织物的高温生物制备制造技术

本发明专利技术提供了通过在与精炼和漂白技术兼容的条件下将纤维与果胶降解酶，优选热稳定的、碱性的、不依赖二价阳离子的果胶酸裂解酶接触而高温生物制备纤维素纤维的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用热稳定的果胶酸裂解酶高温下生物制备纤维素纤维，优选织物，最优选棉织物的方法。
技术介绍
除去在天然纤维中发现的非纤维素成分，以及除去杂质，诸如加入到纤维中的化合物，如加工机械中使用的浆料和润滑剂，是由纤维素纤维制备织物的重要方面。除去非纤维素杂质，称为“精练(scouring)”，最理想的是产生具有均匀高可湿性的织物，从而可以均匀地漂白和/或染色。传统的精练工艺通常采用高碱性化学处理，不仅能够除去杂质，还会削弱纤维或织物中潜在的纤维素成分。此外，由于采用的化学药品和由纤维提取的材料，化学精练存在废水处理的环境问题。因此，本领域需要特异靶向除去杂质、且对环境无害的精练方法。使用包含于pH大约4-5有活性的果胶酶和纤维素酶的多组分真菌酶系统进行了织物的酶法精练(Bach等人，Textilveredlung 272，1992；Bach等人，Textilpraxis International，1993年3月，第220-225页；Rssner，Melliand Textilberichte 2144，1993；Rssner，Textilveredlung 3082，1995；Hardin等人，1997年Beltwide棉会议进展(1997 Proceedings Beltwide Cotton Conferences)，第745-747页；Li等人，织物化学家和色彩学家(Textile Chemist andColorist)2971，1997；Li等人，AATCC 1997年国际会议及展览(1997International Conference & Exhibition)，第444-454页)。在这些研究中，制剂中的总酶活性只有小部分可以用于精练。这些方法由此需要使用大量酶制剂，使得它们在经济上难以实行。还使用了细菌果胶酶，有时与半纤维素酶(诸如阿拉伯聚糖酶)联合使用；这些酶通常在较高pH有活性(国际专利申请W09802531；Sakai等人，织物工程(Textile Engineering)(日文)45301，1992；日本专利6220772；Sakai，染色工业(Dyeing Industry)(日文)43162，1995)。然而，所有报导的细菌果胶酶其活性需要二价阳离子，而且通常在超过60℃的温度没有活性。由于(i)织物必须预先煮沸使覆盖在果胶层上的蜡质表皮变薄，和(ii)钙离子易形成不溶盐沉淀在纤维表面，所以这些特性限制了它们应用于织物的生物精练。由此，本领域需要能够一步进行的生物精练方法，该方法在近乎或超过棉的蜡质表皮熔化温度的温度下(70℃)，且无需加入二价阳离子时，使用有效除去果胶的酶进行，由此有助于除去果胶和其它非纤维素杂质。专利技术概述本专利技术提供了处理纤维素纤维以除去非纤维素化合物的方法。该方法通过于高温在能够除去果胶的条件下将纤维与具有果胶降解活性，优选果胶酸裂解酶活性的酶接触而进行。优选除去纤维中果胶的至少大约30％(质量百分比)；更优选除去至少大约50％，最优选除去至少大约70％。接触优选于超过大约70℃的温度进行；最优选超过大约80℃。在优选的实施方案中，接触(i)于至少大约7的pH；更优选至少大约8；最优选至少大约9的pH下；和(ii)不加入二价阳离子时进行。可以用于本专利技术实践的果胶降解酶包括(但不限于)(i)于超过大约70℃，优选超过大约80℃的温度展示最大果胶酸裂解酶活性；(ii)于超过大约8，优选超过大约9的pH展示最大活性；和(iii)展示不依赖二价阳离子存在的酶活性的酶。可以理解，可以使用于超过大约70℃温度下有足够活性除去纤维中果胶至少大约30％(质量百分比)的任何果胶酸裂解酶。在一系列实施方案中，此方法使用热稳定的果胶酸裂解酶，其包括与SEQ ID NO1的氨基酸序列具有至少70％同源性的多肽。