一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法。目的是提供的方法应具有准确性高、绿色无害的特点。技术方案是：一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，依序包括以下步骤：(1)对纺织品纤维组分进行定性鉴别；(2)采用对酶活性影响较大的直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，用氧化还原酶进行预处理去除染料；(3)根据步骤(1)定性鉴别结果，分别选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶，对步骤(2)处理后的若干块纺织品一一进行选择性单独降解处理或根据步骤(1)定性鉴别结果，选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶对步骤(2)处理后的纺织品依次进行选择性降解处理；A酶为脂肪酶或角质酶。
【专利说明】一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织品纤维含量定量分析领域，具体涉及到一种利用酶对织物纤维含量进行选择性定量检测的方法。
【背景技术】
[0002]纺织品中使用的原材料成分及含量不仅关系到消费者的健康，也对产品自身的洗涤和保养方式起着重要的指导作用，是消费者进行产品选择的重要依据。因此，织品标签上标注的纤维名称及含量一直是消费者关注的主要内容之一，也是相关部门保障监督纺织品质量的重要工具。
[0003]国家纺织行业标准规定纤维含量应以该纤维占产品纤维总量的百分率表示，目前纤维含量定量检测方法主要可分为物理法和化学法两种。物理法通过检测人员对纺织品进行手工分解称重或者利用显微镜或扫描电镜观察纤维横截面/纵面形貌进行统计计数区分；但物理法是主观而非客观的测试方法，检测人员，特别是经验不足的检测人员之间对纤维的主观判定不同导致检测结果差异较大；同时受加工工艺的影响，待测试样和标准样品间可能存在较大区别。化学法在纤维组分定性鉴别后，采用不同有机试剂/化学物质(如盐酸)和溶解方案来溶解不同纺织物纤维组分，通过溶解前后纺织品质量变化来测定纤维含量；但此方法测试过程会产生有毒有害物质排放，对溶解性相近的织物成分无法区分，溶剂溶解过程及方案比较复杂，各国标准对含量计算时的质量变化修正系数(d值)的规定不同造成结果有偏差。同时一些纤维溶解性差，对于某些活性染料染色的纤维，化学试剂无法完全将其溶解，造成数据错误。因此，亟需发展一种新型的纺织品纤维含量绿色高选择性定量检测方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述【背景技术】的不足，提供一种利用酶进行纺织品纤维含量的定量检测方法，该方法应具有不受主观因素影响、准确性高、对环境绿色无害的特点。
[0005]本发明提供的技术方案是:一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，依序包括以下步骤:
[0006](I)对纺织品纤维组分进行定性鉴别，确定纤维组分和染料种类；
[0007](2)采用对酶活性影响较大的直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，用氧化还原酶进行预处理去除染料，反应条件为:酶量0.5%?5%，缓冲液PH3?12，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01?0.5: 1，温度30?80°C，降解时间I?15h;采用对酶活性影响较小的还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料的染色纺织品，无须预处理；
[0008](3)根据步骤(I)定性鉴别结果，分别选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶，对步骤(2)处理后的若干块纺织品一一进行选择性单独降解处理，前述各类酶的反应条件为:酶量1%?10%，缓冲液pH3?10，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01?0.5: 1，温度30?70°C，降解时间I?24h ;将降解后的固体残留物清洗、烘干和称重，根据质量变化，可分别计算出纺织品中各类纤维的含量；或者，
[0009]根据步骤(I)定性鉴别结果，选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶对步骤(2)处理后的纺织品依次进行选择性降解处理，前述各类酶每次降解处理的反应条件为:酶量1%?10%，缓冲液PH3?10，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01?0.5: 1，温度30?70°C，降解时间I?24h ;依次将每步降解后的固体残留物清洗、烘干和称重，可得出各类纤维的含量；
[0010]所述A酶为脂肪酶或角质酶。
[0011]所述步骤(2)或(3)中的酶量分别是各类酶与染色纺织品的重量比。
