转谷氨酰胺酶TGase对羊毛的吸附性分
析
转谷氨酰胺酶(TransglutaminaseEC2.3.2.13,简称TGase、TG酶或
TG)是一类催化蛋白质谷氨酰胺残基上的gaa;-酰胺基团(酰基供体)
和赖氨酸残基上的epsilon;-氨基等伯胺(酰基受体)之间的酰基-转移反
应的聚合性转移酶.
羊毛纤维中谷氨酸质量分数为14%左右,赖氨酸残基3%左
右,TGase可以催化羊毛纤维蛋白质分子内的交联以及蛋白质和赖氨
酸及伯胺物质之间的连接,达到改性的目的.英国诺丁汉大学的Joao
Cortez等国外学者和国内东华大学、江南大学、天津工业大学的研究
者们相继发表了有关TGase用于羊毛制品的文章,结果表明,羊毛纱、
织物用TGase处理后强力提高;TGase可以降低蛋白酶及碱性洗涤剂
对羊毛的损伤;利用TGase催化交联的特性可以对羊毛织物进行功能
整理等.
1试验
1.1材料
羊毛机织物:经19.23times;2tex,纬28.6times;2tex,294times;216根
/10cm,310g/m2(江苏大生集团).试剂:转谷氨酰胺酶TGase(活力60
1
U/g,日本味之素有限公司),考马斯亮蓝G-250(生物级,上海化学试剂公
司),30%H2O2(工业级,广东汕头市西陇化工厂),蛋白酶savinase16L(活
20000U/mL,诺维信公司).
1.2整理工艺
洗毛预处理:用0.5g/L的标准洗衣粉在标准缩水率测试仪中运行
一个7A洗涤程序.
1.3吸附性测试
织物1.000g,按浴比取一定量的蒸馏水,待锥形瓶中的溶液加热至
不同温度,加入不同量的TGase,与织物在恒温振荡水浴锅中处理不同
时间,取出织物.取10mL残液与2mL考马斯亮蓝(称取100m考马斯
亮蓝溶于50mL95%的乙醇中,加入85%的磷酸100mL,最后用蒸馏水
定容至1000mL),充分振荡混合均匀后,用可见分光光度计测溶液在
595nm处的吸光度.[6]测定加酶处理前后和未加酶织物处理后溶液的
吸光度.
2结果与讨论
2.1处理方式对TGase吸附羊毛的影响
采用浸渍法处理时,TGase对羊毛的吸附量相对较少,经振荡处
理,TGase与羊毛之间的吸附作用最大,超声波次之.超声波的气穴作用
是在液体内,分子在纵向产生了压缩和稀松,即存在压缩、高压、松弛
2
和低压4个阶段和部位,低压部位会形成气穴或气泡,这些气穴发生膨
胀,最后猛烈地塌陷或破灭而产生激波.在气穴作用过程中,溶液在极
微小范围内会产生极高的压力和温度,并引起局部极大的搅动,它是超
声波产生大部分物理和化学作用的重要原因.由于超声波在处理中产
生气穴效应,可以增加局部压力,有利于破坏羊毛表面鳞片层,能加速
鳞片更加均匀地剥离,且气穴效应产生的剧烈振荡增加了酶分子的动
能,加剧了酶分子的运动,使其与羊毛的接触机会增多,同时也有利于
酶解产物的离去和酶的再生[8].振荡与超声波都能使纤维表面的动力
边界层减薄,加速了酶在纤维表面的吸附,同时能加速酶在纤维内的扩
散速率.但超声波的气穴作用带来的剧烈振荡也会破坏酶分子的空间
结构,所以,采用超声波处理时酶的吸附率比振荡方式低.
2.2预处理对TGase吸附羊毛的影响
等离子处理的羊毛织物对TGase的吸附率最高,蛋白酶其次,吸附
率最低的是洗毛布.因为鳞片层未遭受破坏时,羊毛的亲水性较
低,TGase分子很难接触羊毛角质;用H2O2对织物进行氧化处理,适当
破坏羊毛表面的结构,使TGase充分作用于羊毛,提高了对羊毛的吸附
性.先用H2O2氧化适当破坏羊毛表面的结构,再利用蛋白酶的水解作
用进一步破坏羊毛鳞片层的结构,为TGase的处理提供条件,提高羊毛
角质与TGase的接触