一種含酸性蛋白酶的皮革軟化復合酶及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及皮革軟化酶，具體涉及一種含酸性蛋白酶的皮革軟化復合酶及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 酶是生物細胞產(chǎn)生的生物催化劑，是具有特殊催化能力的蛋白質(zhì)。從動物組織和 微生物體中都能提取酶。由于動植物原料有限，工業(yè)用酶主要來自微生物。制革用用微生 物蛋白酶大致分為三類，即堿性蛋白酶、中性蛋白酶和酸性蛋白酶。目前堿性和中性蛋白酶 已廣泛應用于制革生產(chǎn)中的脫毛和軟化工序，一些用于浸水、浸灰、脫脂等工序的酶制劑或 助劑也在一些國家研制成功，且均取得了較好的效果。但是，由于堿性和中性蛋白酶分子顆 粒較大，不易滲透到皮的內(nèi)部，表面作用較為強烈，易造成軟化內(nèi)外不均勻、粒面表層受損， 使表面發(fā)暗無光澤，故而軟化操作的控制和程度不容易掌握，在實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)軟化 不足或過度現(xiàn)象。
[0003] 隨著科技的進步，生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，高檔軟革制品已成為搶手 貨和生產(chǎn)發(fā)展的主要方向，傳統(tǒng)的堿性和中性蛋白酶軟化已不能滿足要求，因此，將酸性蛋 白酶應用于制革生產(chǎn)開始引起了一些制革科技工作者的重視。酸性蛋白酶分子顆粒較堿性 和中性蛋白酶小，可以較為迅速地滲透到皮內(nèi)，使軟化過程緩和深入，是一種比較理想地松 散膠原纖維同時又不至于造成膠原蛋白過度損失的軟化劑。
[0004] 酶軟化是一類酶促反應過程。通過軟化過程消除裸皮中殘留的非膠原成分并根據(jù) 皮革的品質(zhì)的要求使皮纖維獲得適當?shù)南?。因此，軟化在確定成革的豐滿性、柔軟性、彈 性、粒面的光滑性和手感等方面有重大意義。影響軟化效果的因素有脫灰皮的pH值及消腫 程度、纖維的分散、蛋白質(zhì)的分解的消除程度等。
[0005] 裸皮的軟化大多以工業(yè)蛋白酶為主，通常軟化過程是在38-40°C的范圍進行。由多 種酶、保護劑及滲透劑配伍而成的低溫軟化酶在分解膠原束，除去毛根、溶解纖維間質(zhì)及軟 化的均勻性方面效果顯著。工業(yè)酸性蛋白酶最適溫度40°C，最適pH值5,在裸皮的軟化過 程中使粒面增白變細效果明顯，是一種軟化酶的新品種。隨著生產(chǎn)發(fā)展和生產(chǎn)過程的專業(yè) 化，制造各種性質(zhì)和用途的革就需要鞣后的工序來實現(xiàn)。用酸性蛋白酶對鉻鞣坯革實施酶 處理，作為軟化的補充手段，在生產(chǎn)高檔革尤其是軟革的過程中，對彌補前段工序處理的不 一致，減輕表面缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，具有明顯的效果。
[0006] 中國專利CN 102876818B公開了一種無氨軟化復合酶制劑及其在皮革軟化工藝 中的應用。其特點是該復合酶制劑的組成包括蛋白酶1-20重量份，脫鈣劑2-20重量份和 稀釋劑1-50重量份。該復合酶制劑適用于脫灰后單獨軟化或脫灰軟化同浴的皮革軟化工 藝中。使用這種無氨軟化復合酶制劑進行軟化，完全不加銨鹽，大幅降低了軟化廢液中的氨 氮濃度，其軟化效果優(yōu)于使用銨鹽的傳統(tǒng)軟化工藝。該復合酶酶系復配不全、蛋白酶為微生 物堿性蛋白酶和中性蛋白酶，軟化效果仍然不很理想。