[发明专利]一种嗜热毛壳菌纤维素酶在抛光染色一浴工艺中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物酶制剂领域，具体涉及一种嗜热毛壳菌纤维素酶的新用途，尤其涉及一种嗜热毛壳菌纤维素酶在抛光染色一浴工艺中的应用。

背景技术

在传统的棉针织物抛光染色工艺中，抛光与染色工艺分开进行的，一般工艺流程如图1所示，在上述工艺中，最早是采用酸性纤维素酶，pH值一般控制在4.5～5.0左右。随着酶制剂的发展，特别是中性纤维素酶技术的进步，其可以在中性条件下有效的去除织物表面的毛羽，而染色前期的吸附过程一般也是在中性条件下进行。

近来年，随着人们对环保的日益重视，许多印染工作者尝试将抛光工艺染色工艺合二为一，即抛光染色一浴工艺。棉针织物抛光染色一浴工艺将抛光工艺与染色工艺合二为一，大大减少水与能源的消耗、减少污水的排放、缩短工艺时间、提高生产效率。该工艺一经推出，就受到许多印染企业和广大印染工作者的重视。许多工厂目前已经采用该工艺进行生产，其工艺流程一般如图2所示。

与抛光染色两步法相比，抛光染色一浴工艺可以节约3/4水的消耗与污水排放，可以减少1/3能量消耗，可以节省1/3时间。

在该工艺中，使用的酶一般是中性纤维素酶，但目前大部分酶的最适作用温度为50～55℃，因此抛光工序温度(也是染色起始上染工序)一般选择在50～55℃。一般棉活性染料的染色温度为60℃，因此，加碱进行反应固色温度选择在60℃条件下进行。

在该工艺中，为了促染，一般需加入大量的盐(氯化钠或硫酸钠)，即使染浅色，盐的浓度一般也不低于15g/L。染色越深，需要加入的盐量越大，盐浓度越高。染黑色时，盐的浓度甚至可以达到90g/L。

上述工艺在实际生产中存在以下问题：

①盐对中性纤维素酶的失活作用。在上述浓度(15～90g/L)及温度(50～55℃)条件下，盐对纤维素酶有明显的失活作用，浓度越高，失活作用越大。因此，为保证抛光效果，需要加大起始中性纤维素酶的用量或在后面补加中性纤维素酶。

②纤维素酶的最适作用温度一般为50～55℃，当温度高于60℃，酶的活力下降明显。因此，抛光工序与染色反应工序是在不同的温度条件下进行的。在升温60℃后，如果保温时间长，很容易造成较大的强力损伤，保温时间比较短，染料吸附不均匀，加碱进行固色反应，很容易造成染色色花。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种嗜热毛壳菌纤维素酶的新用途，即在抛光染色一浴工艺中的应用。该嗜热毛壳菌纤维素酶为具有嗜盐性能的中性纤维素酶，高浓度的盐对中性纤维素酶的活性有明显的提升作用，该中性纤维素酶的最适作用温度为57～63℃，这样抛光温度与染色温度一致，在抛光过程的同时，染料可以充分匀染，保证染色均匀。

本发明涉及的嗜热毛壳菌纤维素酶，是申请人于2013年7月5日申请的专利申请号为201310280267.6，发明名称为“一种嗜热毛壳菌纤维素酶及其制备方法和应用”的发明专利申请。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

在本发明的一方面，提供一种嗜热毛壳菌纤维素酶在抛光染色一浴工艺中的应用，所述嗜热毛壳菌纤维素酶按如下方法制得：

1)嗜热毛壳菌纤维素酶基因的合成，合成的嗜热毛壳菌纤维素酶基因的序列如SEQ ID NO.2所示,合成的基因编码更加符合里氏木霉高效表达的基因编码；

2)嗜热毛壳菌纤维素酶表达质粒的构建；

3)里氏木霉的转化与嗜热毛壳菌纤维素酶高产菌株的筛选，得到的嗜热毛壳菌纤维素酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，分泌到细胞外的嗜热毛壳菌纤维素酶为SEQ ID NO.3所示序列的第22-314位氨基酸序列；步骤3)具体为：首先，用EcoRI降解步骤2)构建的质粒形成质粒片段，采用化学转化方法将该质粒片段转入里氏木霉RUT C-30宿主细胞；然后在含有潮霉素B的PDA培养基上培养，再将生长旺盛的菌落接种置PDA培养基上，通过生长和发芽，将孢子再转移到新鲜PDA培养基上，以分离纯化转代稳定的转化子，将这些转化子的孢子接种在木霉纤维素酶诱导培养液，培养后，采样离心，取上清液进行SDS-PAGE电泳分析；所述木霉纤维素酶诱导培养液的pH值为4.8，用乳糖作为诱导物。

作为本发明优选的技术方案，所述嗜热毛壳菌纤维素酶为具有嗜盐性能的中性纤维素酶，在10g/L～90g/L浓度范围内的盐(优选为NaCl、Na₂SO₄中的一种或多种)对该中性纤维素酶的活性有明显的提升作用。