專利名稱：生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬紡織化學(xué)領(lǐng)域，它涉及一種生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法，使得
環(huán)保型甲殼素漿料更好的用于紡織廠經(jīng)紗上漿。
背景技術(shù)：
改性前甲殼素的大分子結(jié)構(gòu)式如下
現(xiàn)有的甲殼素漿料存在一個弱點，即水溶性不佳，無法滿足正常上漿要求。目前解 決甲殼素水溶性的方法一般是化學(xué)方法用濃堿對甲殼素進行脫乙酰后，再用酸溶液溶解 其脫乙酰產(chǎn)物，而后得到甲殼素漿料。該化學(xué)法脫乙酰應(yīng)用了大量的強酸、強堿，容易造成 甲殼素大分子鏈的斷裂降低其分子量，脫乙酰后產(chǎn)物分子量及脫乙酰均勻性難以控制，更 重要的是會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，對操作的工人身體健康帶來危害。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明提供了一種生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法，以解決 甲殼素大分子鏈的斷裂降低其分子量，以及造成環(huán)境污染等問題。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下 —種生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法，其特征在于是由如下步驟實現(xiàn)的
步驟一 甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備 (1)甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方，配方中各組分的重量百分比如下 蔗糖 20 40 硝酸鈉 2 5 磷酸氫二鉀 1 硫酸亞鐵 0.01 無水硫酸鎂 0.5 氯化鉀 0.5 水 余量 (2)甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方分別稱取各組分并加入燒杯中，在溫度為 5(TC條件下將其加熱溶解；
②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至7. 0 7. 2，
然后將其裝于250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ；
③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min ;
④打開立式壓力蒸汽滅菌鍋取出上述錐形瓶，打開瓶口，取一環(huán)構(gòu)巢曲霉菌接種 于上述③所得的溶液中，先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ，并置于溫度為30°C ，轉(zhuǎn)速 為200r/min的搖床上，培養(yǎng)42 54h，以制得甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液。
步驟二 甲殼素脫乙酰酶的制備 (1)甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方，配方中各組分的重量百分比如下 殼聚糖 10 20 酵母粉 2 硝酸鈉 3 8 磷酸氫二鉀 1. 0 磷酸二氫鉀 1. 0 無水硫酸鎂 0. 5 水 余量 (2)甲殼素脫乙酰酶的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方分別稱取各組分并加入燒杯中，在溫度為5(TC 條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至5. 5 6. 5，然后將 其裝于250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min，取出冷 卻后按體積比5 10%直接接入上述步驟一中制得的甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液，以制得 甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基； ④將上述③中制得的甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基置于溫度為3rC，轉(zhuǎn)速為150r/min 的搖床上，培養(yǎng)72 108h，以制得甲殼素脫乙酰酶。
步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備 ①稱取甲殼素20 50g，溶解于存放400mL濃度為20 30%的NaOH溶液的燒杯 中，在溫度為95 98。C的條件下反應(yīng)30 40min ; ②用去離子水將上述①中的溶液洗至中性pH為7，用真空泵抽濾，制得可用生物 酶處理的甲殼素脫乙酰酶底物； ③將步驟二制得的甲殼素脫乙酰酶加入到上述②中制得的甲殼素脫乙酰酶底物
中，在pH值為4. 0 4. 5，反應(yīng)溫度為45°C 55°C ，酶用量為15 25mL，反應(yīng)時間為12
36h的條件下，最終制得生物酶法改性甲殼素漿料，其生物酶法改性后的甲殼素大分子結(jié)構(gòu)
式為
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點如下 1.由于用甲殼素脫乙酰酶改性的本發(fā)明甲殼素漿料水溶性較好，脫乙酰度均勻， 使得本發(fā)明的漿料粘度穩(wěn)定； 2.本發(fā)明的漿料可賦予織物一定的抑菌殺菌性；在織造結(jié)束后無需退漿，避免了 退漿廢液的排放，減少了環(huán)境污染，節(jié)約了生產(chǎn)成本，達到了綠色環(huán)保的要求。
具體實施方式

實施例1 : 步驟一 甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方分別稱取各組分的重量百分比蔗糖30， 硝酸鈉2，磷酸氫二鉀l，硫酸亞鐵0. Ol，無水硫酸鎂O. 5，氯化鉀0. 5，水余量，加入燒杯中， 在溫度為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至7. 0，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min ;
④打開立式壓力蒸汽滅菌鍋取出上述錐形瓶，打開瓶口，取一環(huán)構(gòu)巢曲霉菌接種 于上述③所得的溶液中，先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ，并置于溫度為30°C ，轉(zhuǎn)速 為200r/min的搖床上，培養(yǎng)48h，以制得甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液。
