一种含酸性蛋白酶的皮革软化复合酶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及皮革软化酶，具体涉及一种含酸性蛋白酶的皮革软化复合酶及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 酶是生物细胞产生的生物催化剂，是具有特殊催化能力的蛋白质。从动物组织和 微生物体中都能提取酶。由于动植物原料有限，工业用酶主要来自微生物。制革用用微生 物蛋白酶大致分为三类，即碱性蛋白酶、中性蛋白酶和酸性蛋白酶。目前碱性和中性蛋白酶 已广泛应用于制革生产中的脱毛和软化工序，一些用于浸水、浸灰、脱脂等工序的酶制剂或 助剂也在一些国家研制成功，且均取得了较好的效果。但是，由于碱性和中性蛋白酶分子颗 粒较大，不易渗透到皮的内部，表面作用较为强烈，易造成软化内外不均匀、粒面表层受损， 使表面发暗无光泽，故而软化操作的控制和程度不容易掌握，在实际生产中经常出现软化 不足或过度现象。
[0003] 随着科技的进步，生产的发展和人们生活水平的提高，高档软革制品已成为抢手 货和生产发展的主要方向，传统的碱性和中性蛋白酶软化已不能满足要求，因此，将酸性蛋 白酶应用于制革生产开始引起了一些制革科技工作者的重视。酸性蛋白酶分子颗粒较碱性 和中性蛋白酶小，可以较为迅速地渗透到皮内，使软化过程缓和深入，是一种比较理想地松 散胶原纤维同时又不至于造成胶原蛋白过度损失的软化剂。
[0004] 酶软化是一类酶促反应过程。通过软化过程消除裸皮中残留的非胶原成分并根据 皮革的品质的要求使皮纤维获得适当的消解。因此，软化在确定成革的丰满性、柔软性、弹 性、粒面的光滑性和手感等方面有重大意义。影响软化效果的因素有脱灰皮的pH值及消肿 程度、纤维的分散、蛋白质的分解的消除程度等。
[0005] 裸皮的软化大多以工业蛋白酶为主，通常软化过程是在38-40°C的范围进行。由多 种酶、保护剂及渗透剂配伍而成的低温软化酶在分解胶原束，除去毛根、溶解纤维间质及软 化的均匀性方面效果显著。工业酸性蛋白酶最适温度40°C，最适pH值5,在裸皮的软化过 程中使粒面增白变细效果明显，是一种软化酶的新品种。随着生产发展和生产过程的专业 化，制造各种性质和用途的革就需要鞣后的工序来实现。用酸性蛋白酶对铬鞣坯革实施酶 处理，作为软化的补充手段，在生产高档革尤其是软革的过程中，对弥补前段工序处理的不 一致，减轻表面缺陷，提高产品质量，具有明显的效果。
[0006] 中国专利CN 102876818B公开了一种无氨软化复合酶制剂及其在皮革软化工艺 中的应用。其特点是该复合酶制剂的组成包括蛋白酶1-20重量份，脱钙剂2-20重量份和 稀释剂1-50重量份。该复合酶制剂适用于脱灰后单独软化或脱灰软化同浴的皮革软化工 艺中。使用这种无氨软化复合酶制剂进行软化，完全不加铵盐，大幅降低了软化废液中的氨 氮浓度，其软化效果优于使用铵盐的传统软化工艺。该复合酶酶系复配不全、蛋白酶为微生 物碱性蛋白酶和中性蛋白酶，软化效果仍然不很理想。中国专利CN 103276117A公开了一 种用生物酶对绵羊皮进行分步处理的方法，其特点是在酶软化工序和浸酸工序分别采用工 业胰酶、浸酸软化用复合酶ΤΑ和浸酸软化用复合酶TB对绵羊皮进行软化处理，处理后的 绵羊皮经常规工艺加工，制得极为柔软、轻质的绵羊毛皮，大大地提高绵羊毛皮及其制品的 品质和附加值。所述复合酶TA由537酸性蛋白酶（50000U/g)4-6份；工业胰酶（1:25)2-4 份；缓冲剂1-3份；负载载体2-5份配制；所述复合酶TB由537酸性蛋白酶（50000U/g) 1-4 份；胃蛋白酶（1200U/g) 3-6份；缓冲剂1-3份；负载载体3-6份配制。该复合酶酶系复配 不全、工业胰酶和胃蛋白酶资源缺乏且昂贵，只适用于绵羊皮的分步软化，软化效果仍不理 想。同时上述公开的专利都没考虑到复合酶酶活力储存稳定性，在实际应用时因受环境湿 度、温度、光照、酸碱性等环境影响很难发挥其真正的效力，严重影响皮革软化的效果，制约 着皮革软化酶的商品化推广和应用。
【发明内容】
[0007] 本发明所解决的技术问题是克服现有皮革软化复合酶中酸性蛋白酶活力低、复合 酶酶系不全、抗氧化能力低、酶活损失大、皮革软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为主要原料，科学复配霉菌培养物、酸性脂肪酶、非离 子表面活性剂、植物提取物、抗氧化剂、保护剂、激活剂等，制备一种酶系全面、酶活力稳定、 酶效力高的含酸性蛋白酶的皮革软化复合酶，该复合酶可有效提高成革的丰满性、柔软性、 弹性、粒面的光滑性和手感。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] -种含酸性蛋白酶的皮革软化复合酶，由以下重量份数的原料组成：
