用蛋白酶处理并纯化的纤维素酶组合物制造技术

在斜纹粗棉布织物和／或衣服的酶促“石磨”过程中，经常发生不希望的蓝色染料在斜纹粗棉布表面上的再沉积。本发明专利技术涉及一种解决这一问题的方法，该方法中使用了含有木霉属内切葡聚糖酶和木霉属纤维素生物水解酶的酶的组合物，这些酶已用蛋白酶部分消化以分离其核心区和结合区。使用这一组合物以降低蓝色染料的再沉积，从而改进涉及使用再沉积或返染纤维素酶的石磨过程。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在斜纹粗棉布织物和衣服用纤维素酶石磨时，用来降低或防止靛蓝染料反染到斜纹粗棉布上的组合物和方法。斜纹粗棉布是一种编织棉布，其经纱经常用蓝色染料靛蓝染色。用靛蓝染色的斜纹粗棉布的一个必要特征是由经纱和纬纱的蓝线和白线交替所产生的观感，由于平常的磨耗和磨损使斜纹粗棉布具有蓝上见白的外观。斜纹粗棉布的流行外观是石磨外观。这种石磨外观包括与未石磨的斜纹粗棉布比较，特别是在线缝处周围，局部有淡蓝色，甚至是较淡的颜色。石磨材料通常具有较软的质地，与蓝色相对维持所希望的白色。依照传统的做法，石磨通过将斜纹粗棉布材料在有浮石存在的条件下洗涤来完成的，使得织物具有褪色或穿旧的观感以及在与之相对的蓝色上有所希望的白色。酶，特别是纤维素酶，经常用在斜纹粗棉布的加工过程中。特别地，使用纤维素酶使斜纹粗棉布具有石磨的外观，而不需使用传统石磨方法中那么多的浮石。这种处理方法在这里称之为酶促“石磨”，即使在洗涤机中没有使用浮石也是这样。由于石头的使用有几方面的缺点，所以石磨中使用酶变得更加普遍了。例如在加工过程中使用的石头会引起机器的磨耗和磨损、由于产生硬渣而导致的环境废物问题，以及与从机器和衣服的口袋中除去石头相关的高劳动成本。因此期望在洗涤中减小石头的用量或不用石头。与使用石头相反，对于机器来说，酶(特别是纤维素酶)是安全的，导致了小的或没有废物问题，大大地降低了劳动成本。因此在石磨中使用酶是有利的。尽管使用如纤维素酶之类的酶比使用石头相比是有利的，然而存在与为这一目的而使用酶相关的问题。例如，与某些纤维素酶—如从朽木真菌木霉属(wood-rotting fungus Trichoderma)中得到的纤维素酶，相关的一个问题被称之为“再沉积(redeposition)”或“返染(backstaining)”(这两个术语在此将被交替使用)，这是指在酶促石磨过程中某些染料返回到织物上。这种“再沉积”或“返染”会导致蓝颜色染到斜纹粗棉布的白色纱上，使得蓝色与白色纱之间的对比较小，并且有磨蚀点出现(如，在蓝色外观上有蓝点，而不是在蓝色外观上有白色)。请参看AmericanDyestuff Reporter，Sept.1990，pp.24-28。再沉积和返染对某些使用者来说是令人讨厌的。例如，尽管木霉属纤维素酶与腐殖菌属(Humicola)纤维素酶相比对斜纹粗棉布材料具有特殊的活性，但是由于从腐殖菌属获得的纤维素酶的具有低水平的返染，所以是优选的。同样，由于木霉属纤维素的能力越高酶的使用量就越少，在明显较短的加工过程中能得到程度越高的磨蚀。染料在石磨过程中的再沉积问题已为斜纹粗棉布加工者所关心。过去曾对木霉属纤维素酶组合物问题所作的努力包括向纤维素酶洗涤中添加抗再沉积化学药品，如表面活性剂和其它试剂，帮助分散释放出来的靛蓝染料以降低再沉积。此外，斜纹粗棉布加工者还试图使用对斜纹粗棉布活性较小的纤维素酶，再加上超量的漂洗。这将导致额外的化学药品的成本和较长的加工时间。为解决再沉积问题的另一方法包括在加工过程中加入适度的漂白剂或污渍去除剂。这种方法影响衣服的最终色泽且延长了加工时间。这些方法对减小再沉积程度的能力是有限的，不能完全令人满意，并且还有一些令人讨厌的返染存在。酶和石头一起使用在减轻再沉积程度上是有利的，然而对于加工者存在与使用石头有关的问题。另一种方法是在石磨处理过程中添加蛋白酶，正如Clarkson等人在公开的PCT说明书No.WO94/29426(以下称之为“Clarkson等人的”)中所描述的。发现用包含再沉积纤维素酶和添加的蛋白酶的组合物处理斜纹粗棉布改善了白色和蓝色纱之间的对比，降低了染料的再沉积。蛋白酶在洗衣机中起作用，由于某些原因被认为能防止纤维素酶蛋白质(cellulaseproteins)粘附到有色的颗粒上再返回到斜纹粗棉布的表面，当用量适度时，它们对由于纤维素酶的作用所得的磨蚀外观的没有显著的不良影响。