步驟二 甲殼素脫乙酰酶的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方分別稱取各組分的重量百分比殼聚糖15，酵 母粉2，硝酸鈉5. O，磷酸氫二鉀1. O，磷酸二氫鉀1. O，無水硫酸鎂O. 5，水余量，加入燒杯中， 在溫度為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至6. 5，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為121。C和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min，取出冷 卻后按體積比7%直接接入上述步驟 —中制得的甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液，以制得甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基；
④將上述③中制得的甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基置于溫度為3rC，轉(zhuǎn)速為150r/min 的搖床上，培養(yǎng)96h，以制得甲殼素脫乙酰酶。
步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備
6
①稱取甲殼素50g，溶解于存放400mL濃度為20的NaOH溶液的燒杯中，在溫度為 98t:的條件下反應(yīng)40min ; ②用去離子水將上述①中的溶液洗至中性pH為7，用真空泵抽濾，制得可用生物 酶處理的甲殼素脫乙酰酶底物； ③將步驟二制得的甲殼素脫乙酰酶加入到上述②中制得的甲殼素脫乙酰酶底物 中，在pH值為4. 3，反應(yīng)溫度為45°C ，酶用量為25mL，反應(yīng)時間為24h的條件下，最終制得生 物酶法改性甲殼素漿料。
實施例2: 步驟一 甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方分別稱取各組分的重量百分比蔗糖20， 硝酸鈉3. 5，磷酸氫二鉀1，硫酸亞鐵0. 01，無水硫酸鎂0. 5，氯化鉀0. 5，水余量，加入燒杯 中，在溫度為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至7. 1，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min ;
④打開立式壓力蒸汽滅菌鍋取出上述錐形瓶，打開瓶口，取一環(huán)構(gòu)巢曲霉菌接種 于上述③中所得的溶液中，先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ，并置于溫度為30°C ，轉(zhuǎn) 速為200r/min的搖床上，培養(yǎng)42h，以制得甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液。
步驟二 甲殼素脫乙酰酶的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方分別稱取各組分的重量百分比殼聚糖IO，酵 母粉2，硝酸鈉8，磷酸氫二鉀1. 0，磷酸二氫鉀1. 0，無水硫酸鎂0. 5，水余量，加入燒杯中，在 溫度為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至5. 5，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min，取出冷 卻后按體積比5%直接接入上述步驟一中制得的甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液，以制得甲殼 素脫乙酰酶培養(yǎng)基；④將上述③中制得的甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基置于溫度為3rC，轉(zhuǎn)速為150r/min 的搖床上，培養(yǎng)108h，以制得甲殼素脫乙酰酶。
步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備 ①稱取甲殼素30g，溶解于存放400mL濃度為25%的NaOH溶液的燒杯中，在溫度 為96。C的條件下反應(yīng)35min ; ②用去離子水將上述①中的溶液洗至中性pH為7，用真空泵抽濾，制得可用生物 酶處理的甲殼素脫乙酰酶底物； ③將步驟二制得的甲殼素脫乙酰酶加入到上述②中制得的甲殼素脫乙酰酶底物 中，在pH值為4. 0，反應(yīng)溫度為50°C ，酶用量為20mL，反應(yīng)時間為12h的條件下，最終制得生 物酶法改性甲殼素漿料。
實施例3 : 步驟一 甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方分別稱取各組分的重量百分比蔗糖40， 硝酸鈉5，磷酸氫二鉀l，硫酸亞鐵0. Ol，無水硫酸鎂O. 5，氯化鉀0. 5，水余量，加入燒杯中， 在溫度為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至7. 2，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min ;
④打開立式壓力蒸汽滅菌鍋取出上述錐形瓶，打開瓶口，取一環(huán)構(gòu)巢曲霉菌接種 于上述③所得的溶液中，先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ，并置于溫度為30°C ，轉(zhuǎn)速 為200r/min的搖床上，培養(yǎng)54h，以制得甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液。
步驟二 甲殼素脫乙酰酶的制備 ①按甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方分別稱取各組分的重量百分比殼聚糖20，酵 母粉2，硝酸鈉3，磷酸氫二鉀1 ，磷酸二氫鉀1 ，無水硫酸鎂0. 5，水余量，加入燒杯中，在溫度 為5(TC條件下將其加熱溶解； ②用0. lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至6. 5，然后將其裝于 250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口 ； ③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為12rC和壓力為0. lMPa的 條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min，取出冷 卻后按體積比10%直接接入上述步驟一中制得的甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液，以制得甲殼 素脫乙酰酶培養(yǎng)基； ④將上述③中制得的甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基置于溫度為3rC，轉(zhuǎn)速為150r/min 的搖床上，培養(yǎng)73h，以制得甲殼素脫乙酰酶。