中國專利CN 103276117A公開了一 種用生物酶對綿羊皮進行分步處理的方法，其特點是在酶軟化工序和浸酸工序分別采用工 業(yè)胰酶、浸酸軟化用復合酶ΤΑ和浸酸軟化用復合酶TB對綿羊皮進行軟化處理，處理后的 綿羊皮經(jīng)常規(guī)工藝加工，制得極為柔軟、輕質(zhì)的綿羊毛皮，大大地提高綿羊毛皮及其制品的 品質(zhì)和附加值。所述復合酶TA由537酸性蛋白酶（50000U/g)4-6份；工業(yè)胰酶（1:25)2-4 份；緩沖劑1-3份；負載載體2-5份配制；所述復合酶TB由537酸性蛋白酶（50000U/g) 1-4 份；胃蛋白酶（1200U/g) 3-6份；緩沖劑1-3份；負載載體3-6份配制。該復合酶酶系復配 不全、工業(yè)胰酶和胃蛋白酶資源缺乏且昂貴，只適用于綿羊皮的分步軟化，軟化效果仍不理 想。同時上述公開的專利都沒考慮到復合酶酶活力儲存穩(wěn)定性，在實際應用時因受環(huán)境濕 度、溫度、光照、酸堿性等環(huán)境影響很難發(fā)揮其真正的效力，嚴重影響皮革軟化的效果，制約 著皮革軟化酶的商品化推廣和應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所解決的技術問題是克服現(xiàn)有皮革軟化復合酶中酸性蛋白酶活力低、復合 酶酶系不全、抗氧化能力低、酶活損失大、皮革軟化效果不理想等缺陷，以富含植物蛋白酶 和微生物蛋白酶的高活力酸性蛋白酶為主要原料，科學復配霉菌培養(yǎng)物、酸性脂肪酶、非離 子表面活性劑、植物提取物、抗氧化劑、保護劑、激活劑等，制備一種酶系全面、酶活力穩(wěn)定、 酶效力高的含酸性蛋白酶的皮革軟化復合酶，該復合酶可有效提高成革的豐滿性、柔軟性、 彈性、粒面的光滑性和手感。
[0008] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0009] -種含酸性蛋白酶的皮革軟化復合酶，由以下重量份數(shù)的原料組成：
[0010] 植物提取物20-40份，酸性蛋白酶10-20份，霉菌培養(yǎng)物5-10份，酸性脂肪酶3-8 份，非離子表面活性劑2-5份、保護劑1-3份，激活劑1-3份，抗氧化劑0. 3-0. 5份；
[0011] 所述植物提取物中含有豐富的植物蛋白酶、淀粉酶、半纖維素酶、酯酶、氧化還原 酶等多種植物酶；
[0012] 所述植物提取物中還含有植物多糖和單糖、植物淀粉、植物蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)，不僅 可為皮革軟化復合酶提供全面、豐富的植物酶，還可作為制備酸性蛋白酶和霉菌培養(yǎng)物的 發(fā)酵培養(yǎng)基成分，提高蛋白酶活力和微生物產(chǎn)酶能力；同時與非離子表面活性劑協(xié)同作用， 更加有利于酸性蛋白酶和酸性脂肪酶緩慢酶解和快速滲透，溫和、適度軟化皮革，提高成革 的豐滿性、柔軟性、彈性、粒面的光滑性和手感等性能；
[0013] 所述植物提取物可代替其他原料作為軟化復合酶的載體；
[0014] 所述植物提取物采用超聲清洗、微波輔助超聲提取和高壓脈沖電場提取、超濾濃 縮等低溫提取技術，有效提高了原料利用率、植物酶活性和產(chǎn)率；有效保證了植物提取物的 食品安全性；
