饰品之家讯：羊毛染色时，染料向纤维内部的扩散有2种可能的途径，一种是穿过角质层向皮质层渗透。羊毛角质层的最外面即纤维表面是一层外表皮层(epicuticle)，它由大约3/4的蛋白质和1/4的类脂物(lipid)组成，其中类脂物为脂肪酸混合物，主要是18-甲基二十烷酸，并可能和蛋白质通过胱氨酸残基成共价键结合。脂肪酸的存在造成羊毛表面的疏水性质，影响染料的上染。假如通过脂肪酶处理能够除去羊毛表面的脂肪酸，就有可能改善其染色性能。
另一种可能的途径是染料通过毛纤维蛋白质细胞之间向内部扩散。毛纤维每个角质细胞、皮质细胞以及角质细胞和皮质细胞之间均由细胞膜复合物(CMC)相互隔开来。主要由非角朊蛋白质的胞间粘合物(intercellular cement)、类脂物和阻抗膜(resistant membrane)组成的CMC贯通于纤维内部，形成唯一连续的相。假如通过脂肪酶或蛋白酶处理能够使CMC中的类脂物或胞间粘合物降解，就有可能改善羊毛的染色性能。
基于以上的考虑，本文主要探讨了脂肪酶和蛋白酶处理对羊毛染色速率的影响，同时还测试了蛋白酶处理后羊毛染色牢度的变化。
2实验2.1试样及其准备原料：60支美利奴羊毛；纯毛凡立丁织物(上海三毛纺织股份有限公司)。试验前在1%(owf)的平平加溶液中洗涤处理15min。
2.2酶及其主要化学品试验用酶制剂如表1所示。
表1试验用酶制剂其它主要化学试剂：Basolan 2448(BASF)，染料Sandolan MF蓝及Sandolan MF匀染剂(Sandoz)，平平加O(上海助剂厂)，H2O2(35%)。
2.3实验方法及工艺试样的处理及染色均在ZY-1062型高温高压染样机(上海染料化工厂)上进行。
①H2O2处理工艺：H2O2(35%)30ml/L，平平加O 0.5%(owf)，浴比1：30，pH值8.5，45℃，30min。
②Basolan 2448处理工艺：Basolan 2448 3.0%(owf)，平平加O 0.5%(owf)，pH值4.0，浴比1：30，30℃，30min；然后在3.0%(owf)Na2SO3，pH值8.5，浴比1：30的溶液中于35℃还原15min。
③Maxacal L蛋白酶处理：Maxacal L 2.0%(owf)，平平加O 0.5%(owf)，浴比1：30，pH值9.0，60℃，30min；然后在pH值5左右，85℃的水溶液中失活15min。
④Novozyme 680T蛋白酶处理：Novozyme 680T 2.0%(owf)，平平加O 0.5%(owf)，pH值9.0，浴比1：30，65℃，30min；然后在pH值5左右，85℃的水溶液中失活15min。
⑤Lipolase 100T脂肪酶处理：Lipolase 100T 2.0%(owf)，平平加O 0.5%(owf)，浴比1：30，pH值9.5，35℃，30min。
⑥染色工艺：Sandolan MF蓝1%(owf)，Sandolan MF匀染剂1%(owf)，醋酸(80%)1.5%(owf)，浴比1：60，40℃，升温速度为1℃/min，95℃保温续染，残液法测定上染率。
3结果与讨论如前所述，假如羊毛经脂肪酶处理能够促使其表面或CMC中的脂肪酸降解甚至除去，或者经过蛋白酶处理使CMC中的非角朊蛋白质催化降解，则必将影响羊毛的染色速率。图1为羊毛经脂肪酶Lipolase 100T及2种氧化剂——过—硫酸钾和双氧水处理后Sandolan MF蓝染科的染色速率曲线。从图中可以看到，与未处理羊毛相比较，脂肪酶和氧化剂处理后，羊毛的染色速率和上染率均没有显著的变化，这表明在实验条件下，无论是羊毛的外表皮还是CMC都没有受到脂肪酶或氧化剂的有效作用。