步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備 ①稱取甲殼素20g，溶解于存放400mL濃度為30%的NaOH溶液的燒杯中，在溫度 為95。C的條件下反應(yīng)30min ; ②用去離子水將上述①中的溶液洗至中性pH為7，用真空泵抽濾，制得可用生物 酶處理的甲殼素脫乙酰酶底物； ③將步驟二制得的甲殼素脫乙酰酶加入到上述②中制得的甲殼素脫乙酰酶底物 中，在pH值為4. 5，反應(yīng)溫度為55°C ，酶用量為15mL，反應(yīng)時間為36h的條件下，最終制得生 物酶法改性甲殼素漿料。 上述實施例1、實施例2、實施例3得到的本發(fā)明生物酶法改性甲殼素漿料，水溶性 較好，粘度穩(wěn)定；且該漿料可賦予織物一定的抑菌殺菌性，因此在織造結(jié)束后無需退漿，避 免了退漿廢液的排放，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境污染，達到了綠色環(huán)保的要求。
上述所用原料、設(shè)備購于下述單位 殼聚糖、甲殼素上?？ú┕べQ(mào)有限公司；蔗糖、氫氧化鈉NaOH、無水硫酸鎂 MgS(^、酵母粉國藥集團化學(xué)試劑有限公司；硝酸鈉NaN03 :中國醫(yī)藥集團上海化學(xué)試劑公 司；磷酸氫二鉀iyiP(V磷酸二氫鉀KH2P04 :平湖化工試劑廠；硫酸亞鐵FeS(^ :上海精化科
8技研究所；氯化鉀KCl :金山化工廠；構(gòu)巢曲霉上海工業(yè)用微生物研究所；去離子水東華 大學(xué)化學(xué)試劑處；脫脂紗布上海針織二十一廠。
上述所用的設(shè)備 立式壓力蒸汽滅菌鍋型號為YXQ-LS-50S11，市場有購；搖床型號為ZHWY211B， 市場有購；真空泵型號為CJD5/CR6-SA751. 5，市場有購。
權(quán)利要求
一種生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法，其特征在于是由如下步驟實現(xiàn)的步驟一甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備(1)甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方，配方中各組分的重量百分比如下蔗糖 20～40硝酸鈉2～5磷酸氫二鉀1硫酸亞鐵 0.01無水硫酸鎂0.5氯化鉀0.5水余量(2)甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備①按甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的配方分別稱取各組分并加入燒杯中，在溫度為50℃條件下將其加熱溶解；②用0.1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至7.0～7.2，然后將其裝于250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口；③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為121℃和壓力為0.1MPa的條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min；④打開立式壓力蒸汽滅菌鍋取出上述錐形瓶，打開瓶口，取一環(huán)構(gòu)巢曲霉菌接種于上述③所得的溶液中，先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口，并置于溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為200r/min的搖床上，培養(yǎng)42～54h，以制得甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液。步驟二甲殼素脫乙酰酶的制備(1)甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方，配方中各組分的重量百分比如下殼聚糖10～20酵母粉2硝酸鈉3～8磷酸氫二鉀1.0磷酸二氫鉀1.0無水硫酸鎂0.5水余量(2)甲殼素脫乙酰酶的制備①按甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基的配方分別稱取各組分并加入燒杯中，在溫度為50℃條件下將其加熱溶解；②用0.1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)上述①中所得溶液的pH值至5.5～6.5，然后將其裝于250mL錐形瓶中先后用八層脫脂紗布和八層紙包扎瓶口；③將上述錐形瓶放在立式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)，在溫度為121℃和壓力為0.1MPa的條件下，通過濕熱滅菌20min，滅菌后將其置于無菌工作臺上，用紫外燈照射20min，取出冷卻后按體積比5～10％直接接入上述步驟一中制得的甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液，以制得甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基；④將上述③中制得的甲殼素脫乙酰酶培養(yǎng)基置于溫度為31℃，轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床上，培養(yǎng)72～108h，以制得甲殼素脫乙酰酶。步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備①稱取甲殼素20～50g，溶解于存放400mL濃度為20～30％的NaOH溶液的燒杯中，在溫度為95～98℃的條件下反應(yīng)30～40min；②用去離子水將上述①中的溶液洗至中性pH為7，用真空泵抽濾，制得可用生物酶處理的甲殼素脫乙酰酶底物；③將步驟二制得的甲殼素脫乙酰酶加入到上述②中制得的甲殼素脫乙酰酶底物中，在pH值為4.0～4.5，反應(yīng)溫度為45℃～55℃，酶用量為15～25mL，反應(yīng)時間為12～36h的條件下，最終制得生物酶法改性甲殼素漿料，其生物酶法改性后的甲殼素大分子結(jié)構(gòu)式為F2009102014101C00031.tif
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織化學(xué)領(lǐng)域，它涉及一種生物酶法改性甲殼素漿料的制備方法，其特征在于是由步驟一甲殼素脫乙酰酶種子培養(yǎng)液的制備、步驟二甲殼素脫乙酰酶的制備、步驟三生物酶法改性甲殼素漿料的制備，最終制得生物酶法改性甲殼素漿料。本發(fā)明的甲殼素漿料水溶性較好，粘度穩(wěn)定；且該漿料可賦予織物一定的抑菌殺菌性，因此在織造結(jié)束后無需退漿，避免了退漿廢液的排放，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境污染，達到了綠色環(huán)保的要求。
文檔編號D06M15/03GK101736583SQ200910201410
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者李朝麗, 田心杰, 申芳, 郭建生, 陳秀苗 申請人:東華大學(xué)