在优选的实施方案中，热稳定的果胶酸裂解酶包括SEQ ID NO1的氨基酸序列。参阅如下文的实施例2。已经将包含编码SEQ ID NO1的DNA的质粒转化到E.coli菌株中，并于1998年9月8日根据布达佩斯条约将包含该质粒的细菌克隆保存于Deutsche Sammlung von Midroorganismenund Zelkulturen GmbH，保藏号DSM 12404。在另一系列实施方案中，此方法使用果胶酸裂解酶，其包括与1998年5月6日提交的共同待审美国专利申请序列号09/073，684中SEQ IDNO2的氨基酸序列具有至少70％同源性的多肽。参阅如下文的实施例2。用于本专利技术的果胶酸裂解酶优选来源于芽孢杆菌属(Bacillus)的种，更优选来自地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、B.agaradhaerens、嗜碱芽孢杆菌(B.alcalophilus)、类嗜碱芽孢杆菌(B.pseudoalcalophilus)、B.clarkii、耐盐芽孢杆菌(B.halodurans)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、B.clausii、B.gibsonii，或相关芽孢杆菌属物种。只要展示热稳定的果胶酸裂解酶活性，优选碱性和/或不依赖二价阳离子的酶活性，则由任何果胶酸裂解酶多肽衍生的变异果胶酸裂解酶也可以用于本专利技术实践。本专利技术的方法可以用于处理粗制纤维、纱、或者针织或机织织物。纤维可以是棉、麻、亚麻、苎麻、人造丝、或者这些纤维彼此或与其它天然或合成纤维的混和物。使用本专利技术的方法除去的非纤维素化合物可以是由纤维衍生的化合物或由制造过程衍生的化合物，诸如纺纱、络筒或浆纱润滑剂。在一些实施方案中，本专利技术进一步包括将纤维与一种或多种其它酶接触，所述酶包括(但不限于)蛋白酶、果胶降解酶、和脂肪酶。在另一方面，本专利技术提供了制备织物的方法，包括将织物同时或依次(i)精练和(ii)漂白，其中精练包括在能够除去至少大约30％(质量百分比)织物中果胶的条件下将织物与具有热稳定的果胶酸裂解酶活性的酶接触。在一些实施方案中，精练和漂白步骤优选同时进行。还可以使用其它酶对织物进行脱浆、染色、和/或生物抛光。本专利技术提供了相对于传统精练方法的优势，包括(i)更短的加工时间；(ii)更有效的乳化和去蜡；和(iii)与本领域现有织物加工技术(包括如连续轧蒸系统)具有完全兼容性。图的简述附图说明图1是pH和温度对使用热稳定的果胶酸裂解酶由棉织物除去果胶的影响的例示图。果胶的除去用％残余果胶表述。果胶酸裂解酶应用于织物的剂量是100μmol/min/kg织物。图2是热稳定的果胶酸裂解酶剂量对由棉织物除去果胶的影响的例示图。果胶的除去用％残余果胶表述，剂量用μmol/min/kg织物表述。果胶酸裂解酶应用于织物的条件是pH9和80℃。专利技术详述本专利技术提供了处理纤维素纤维以除去非纤维素化合物的方法。该方法通过在能够由纤维除去果胶的条件下将纤维与果胶降解酶，优选具有热稳定的果胶酸裂解酶活性的酶接触而进行。本专利技术的方法可以用于织物的生物制备，特别是精练，以产生具有期望特性(诸如均一高可湿性)的织物。使用本专利技术的方法除去的非纤维素化合物可以是由天然纤维自身衍生的化合物，包括(但不限于)果胶和蜡质表皮，以及由制造工艺衍生的非纤维素化合物，包括(但不限于)纺纱本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理纤维素纤维以除去非纤维素化合物的方法，该方法包括将所述纤维与具有热稳定的果胶酸裂解酶活性的酶在能够除去纤维中果胶至少大约３０％（质量百分比）的条件下接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L康斯巴克，M舒莱恩，PA胡赛因，NEK朗格，M伯卓恩瓦德，
申请(专利权)人：诺沃奇梅兹北美公司，诺沃奇梅兹有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]