图1脂肪酶和氧化剂处理后羊毛的染色速率曲线图2和图3分别为羊毛经Maxacal L、Novozyme 680T蛋白酶以及它们和脂肪酶、氧化剂联合处理后Sandolan MF蓝的染色速率曲线。图中的结果表明，经蛋白酶处理后，羊毛的染色速率显著增大，说明蛋白酶和羊毛发生了有效的作用。由于羊毛的外表皮层蛋白质胱氨酸含量较高，并且有脂肪酸存在，蛋白酶很难对其催化水解。而毛纤维CMC中的胞间粘合物为非角朊蛋白质，很容易受到化学试剂和蛋白酶的攻击。因此，当羊毛用蛋白酶处理时，胞间粘合物部分蛋白质优先被催化水解，部分肽键断裂，产生吸水性基团—COO-和—NH3-，使CMC吸水溶胀性增大，染料易于在其中扩散；另一方面，部分蛋白质水解产生的小分子物溶出纤维，使扩散通道增大，因而染色速率显著提高。
图2 Maxacal L蛋白酶处理后羊毛的染色速率曲线图3 Novozyme 680T蛋白酶处理后羊毛的染色速率曲线与仅用蛋白酶处理比较，羊毛经脂肪酶和蛋白酶联合处理后的染色速率没有显著的差异。正如前面所述，脂肪酶对羊毛的染色速率没有影响。羊毛先用氧化剂处理后再用蛋白酶联合处理，其染色速率比单独用蛋白酶处理时的染色速率有所提高。这是因为氧化剂处理使得纤维蛋白质中的一些二硫键和肽键氧化断裂，有利于蛋白酶的扩散和作用，特别是外角质层交联的打开使蛋白酶可能向外角质层扩散并进行催化水解。这样，染料也就更加容易向羊毛中扩散，因此氧化前处理对蛋白酶处理后羊毛的染色速率具有一定的影响。
不同氧化剂对羊毛的反应性、反应速率以及胱氨酸氧化产物不同，经过双氧水处理的羊毛表面层中，只有少量胱氨酸二硫键被氧化成一氧化物P-SO-SR和二氧化物R-SO2-SR的中间氧化态，以及很少量的磺酸基R-SO3-。而经过过一硫酸钾处理后，羊毛表面层胱胺酸二硫键较多地被氧化成磺酸基和胱氨酸一氧化物，若再经过亚硫酸盐还原，则有大量的硫代磺酸基(Butes alt)R-SSO3-生成。由于2种氧化剂对羊毛作用的程度及反应的产物不同，因而造成纤维富硫区可及性的差异，二硫键断裂的愈多，蛋白酶分子愈易于在纤维中扩散。所以，过一硫酸钾比双氧水前处理对羊毛蛋白酶处理后的染色速率影响更大些。
表2是蛋白酶Maxacal L处理后毛织物分别用Sandolan MF蓝和Lanasol蓝3G染色的各项湿处理色牢度。
从表2可以看到，过一硫钾或Maxacal L单独处理对毛织物的湿处理色牢度大多都没有影响；而两者共同处理后，有些湿处理色牢度下降了半级。从上面的讨论可知，由于纤维CMC中部分蛋白质在受到蛋白酶特别是氧化剂和蛋白酶联合处理后水解溶出，使得染料的扩散通道变阔，染料分子既容易扩散进入纤维，也容易从纤维中扩散出来，因而毛织物的染色湿牢度降低。
表2蛋白酶处理对毛织物染色牢度的影响(级注：N--原样变化，WO--羊毛沾色，CO--棉沾色；PMS--过一硫酸钾。
4.结论羊毛用蛋白酶处理时，蛋白酶优先催化水解纤维非角朊蛋白质——胞间粘合物，从而使染料赖以扩散的通道增大，染色速率显著提高。氧化前处理为蛋白酶向羊毛中的扩散和作用提供了方便，因此氧化剂和蛋白酶联合处理后，羊毛的染色速率进一步增大。脂肪酶处理对羊毛的染色速率没有明显的影响。
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