速发展,酶的制造与应用领域逐渐扩大。酶在纺织工业中的应用也日臻成熟,而且取得了可喜的成就。




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