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处理工艺对羔羊皮革结构的影响
2019-01-16

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前言

完全用酶来代替硫化物对羔羊皮进行脱毛将更加清洁化,然而正如预料之中,酶法脱毛需要更好的过程控制来确保生产皮革质量的稳定[1],这对于粒面质量的保证尤为重要。已证明在保持粒面结构完整的情况下成功实现酶脱毛非常困难,本文主要研究与传统硫化物浸灰脱毛相比,酶脱毛对羔羊皮粒面层的影响。

羔羊皮的粒面层由上面厚度约100微米的乳头层和其下的网状层构成,网状层的胶原结构与乳头层不同[2]。网状层与乳头层中胶原纤维的直径分布不同,网状层的要明显粗些[3]。检测了不同脱毛方法处理的乳头层的微观结构和蛋白组成。

 

2实验

采用新鲜的羔羊皮作原料,沿背脊方向将皮分为两部分。半张皮用传统的硫化物浸灰脱毛、去毛、浸灰、软化、浸酸工艺。另半张皮在pH10.5的碳酸氢钠缓冲液中用碱性酶脱毛,过夜,第二天早晨人工刮毛。毛刮完全后,用标准硫酸浸酸(2%的酸,20%的盐,基于脱毛皮重)。

将用两种方法处理后的两块浸酸半背皮从相同部位切下大约5´5cm的皮,置于低温装置里。将冷冻的皮块沿水平方向切下大约20微米厚的一部分。样品用双目镜在50放大倍数下检测、挑选。切下的头四块被指定为乳头层,接下来的六块舍弃不用,再接下来的六块定义为网状层。从这些样品中制备蛋白做电泳,收集样品用原子力显微镜观察表面形貌。

提取蛋白的二维电泳由在pH范围3-10,长18厘米的缓冲条带上进行的一维等电聚焦(IPGphor unitAmersham Biosciences)和用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺电泳(Biorad Protean II系统)(凝胶梯度为4%-12%)分离样品两部分组成。凝胶染色用银染。

用原子力显微镜(MFP-3D,Asylum Research圣塔芭芭拉,加利福尼亚)研究传统方法和酶方法处理皮胶原结构的不同。用硅探臂(Ultrasharp CSG-11NT-MDT泽勒诺格勒,莫斯科,俄罗斯)以接触模式扫描样品。半径为10纳米的探头置于长350微米、宽35微米、厚0.7-1.3微米的探臂的自由末端,力为0.01-0.08N/m,探头扫描速度为40mm/s

 

3结果与讨论

 高品质羔羊皮革上平整而光滑的粒面得益于乳头层中微细的胶原纤维。乳头层中的胶原纤维由少量的微纤维构成,而更深处的胶原纤维包含大量的纤维束。

通过传统方法处理,一些高分子量的蛋白,诸如VI型胶原,XII型胶原,XIV型胶原能被保留[5-7]。非纤维胶原,诸如XIVVI型胶原聚集在纤维的表面,可能增强纤维和纤维之间的紧密连接。

本文中确认的那种在传统脱毛条件能够保留而酶脱毛消失的蛋白能够表明对胶原结构的破坏性质。含量较少的胶原往往能够增强纤维之间的连接[8]。通过酶处理发现乳头层中纤维结构的变化也许是由于高分子量蛋白的损失。正是由于粘蛋白的去除能导致胶原纤维在皮表面游离,有理由相信酶处理能导致皮表面纤维编织结构的不稳定,酶脱毛对皮的表面有显著的破坏作用。

蛋白质组学是一个强大的工具,能够用来分析原因,并解决皮处理过程中出现的一系列问题,而且能开发基于酶的新处理技术。蛋白多糖和残留的血清白蛋白能够在浸酸羔羊皮中发现,表现为严重的斑点。质量较差的羔羊皮中有大量的葡糖胺聚糖,而质量较好的皮中含量较少。这些发现表明蛋白质组学对提高皮处理技术有重大价值。