紅球菌的優(yōu)化培養(yǎng)及其粗酶液在腈綸改性中的應(yīng)用.pdf

1、腈綸是熱塑性合成纖維之一,它具有高強(qiáng)度、高彈性、顏色鮮艷等許多優(yōu)良的性能,在許多方面和羊毛相似甚至超過羊毛,美中不足之處就是其親水性能差和靜電效應(yīng)嚴(yán)重。傳統(tǒng)的物理改性不能保持腈綸的一些優(yōu)良性能,而化學(xué)改性則由于反應(yīng)條件苛刻,環(huán)境污染嚴(yán)重而不被看好。隨著人們對(duì)生物酶的認(rèn)識(shí)不斷提高,酶的研究與應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域,本研究就腈綸纖維的生物酶改性作了研究探索。
　　 腈綸纖維中丙烯腈單元主要是首尾相接,這使得同一大分子上相鄰氰基之間因

2、極性方向相同而相互排斥,相鄰大分子的氰基之間因極性方向相反而相互吸引,這就使得腈綸分子呈不規(guī)則的螺旋棒狀構(gòu)象,纖維大分子排列側(cè)向有序,腈綸的這種超分子結(jié)構(gòu)決定了其親水性比較差,所以我們?cè)噲D利用氰基轉(zhuǎn)化酶表面催化作用破壞高極性的氰基,改善腈綸的親水性能。在本論文中,我們選擇了紅球菌是產(chǎn)氰基轉(zhuǎn)化酶(腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶)的工作菌,并從紅球菌中提取出粗酶液,然后處理腈綸織物,試圖改善腈綸織物的親水性和抗靜電性。通過測(cè)定織物處理前后的回潮

3、率、靜電半衰期、陽離子染料的上染率和酸性染料的K/S值等來檢驗(yàn)改性的效果。
　　 由于氰基轉(zhuǎn)化酶在紅球菌中為胞內(nèi)酶,而且為誘導(dǎo)酶,其活性受很多因素的調(diào)控,所以首先我們對(duì)紅球菌的發(fā)酵培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,通過氣相色譜測(cè)定酶活。這是本論文的第一部分工作。通過優(yōu)化培養(yǎng),我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)在pH=7,初始葡萄糖濃度為15g/L,培養(yǎng)時(shí)間為72小時(shí),培養(yǎng)溫度30℃時(shí)比較利于酶液酶活的提高,Fe2+,Co2+,Zn2+,Ca2+金屬離子在一定濃度范

4、圍內(nèi)可以提高酶活,以氯化鈷的含量為15mg/L時(shí)較高,己內(nèi)酰胺、尿素、乙酰胺、乙腈等作為誘導(dǎo)劑都有較高的產(chǎn)菌量和酶活,以尿素含量為0.6％具有最高酶活,酶活達(dá)到168.4U/mL,具有的較高的酶活。
　　 論文的第二部分工作是尋找酶反應(yīng)的最佳條件,并將細(xì)胞破碎后提取的酶液處理織物,隨后,我們對(duì)酶反應(yīng)條件進(jìn)行了探索,發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)液pH=7和反應(yīng)溫度為40℃時(shí)酶活比較大。對(duì)于本試驗(yàn)的超聲波細(xì)胞破碎,最佳超聲工作時(shí)間為12.5分鐘,超

5、聲輸出功率為240W。
　　 經(jīng)過從紅球菌中提取的粗酶液處理后,腈綸織物的回潮率、靜電半衰期、酸性染料(K/S)和陽離子染料(上染率)的可染性等均有不同程度的提高。本文又研究了加入表面活性劑或有機(jī)溶劑時(shí)的改性情況。當(dāng)同時(shí)加入5％的異丙醇和0.5％的非離子滲透劑MP與5％的酶液同浴處理24小時(shí)后,織物具有最好的改性效果,此時(shí),K/S值是原來的五倍多,半衰期降低到2.39s。通過對(duì)酶處理前后腈綸表面化學(xué)元素的XPS分析,證實(shí)了腈綸表