Ферментативная модификация природных волокнообразующих полимеров на различных стадиях подготовки текстильных материалов

• Автор: Чешкова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 432 с. : ил. + Прил. (109 с.: ил.)

1.1.1 .Свойства гидролаз. Общая характеристика процессов

ферментативного гидролиза

Современное состояние, перспективы и преимущества использования ферментов в технологиях подготовки текстильных материалов на основе натуральных волокон.
1.2.1.Специфичность действия амилолитических ферментов на крахмал. Современные технологии ферментативной расшлихтовки тканей.
1.2.2. Особенности гидролитический реакций при участии пекли юз и гемицеллюлаз. Технологии обработки волокнистых цешолозосодержащих текстильных материалов на основе их использования
1.2.3. Перспективы использования целлюлаз в технологиях подготовки целлюлозных текстильных материалов. Особенности технологических режимов биополировки и биомягчения.
1.3.Свойства окислительновосстановительных ферментов. Использование окислительновосстановительных ферментов в технологиях

Обзор литературы

подготовки текстильных материалов

1.4.Ферментативные технологии первичной обработки, подготовки и заключительной отделки шерстяных и шерстьсодержащих
материалов
1.4.1.Особенности строения шерстяного волокна.
1.4.2. Ферментативный гидролиз белков и липидов.
1.4.3. Применение ферментативных препаратов протеаз и липаз в
текстильном производстве
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1Л. Характеристика текстильных материалов.
2.1.2.Характеристика ферментных препаратов и поверхностно
активных веществ
2.2. Методики определения активности ферментов
2.3.Методики обработки текстильных материалов.
2.4.Методы оценки глубины и степени модификации
субстратов
2.5. Методы определения химического состава целлюлозных
волокон.
2.6.Мсгоды растровой электронной микроскопии,
реитгеноструктурного анализа
2.8. Методы оценки эффективности обработки льняных
материалов
2.9. Методы определения физических и физикомеханических
свойств волокон.
2 Методы оценки экологичности текстильных материалов и
технологии их подготовки в целом
Обзор литературы
2 Методы математической обработки данных
Глава 3. Экспериментальная часть н обсуждение результатов.
3.1. Разработка критериев выбора ферментативных препаратов для процессов подготовки и теоретическое обоснование новых подходов к процессам очистки целлюлозосодержащих текстильных материалов огсопутствующих примесей.
3.1.1. Исследование делигнифицирующей способности ферментов в процессах подготовки целлюлозосодержащих текстильных материалов.
3.1.1.1. Исследование лигнолитической активности окислительновосстановительных ферментов ПО отношению К целлюлозным волокнам.
3.1.1.2. Исследование делигнификации целлюлозных материалов в процессе ферментативного гидролиза полисахаридов при участии
гидролаз.
3.1.3. Влияние ферментативной модификации на химический состав целлюлозы льняного волокна.
3.1.4. Дифференциальный анализ пектолитической и гемицеллюлазной активности исследуемых гидролаз по отношению
к полисахаридам льняного волокна.
3.1.5. Изучение морфологии поверхности ферментативно модифицированных целлюлозных волокон, надмолекуллярной структуры целлюлозы и степени ее повреждения
3.2. Изучение совместимости ферментов с поверхностноактивными веществами и их стабильности в условиях моделирующих процессы
Обзор литературы
обработки текстильных материалов
3.3 Теоретические и практические аспекты создания технологий
подготовки низкосортного короткого льняного волокна
3.3.1 Разработка ферментативной технологии котонизации низкосортных отходов льняного производства с целью получения волокна для прядения по хлопковой системе
3.3.2 Разработка технологии ферментативнопероксидного беления
короткого льняного волокна с целью получения льняного ватного полупродукта.
3.4. Разработка ферментативной и фермснтативнопероксидной
технологии подготовки льняной ровницы
3.5.Использованне биохимических процессов в технологиях подготовки льняных и хлопчатобумажных тканей.
3.5.1. Совершенствование операции расшлихтовки в технологиях
подготовки целлюлозосодержащих тканей путем применения ферментов.
3.5.2 Разработка одностадийных ферментативнопероксидных способов подготовки хлопчатобумажных тканей и тканей из смеси
натуральных и химических волокон
3.6. Разработка бесхлорных ферментативнопероксидных технологий беления и совмещенных ферментативных технологий подготовки и заключительной отделки льняных и лыюсодержащих
тканей.
3.6.1. Оптимизация технологических параметров ферментативнопероксидного беления льняных и льносодержащих тканей, обоснование последовательности операций и выбор аппаратурного
оформления процесса
3.6.2 Изучение влияния условий биообработки полульняных
Обзор литературы
пестротканей на технические результаты пероксидного беления.
3.6.3. Создание совмещенного способа ферментативной подготовки и
мягчения природноокрашеиных льняных тканей.
3.7. Обоснование и разработка технологий ферментативной модификации шерстяного волокна на различных этапах подготовки
текстильных материалов.
3.7.1 Изучение особенностей промывки шерстяного волокна в водных растворах гидролитических ферментов на стадии первичной подготовки.
3.6.2. Изучение влияния ферментативного протеолиза на физико
химические и химические свойства шерстяного волокна
3.7.3. Модификация шерстяного волокна в процессе пероксидного
беления в присутствии ферментов различной субстратной активности
3.7.4.Исследование влияния ферментативной модификации
шерстяного волокна на сорбционную восприимчивость и реакционную способность по отношению к активным и кислотным красителям
3.7.5. Изучение влияния ферментативной подготовки на технические 7 свойства шерстяных и шерстьсодержащих тканей.
Основные результаты и общие выводы.
Литература