这一方法在提供了某些优点的同时，其成本很高，而且需要小心控制，这是因为蛋白酶由于其性质趋向于破坏纤维素酶。工作人员必需在期望的对减少返染的蛋白酶解作用(proteolytic effect)与不期望的对降低纤维素酶活性的蛋白酶解作用之间保持平衡。在Clarkson等人的方法中，蛋白酶基本上是作为一种污渍去除剂或污渍抑制剂使用，必须在洗涤过程中使用。在Clarkson等人提出了三种选择(1)与纤维素酶一起直接向洗衣机中添加蛋白酶；(2)在用纤维素酶处理后向漂洗循环中添加蛋白酶；(3)在洗涤之前将蛋白酶与纤维素酶掺混。相对于同时添加蛋白酶和纤维素酶的基本方法，在漂洗循环中添加蛋白酶避免了对纤维素的酶的显著蛋白酶解作用，其缺点是增加了额外的加工步骤。另一方面，纤维素酶与蛋白酶的预先掺混提供了一种简单的易使用的配方，但是难以在期望的去除污渍的蛋白酶解作用与不期望的破坏纤维素酶活性的蛋白酶解作用之间保持平衡。例如，高活性的蛋白酶在通常的储存和运输期间内能完全破坏纤维素酶。这种储存的稳定性是能解决的，但是需要(1)选择一种具有抗沾污能力，但至多在有限限度内能消化(digest)纤维素酶的蛋白酶(枯草溶菌素(subtilisins)是一种对纤维素酶活性不太高的，却是熟知的蛋白污渍去除剂，是优选的)，(2)在提高的温度下将选择的蛋白酶和纤维素酶预先保温，以保证在纤维素酶上的蛋白酶解作用所要攻击的物质能完全消除，而且工业配方在储存和运输期间将是稳定的。较强的蛋白酶作用，特别是蛋白酶木瓜蛋白对木霉属纤维素酶的作用，已得到了深入的研究。已经发现，有限量的木瓜蛋白消化作用能够将木霉属纤维素生物水解酶(cellobiohydrolases)的核心区(core domains)与其天然的结合区割裂。这就具备了基本消除这些酶所具有的抵抗结晶纤维素如微晶纤维素(Avicel)或棉花的任何可测量的活性以及同时保护它们抵抗可溶性物质如β-葡聚糖的活性的效果。作为结果，以前的操作工推断天然结合区域在使纤维素生物水解酶对结晶纤维素进行攻击中扮演了重要的角色。使木瓜蛋白完全消除CBH在结晶纤维素上的活性所需的量大约为每克纤维素酶蛋白0.1-0.5克木瓜蛋白，如果都乘以以分钟计的处理时间(g min/g)，则是乘以了处理时间的蛋白酶蛋白与纤维素酶蛋白的重量比率。基于前述关于降低或防止再沉积方法的缺点，有必要提出一种更易控制、成本更为有效的方法解决染料在石磨过程中的再沉积或返染。与之相应，需要找到一种酶促组合物或方法，它在成本上更有效、具有更好的储存稳定性和高性能，而不包括再沉积或返染纤维素酶。本专利技术的专利技术者已经发现将含有纤维素生物水解酶和内切葡聚糖酶(endoglucanase)的木霉属纤维素酶经过有限的蛋白水解(即有限蛋白酶处理)后除去添加的蛋白酶，从而制成的低返染纤维素酶组合物，用这样制成的低返染纤维素酶组合物洗涤靛蓝染色的棉花，与使用再沉积纤维素酶制剂或既含有纤维素酶又含有蛋白酶的制剂比较是一种改进。通过用这种组合物处理得到的斜纹粗棉布出人意料地具有低水平的染料再沉积，因此，在斜纹粗棉布上具有良好的蓝白纱的对比。这种组合物是储存稳定的，与过去的方法比较只需要明显少量的蛋白酶，即使在没有Clarkson等人指出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有用蛋白酶处理的木霉属纤维素酶的低返染纤维素酶组合物，它是包括下列加工步骤的产品：（ａ）通过向含有纤维素生物水解酶和内切葡聚糖酶的木霉属纤维素酶中添加蛋白酶，使纤维素酶经受有限的蛋白酶处理；和（ｂ）通过基本上除去所添加的蛋白酶来纯化该纤维素酶，从而限定该组合物。２．根据权利要求１的低返染纤维素酶组合物，其特征在于，所述的蛋白酶处理应达到这样的程度：以滤纸单位测定时，被处理的纤维素酶的起始活性至少损失５％，以ＣＭＣ单位测定时，其起始活性的损失不超过５０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩福蒂，科林尼科尔森，杰弗里托兰，特里萨怀特，
申请(专利权)人：埃欧金公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]