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由于传统硫化碱脱毛法会造成大量的污染,近年来,酶脱毛法受到了众多研究者的关注。酶脱毛是指通过利用酶的高底物特异性,而不是通过常规硫化物还原降解二硫键,分离毛与表皮。酶脱毛的使用不仅可以降低传统硫化碱脱毛造成的硫污染,并且使得脱下的毛具有更好的特性,可以进行二次利用,因此,酶脱毛作为一种环境友好型脱毛技术,值得深入探索与研究开发。本研究致力于基因改造后的角蛋白酶Wb600-KerT在山羊皮酶脱毛中的应用,阐述了酶中关键性组分对胶原的作用机理,探索了Wb600-KerT在酶脱毛中应用的适宜条件,并且构建了合适的工艺。在前期研究中,课题组获得了一株兼具产角蛋白酶特性和胶原蛋白产酶特性的解淀粉芽孢杆菌TCCC 11319,其中的角蛋白酶KerT具有高产特性;进行一系列生物设计及构建载体后,将KerT基因在缺失六种胞外蛋白酶基因的枯草芽孢杆菌WB 600中进行异源表达,然后将异源表达菌株进行发酵培养,从而获得一种全新的可用于制革脱毛的角蛋白脱毛酶Wb600-KerT。其中胶原降解性蛋白酶的活力得到了明显的抑制。众所周知,脱毛酶中胶原降解性蛋白酶的高度存在可能会损伤皮胶原纤维,从而导致松面,烂面等问题的出现。因此,其作为脱毛酶中的关键性组分,需要加以重视。本研究首先运用荧光光谱法和同步荧光光谱法研究胶原酶对胶原蛋白的作用。结果发现,胶原的自组装效应导致部分酪氨酸被包埋住,其内源性荧光降低代表了其结合位点的减少。当低浓度的胶原酶作用于胶原时(0-0.12 mg/mL),I型胶原蛋白的内源性荧光和同步荧光会随着I型胶原酶的用量增加而增强,这代表了更多结合位点的暴露,有助于在制革工序中材料的结合。因此在脱毛过程中,脱毛酶中胶原降解性蛋白酶的含量需要被控制在较低浓度下,但不能完全去除。而Wb600-KerT的特性与这一要求能够较好的契合,因此,Wb600-KerT作为一种有较好应用潜质的新型酶,它在制革中的应用值得被进一步深入探索。为了研究Wb600-KerT在制革中的应用,我们选取常规硫化碱脱毛法以及目前市场上现有几种具有代表性的脱毛酶制剂(均需与硫化碱配合使用),与Wb600-KerT的脱毛效果进行了对比。以角蛋白酶活力作为对比基准,脱毛酶Wb600-KerT中胶原蛋白酶的含有率与目前脱毛效果较好的脱毛酶(X-Zyme 4072,朗盛公司)中胶原酶含率相比,其胶原酶含率仅为X-Zyme 4072中的70%。通过实验可知,Wb600-KerT在角蛋白酶活力为2520 U/g的情况下,在脱毛中的安全用量高达0.1%,只要不超过该相关安全用量,便不会造成过度水解皮内胶原,从而造成生皮粒面的损伤,导致成革品质的降低,因此,Wb600-KerT具有较好的安全性。在Wb600-KerT与Na2S复合脱毛时,Na+对脱毛酶Wb600-KerT有一定的激活作用,因此Na2S仅需使用0.5%,便能具有较好的脱毛效果,对比与目前市场上的脱毛酶助剂Na2S用量(1.5%)成功的降低到三分之一。该法脱毛后的皮经过一系列鞣制操作后,成革柔软,满足一般灰碱法脱毛成革各项指标,收缩温度高达96℃,撕裂强度达15.06 N/mm。此外,如果在后续工作中进行工艺优化,硫化碱用量还有可能会进一步降低。本研究作为Wb600-KerT用于制革脱毛过程的起步型探索性研究,对日后将其应用于工业大规模酶脱毛生产中具有指导意义。