[0015] 所述植物提取物的制備方法為：將大麥芽和小麥芽按質(zhì)量比5-7:3-5均勻混合， 粉碎至粒度0. 5-lmm，得粉碎麥芽；然后將木瓜、菠蘿、無花果分別于超聲波清洗機中在功 率200W、頻率30KHz條件下超聲清洗5-10min，浙干，室溫下破碎至粒度0. 5-lmm，并按質(zhì)量 比5-7:2-4:1-3均勻混合，加入混合物質(zhì)量3-5倍的粉碎麥芽得原料混合物，加入原料混合 物質(zhì)量1-3倍的水，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為3-4,在功率150-300W、頻率2000Hz條件下進行 微波提取，其中，每次微波輻照總時間60-SOs，進行間隔式輻照：輻照10s，間隔10s，控制溫 度20-35°C，如此輻照10次，同時在功率200-300W，頻率30-40KHZ條件下進行超聲波輔助 提取；保溫l-3h，然后，在功率200-400W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微 波輻照總時間90-105S，進行間隔式輻照：輻照15s，間隔10s，控制溫度40-60°C，如此輻照 10次，同時在功率300-500W，頻率40-50KHZ條件下進行超聲波輔助提取，最后自然降溫至 室溫，于電場強度25-35kV/cm，脈沖時間400-600 μ s，脈沖頻率200-300HZ條件下進行高壓 脈沖電場（PEF)提取15-20min ;提取液過濾得第一濾液，加濾渣2倍的水漂洗、過濾得第二 濾液，將第一濾液和第二濾液按質(zhì)量比1:1-2均勻混合，混合液超濾濃縮、冷凍干燥、低溫 粉碎即得植物提取物；
[0016] 優(yōu)選地，所述超聲波清洗機中清洗液為0. 3-0. 5%的碳酸氫鈉溶液。
[0017] 所述霉菌培養(yǎng)物和酸性蛋白酶是以高產(chǎn)酸性蛋白酶的菌株宇佐美曲霉 (Aspergillus usamil)CCTCC NO :M 2013601為出發(fā)菌株，經(jīng)特定發(fā)酵條件下的液體深層發(fā) 酵而制得，并且發(fā)酵培養(yǎng)基中科學復配了上述制備的植物提取物；
[0018] 優(yōu)選地，所述酸性蛋白酶的制備方法包括以下步驟：保存完好的宇佐美曲霉CCTCC NO :M 2013601的菌種經(jīng)斜面菌種活化、一級、二級、三級液體種子擴大培養(yǎng)至種子罐，將 種子罐液體種子以5%接種量接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度31-321：，攪拌速度200-40(^/ m，通風量1:1-2,培養(yǎng)時間10-12h ;然后以1-2°C /h降溫速率緩慢降溫至26-30°C，攪拌 速度400-600r/m，通風量1:1-3,恒溫培養(yǎng)8-10h ;繼續(xù)以1-2°C /h降溫速率緩慢降溫至 23-25°C，攪拌速度500-700r/m，通風量1:2-4,培養(yǎng)時間22-31h，然后，將種子罐液體種 子以3%接種量追加接入發(fā)酵罐，最后以1-2°C /h升溫速率緩慢升溫至31-32°C，攪拌速 度200-400r/m，通風量1:1-2,恒溫培養(yǎng)10-12h ;接著以1-2°C /h降溫速率緩慢降溫至 23-25°C，攪拌速度500-700r/m，通風量1:2-4,恒溫培養(yǎng)22-31h ;發(fā)酵液經(jīng)過濾、濃縮、調(diào) 配、精濾、干燥得固體酸性蛋白酶；
[0019] 所述斜面培養(yǎng)基組成為：葡萄糖20g，瓊脂20g，中草藥提取物5-10g，干酪素4g， 磷酸氫二鉀2g，氯化鎂0. 6g，氯化鉀0. 8g，蒸餾水1000mL，pH值5. 8,121°C滅菌20min。
[0020] 所述一級、二級、三級種子培養(yǎng)基組成為：麩皮