对纺织品进行染色的方法及用于其中的酶技术

本发明专利技术涉及一种方法，其中，向纺织品提供一种或多种染料前体，例如吲哚，并且通过一种或多种酶——例如，氧化酶——进行转化，以向纺织品提供染料，例如靛蓝。至少氧化酶是包括结合域的杂合酶，所述杂合酶，尤其是纤维素结合域(CBD)，适于将酶结合到纺织品的结合域和/或增加了酶对纺织品的亲和性。或增加了酶对纺织品的亲和性。

【技术实现步骤摘要】
对纺织品进行染色的方法及用于其中的酶


[0001]本专利技术涉及对纺织品进行染色的方法，尤其是使用酶对纺织品进行染色的方法。

技术介绍

[0002]还原染料是需要还原剂以溶于水中的不溶性染料。常规地，用还原染料染色包括：将染料以其可溶的还原形式施加于纺织品，随后将染料氧化回不溶形式，以赋予纺织品以颜色。
[0003]靛蓝是具有式I的还原染料：
[0004][0005]用一些基团，例如，卤素、烷基、烷氧基、氨基、芳基、芳氧基和羰基在靛蓝的芳环上取代提供了除蓝色以外的各种各样的颜色，并且它们是所谓的靛蓝衍生物的一部分。
[0006]很大部分的靛蓝和靛蓝衍生物通过合成来生产。霍伊曼(Heumann)合成和普夫勒格(Pfleger)合成是用于工业规模的靛蓝制造的最初的合成路线；这些方法的各种变化形式仍沿用至今。相同的合成路线也用于制造靛蓝衍生物。
[0007]靛蓝及其衍生物以及其他还原染料的合成也可通过酶的方式，或通过表达酶的细菌来进行。
[0008]虽然靛蓝的前体在水性溶液中可溶，但是靛蓝却并非如此，靛蓝在水性溶液中合成后会发生沉淀。因此，如上所述，靛蓝及其衍生物常还原成其隐色型式，即靛白，所述靛白是靛蓝的还原的水溶性形式，用于施加于纺织品。
[0009]因此，使用靛蓝或其衍生物作为染料，或者使用一般的还原染料的工业染色方法包括：用还原剂处理包含悬浮的靛蓝或其衍生物的水性溶液，以获得包含靛白(或其此类衍生物的隐色型式)的水性溶液。然后将包含靛白的水性溶液施加到纺织品上。靛蓝或靛蓝衍生物通过纺织品上的靛白或靛蓝衍生物的隐色型式氧化获得，由此对纺织品进行染色。这种氧化例如可利用空气中的氧气进行，例如，通过将具有例如靛白的纺织品暴露于空气进行。通常，靛蓝染色过程需要数次浸渍和氧化步骤来达到期望的色泽。
[0010]例如，当要被染色的纺织品包括纤维素材料(例如纤维素纤维或纱线)时，靛蓝还原成靛白特别有用。在实际中，靛蓝还原成其水溶性隐色型式允许先向纺织品提供(例如，浸渍)包含靛白的溶液，随后，在纺织品上使得靛白氧化成靛蓝。
[0011]用于将不溶性还原染料(例如，靛蓝或其衍生物)还原成靛白或靛蓝衍生物的隐色型式的还原剂是刺激性化学品，即，对使用者和/或环境有危害的化学品，例如，氢氧化钠和连二硫酸钠。此外，在将靛蓝或其衍生物用作染料的常规染色过程中使用大量的还原性盐和氢氧化物，因此产生了大量废水，这些废水必须先经过处理再处置掉。该步骤增加了染色
过程的成本。
[0012]已知的靛蓝染色过程的另一个问题是纺织品——尤其是纤维素——可能因长期暴露于碱性工艺溶液及其中存在的化学产品而受损。
[0013]因此，需要用还原染料，尤其是用靛蓝及其衍生物对纺织品进行染色的改进的方法，其允许减少水和刺激性化学品(例如，还原剂)的使用而不损失染色有效性，因此降低还原染色以及废水处理过程(如果需要)的总成本。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目标是解决上述问题并提供对纺织品进行染色的方法，所述方法允许减少刺激性化学品(例如还原剂)的使用，同时提供有效的染色。
[0015]本专利技术的目标还在于提供一种用于对纺织品进行染色的方法，所述方法安全、价廉并且环境友好。
[0016]本专利技术的另一个目标在于提供一种用于对纺织品进行染色的方法，所述方法相对于常规染色方法具有更高的可持续性。
[0017]这些目标和其他目标通过本专利技术实现，本专利技术提供了根据权利要求1所述的方法，即对纺织品进行染色的方法，其中，修饰的酶参与到靛蓝和/或靛蓝衍生物的合成中。
[0018]本专利技术还涉及根据权利要求15、16和17所述的用于对纺织品进行染色的方法，涉及根据权利要求18所述的经染色的纺织品，以及涉及根据权利要求19和权利要求21所述的修饰的酶。本专利技术还涉及根据权利要求22所述的包含一种或多种修饰的酶的纺织品。
[0019]本专利技术的优选实施方式是从属权利要求2
‑
14和20的主题。
具体实施方式
[0020]本专利技术涉及对纺织品进行染色的方法，所述纺织品尤其是包含纤维素材料的纺织品，所述方法包括以下步骤：
[0021]a)向至少部分的所述纺织品提供吲哚或吲哚衍生物；
[0022]b)向至少部分的所述纺织品至少提供氧化酶，由此，所述至少部分的纺织品包括所述吲哚或吲哚衍生物以及所述氧化酶；
[0023]c)将至少部分的所述吲哚或吲哚衍生物转化成靛蓝或靛蓝衍生物，从而对至少部分的所述纺织品进行染色；
[0024]其中，所述氧化酶是包含纤维素结合域(CDB)的(氧化)杂合酶。
[0025]根据一些实施方式，吲哚作为吲哚前体施加于纺织品。即，步骤a)包括向所述纺织品提供色氨酸或色氨酸衍生物以及至少一种色氨酸酶，以及在至少一种色氨酸酶的存在下，转化所述色氨酸或色氨酸衍生物，以获得所述吲哚或所述吲哚衍生物。