[0010] 植物提取物20-40份，酸性蛋白酶10-20份，霉菌培养物5-10份，酸性脂肪酶3-8 份，非离子表面活性剂2-5份、保护剂1-3份，激活剂1-3份，抗氧化剂0. 3-0. 5份；
[0011] 所述植物提取物中含有丰富的植物蛋白酶、淀粉酶、半纤维素酶、酯酶、氧化还原 酶等多种植物酶；
[0012] 所述植物提取物中还含有植物多糖和单糖、植物淀粉、植物蛋白等营养物质，不仅 可为皮革软化复合酶提供全面、丰富的植物酶，还可作为制备酸性蛋白酶和霉菌培养物的 发酵培养基成分，提高蛋白酶活力和微生物产酶能力；同时与非离子表面活性剂协同作用， 更加有利于酸性蛋白酶和酸性脂肪酶缓慢酶解和快速渗透，温和、适度软化皮革，提高成革 的丰满性、柔软性、弹性、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为软化复合酶的载体；
[0014] 所述植物提取物采用超声清洗、微波辅助超声提取和高压脉冲电场提取、超滤浓 缩等低温提取技术，有效提高了原料利用率、植物酶活性和产率；有效保证了植物提取物的 食品安全性；
[0015] 所述植物提取物的制备方法为：将大麦芽和小麦芽按质量比5-7:3-5均匀混合， 粉碎至粒度0. 5-lmm，得粉碎麦芽；然后将木瓜、菠萝、无花果分别于超声波清洗机中在功 率200W、频率30KHz条件下超声清洗5-10min，浙干，室温下破碎至粒度0. 5-lmm，并按质量 比5-7:2-4:1-3均匀混合，加入混合物质量3-5倍的粉碎麦芽得原料混合物，加入原料混合 物质量1-3倍的水，用柠檬酸调节pH值为3-4,在功率150-300W、频率2000Hz条件下进行 微波提取，其中，每次微波辐照总时间60-SOs，进行间隔式辐照：辐照10s，间隔10s，控制温 度20-35°C，如此辐照10次，同时在功率200-300W，频率30-40KHZ条件下进行超声波辅助 提取；保温l-3h，然后，在功率200-400W、频率2000Hz条件下进行微波提取，其中，每次微 波辐照总时间90-105S，进行间隔式辐照：辐照15s，间隔10s，控制温度40-60°C，如此辐照 10次，同时在功率300-500W，频率40-50KHZ条件下进行超声波辅助提取，最后自然降温至 室温，于电场强度25-35kV/cm，脉冲时间400-600 μ s，脉冲频率200-300HZ条件下进行高压 脉冲电场（PEF)提取15-20min ;提取液过滤得第一滤液，加滤渣2倍的水漂洗、过滤得第二 滤液，将第一滤液和第二滤液按质量比1:1-2均匀混合，混合液超滤浓缩、冷冻干燥、低温 粉碎即得植物提取物；
[0016] 优选地，所述超声波清洗机中清洗液为0. 3-0. 5%的碳酸氢钠溶液。
[0017] 所述霉菌培养物和酸性蛋白酶是以高产酸性蛋白酶的菌株宇佐美曲霉 (Aspergillus usamil)CCTCC NO :M 2013601为出发菌株，经特定发酵条件下的液体深层发 酵而制得，并且发酵培养基中科学复配了上述制备的植物提取物；
[0018] 优选地，所述酸性蛋白酶的制备方法包括以下步骤：保存完好的宇佐美曲霉CCTCC NO :M 2013601的菌种经斜面菌种活化、一级、二级、三级液体种子扩大培养至种子罐，将 种子罐液体种子以5%接种量接入发酵罐培养基，培养温度31-321：，搅拌速度200-40(^/ m，通风量1:1-2,培养时间10-12h ;然后以1-2°C /h降温速率缓慢降温至26-30°C，搅拌 速度400-600r/m，通风量1:1-3,恒温培养8-10h ;继续以1-2°C /h降温速率缓慢降温至 23-25°C，搅拌速度500-700r/m，通风量1:2-4,培养时间22-31h，然后，将种子罐液体种 子以3%接种量追加接入发酵罐，最后以1-2°C /h升温速率缓慢升温至31-32°C，搅拌速 度200-400r/m，通风量1:1-2,恒温培养10-12h ;接着以1-2°C /h降温速率缓慢降温至 23-25°C，搅拌速度500-700r/m，通风量1:2-4,恒温培养22-31h ;发酵液经过滤、浓缩、调 配、精滤、干燥得固体酸性蛋白酶；
[0019] 所述斜面培养基组成为：葡萄糖20g，琼脂20g，中草药提取物5-10g，干酪素4g， 磷酸氢二钾2g，氯化镁0. 6g，氯化钾0. 8g，蒸馏水1000mL，pH值5. 8,121°C灭菌20min。
[0020] 所述一级、二级、三级种子培养基组成为：麸皮