Растительные ксилоглюканы различаются по степени замещения ветвления, составу и длине боковых цепочек. Молекулы с низкой степенью ветвления, имеющие достаточно протяженные участки незамещенного р1,4глюкана, ассоциируют с целлюлозными молекулами с помощью водородных связей. К ассоциированным молекулам ксилоглюкана ковалентной связью присоединяются молекулы других полисахаридов, составляющих структурную основу клеточной стенки растений. Сильно разветвлнные молекулы ксилоглюкана не ассоциируют с целлюлозой и могут находиться в свободном состоянии. В процессе развития растения и индивидуальной растительной клетки изменяется функциональный состав ксилоглюкана и прочность связи его с другими полисахаридами, белками. При ферментативном гидролизе ксилоглюкана лимитирующей стадией реакции является отщепление боковых цепочек от глюкановой цепи. Гидролиз а1,6связи, соединяющей ксилозные остатки с глюканом, катализирует фермент ксилозидаза. После полного отщепления боковых цепочек ксилоглюкан превращается в р1,4глюкан, который может быть гидролизован с помощью целлюлолитических ферментов . Ксилозидаза входит в состав ферментных комплексов препаратов целлюлаз в качестве сопутствующего фермента. Препараты ксилозидазы специально не производятся. Ксиланы характерны для одревесневших клеточных стенок большинства растительных тканей. Ксиланы высших растений построены по единому принципу. Линейная часть полимера представляет собой Р1,4поликсилозид. Присоединение боковых цепочек происходит через первый углеродный атом остатка арабинозы или уроновой кислоты . Ксиланы с низкой степенью замещения основной цепи ассоциируют с целлюлозой. Высокозамещнные ксиланы менее склонны к ассоциации с целлюлозой и имеют более высокую растворимость в воде, чем низкозамещнные. Ферментативный гидролиз ксиланов включает несколько стадий с участием различных ферментов. На первой стадии гидролиза происходит отщепление боковых цепочек, состоящих из одного или более арабинозных остатков. Далее незамещнный ксилан гидролизуется по классической схеме расщепления полисахаридов. Возможен и другой путь эндоксиланаза, способная расщеплять арабиноксилан в обход точек ветвления, гидролизует арабиноксилан с образованием арабипоксиланодекстринов и ксиланодекстринов. Арабиноксилан освобождается от боковых цепей под действием арабинозидазы, после чего образовавшиеся на первой и второй стадии ксиланодекстрины гидролизуются с участием экзоксиланазы и ксилобиазы. Существенно, что действие экзофермента возможно только после отделения боковых цепей. Наиболее распространенной технологией разрушения пектиновых веществ является микробиологический способ, который осуществляется в процессе расстила и мочки льна. В его основе лежит деятельность некоторых видов микроорганизмов, синтезирующих пектолитические ферменты, с помощью которых разлагаются пектиновые вещества до более простых, легко растворимых в воде соединений и в таком виде используются микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Пектинразлагаюшие микроорганизмы интенсивно размножаются на льносоломс в том случае, если для них созданы благоприятные условия влажности, аэрации, температуры. В разных условиях проявляют активность разные виды микроорганизмов. По данным зарубежных исследователей при расстиле соломы наиболее распространены грибы следующих видов i , i , i i, i, . Результаты исследований, направленных на выявление наиболее эффективных штаммов, используются в технологиях первичной подготовки льняного растительного сырья. Использование псктолитичсских ферментов для выделения длинного льняного волокна позволяет ускорить процесс мочки, сократить количество отходов, получить волокно без специфического запаха, повышенной гибкости, прочности, освещенности. Время мочки льняной соломы при введении в мочильный раствор диффузной вытяжки из . ВНИИсинтезбелок, содержащей пектолитические ферменты, сокращается с до часов ,,,. Рекомендуемая концентрация ферментных препаратов Пекгаваморина ПГХ, Пектиназы, Пекгоклосгридина ГЗХ, ВНИИбиотсхнический институт в расгворе составляет 0,5 к массе соломы, ,5.