[0026]通过本专利技术的方法，可对纺织品进行染色，并且避免或基本上避免刺激性化学品的使用，同时实现纺织品的有效染色。
[0027]另外，通过本专利技术的方法，可以受控的方式在纺织品上提供不溶性染料，例如靛蓝。
[0028]特别地，当使用包含纤维素结合域的氧化酶，即氧化杂合酶时，可实现纺织品的有效染色。不受特定科学解释的束缚，相对于未经修饰的氧化酶，经过了遗传修饰以包括CBD
的氧化酶对与纤维素织物或纺织品结合的亲和力增加。当使用修饰的酶时，在纺织品上发生吲哚(或吲哚衍生物)转化成吲哚酚(或吲哚酚衍生物)以及随后的吲哚酚(或吲哚酚衍生物)转化成靛蓝(或靛蓝衍生物)，由此对纺织品有效染色。
[0029]根据本专利技术，相对于使用未经修饰的氧化酶，使用包括CBD的修饰氧化酶允许向纺织品提供增加量的染料，尤其是在纺织品材料的表面上提供增加量的染料(由此获得环染效果)。
[0030]根据一个方面，本专利技术方法允许生产经染色的纺织品。可通过本专利技术的方法获得的经染色的纺织品可以具有各种颜色。在实际中，有利的是，通过改变本专利技术方法中的试剂(例如，吲哚或其衍生物)，可以获得不同的染料，因此可赋予纺织品不同的最终颜色。
[0031]而且，适用于本专利技术的方法(包括废水处理)的试剂不昂贵，因此，本专利技术的方法相对于现有的染色过程而言特别的经济。
[0032]在以下描述中，“纺织品”和“纤维素纺织品”是指包括纤维素材料和/或纤维的任何纤维、纱、绳、织物和服装。
[0033]本文所用的术语“纤维素材料”和“纤维素质材料”是指任何含纤维素的材料。合适的含纤维素的材料，即，纤维素材料，例如为纤丝或纤维的形式，例如，棉、苎麻、黄麻、胡麻(亚麻)、粘胶、人造丝、莫代尔、莱赛尔(tencel
TM
)，竹纤维以及它们的混合物。合适的纤维素材料也可以由微生物获得，例如，通过培养产生纤维素生物聚合物的微生物获得。合适的纤维素材料是微生物纤维素。根据一些实施方式，纺织品可以包括一种或多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对包含纤维素材料的纺织品进行染色的方法，所述方法包括以下步骤：a)向至少部分的所述纺织品提供吲哚或吲哚衍生物；b)向至少部分的所述纺织品至少提供氧化酶，由此，所述至少部分的纺织品包括所述吲哚或吲哚衍生物以及所述氧化酶；c)将至少部分的所述吲哚或吲哚衍生物转化成靛蓝或靛蓝衍生物，从而使至少部分的所述纺织品染色；其中，所述氧化酶是包含纤维素结合域(CDB)的氧化杂合酶。2.根据权利要求1所述的方法，其中，先向所述纺织品提供所述吲哚或吲哚衍生物，然后再提供所述氧化杂合酶。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过喷洒或倾倒，优选通过喷洒，向所述纺织品提供所述氧化杂合酶。4.根据前述权利要求中任一项所述这的方法，其中，至少所述步骤b)和/或所述步骤c)在惰性或基本惰性的气氛中进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括步骤d)：从所述纺织品至少除去所述氧化杂合酶，优选通过在低于3或高于8的pH下和/或在低于4℃或高于50℃的温度下洗涤所述纺织品进行。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述纤维素材料选自棉、苎麻、黄麻、胡麻、粘胶、人造丝、莫代尔、莱赛尔、竹纤维、微生物纤维素以及它们的混合物。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述纺织品选自纱、绳、织物和服装。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少部分的所述吲哚或吲哚衍生物和/或至少部分的所述靛蓝和/或靛蓝衍生物位于所述纺织品的纤维之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述氧化酶是加氧酶，优选单加氧酶，更优选含黄素单加氧酶(FMO)。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述氧化杂合酶是CBD
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FMO，优选CBD
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mFMO。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括以下步骤：向所述纺织品提供色氨酸或色氨酸衍生物以及至少一种色氨酸酶，以及转化所述色氨酸或色氨酸衍生物以获得所述吲哚或吲哚衍生物。12.根据权利要求11所述的方法，其中，将至少部分的所述氧化杂合酶与所述色氨酸酶一起提供给所述纺织品。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过浸渍、喷洒、绳状染色、经轴染色、环染或连续织物染色技术，向所述纺织品提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：尚科纺织企业工业及贸易公司，
类型：发明
国别省市：