[0012]所述氧化还原酶为漆树漆酶、云芝漆酶、真菌漆酶、多酚氧化酶、偶氮还原酶、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、络氨酸酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶以及芳醇氧化物酶中的一种或多种任意比例的混合。
[0013]所述纤维素酶为羧甲基纤维素酶、碱性纤维素酶、中性纤维素酶、酸性纤维素酶中的一种或多种任意比例的混合；或者为绿色木霉、里氏木霉、黑曲霉、康宁木霉以及海率曲霉中的一种或多种任意比例的混合。
[0014]所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、内肽酶、外肽酶、角蛋白酶、酰胺酶、二硫键还原酶、多肽水解酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶中的一种或多种任意比例的混合。
[0015]所述脂肪酶种类包括:动物脂肪酶、植物脂肪酶、微生物脂肪酶、黑曲霉脂肪酶、假丝酵母脂肪酶、胰脏脂酶、胃脂酶、溶酶体脂酶、真菌脂肪酶、丝氨酸酯酶。
[0016]所述角质酶种类包括真菌角质酶、大肠杆菌角质酶、病菌角质酶、灰葡萄孢角质酶。
[0017]所述步骤(3)、步骤(4)中的缓冲液是甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、、柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液、硼砂-氢氧化钠缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、羟乙基哌嗪乙磺酸钠缓冲体系中的一种；其离子强度为10-1000禮。
[0018]所述步骤(I)中的定性确定采用显微镜观察法和红外吸收光谱法。
[0019]与现有的纺织品纤维含量定量检测方法和标准相比，本发明具有如下优点:有效解决了现有纤维含量检测方法专一性差、测试结果主观性大/准确性低、计算过程需质量变化修正系数换算、测试过程使用大量有机溶剂和有毒有害物质等缺陷；整个测试过程不需使用有机溶剂和有害物质，过程绿色，条件温和；而且能够排除染料对测试过程的影响；催化过程具有高专一性，特别适用于混纺纺织品中纤维含量的检测，同时不需要质量变化修正系数对结果进行修正。
【具体实施方式】
[0020]生物酶来源于植物、动物、微生物和菌类等物种，是一种具有催化功能的蛋白质。目前生物酶已涉及纺织加工多个方面，包括退浆、脱胶、抛光、整理、酶洗、柔软处理、防缩以及印染废水的降解处理等，是纺织工业史的一次大革命。生物酶应用特点是反应过程温和、清洁无害，不需使用高温、强酸强碱以及有机溶剂，催化反应效率高且具有高度的催化专一性。因此，在现有纤维组分定性鉴别标准和方法的基础上，利用酶对染料的催化降解/脱色功能以及对纺织纤维不同组分的特异性降解/溶解去除能力，则有望克服现有纺织纤维含量检测物理法和有机溶剂溶解化学法存在的问题，实现纺织品纤维含量的绿色高选择性定量检测。
[0021]本发明利用酶过程中的反应专一性、条件温和等特点(如纤维素酶和蛋白酶)，可添加一定量的水或者缓冲溶液，在较低温度下，选择性催化降解纺织品中的纤维素纤维和蛋白质纤维，从而实现纺织品中纤维含量的绿色高选择性测定。同时，对于影响含量测试过程的染料，预先用氧化还原酶进行催化降解/脱色去除，从而排除染料对测试结果的干扰。
[0022]本发明所述方法由于先定性确定废旧纺织品中纤维的种类以及染料种类，因而能够有针对性地加入相应的酶进行处理，再对降解后的固体残留物处理后称重，即可得出有关纤维含量的数据。
[0023]本发明所述酶量，均指所添加的酶与干燥状态(按国家标准干燥处理后的状态)纺织品的重量比。
[0024]本发明步骤(2)、步骤(3)中的缓冲液，也可用水(优选自来水)取代。
[0025]下面通过实施例进一步说明本发明。
[0026]实施例1
[0027]活性艳红X-B染色的棉/聚酯纤维/丝绸/聚丙烯腈纤维混纺织物纤维含量定量检测
[0028](I)通过红外吸收光谱和显微镜观察法，确定染料种类为活性艳红X-B，混纺织物
纤维组分为棉/聚酯纤维/蚕丝/聚丙烯腈纤维；
[0029](2)活性染料活性艳红X-B会抑制酶活性，因此先用云芝漆酶对织物进行预处理，反应条件为:漆酶酶量2.5%，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液pH5.8(离子强度为30mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.2: 1，反应温度37°C，处理时间12h;
[0030](3)将预处理后织物分剪成3 ±夹，每块样品重量均为5克；接着分别用酸性纤维素酶、酵母脂肪酶和胃蛋白酶单独进行处理。纤维素酶反应条件为:纤维素酶酶量5%，柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液PH5.8 (离子强度为250mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.1: 1，反应温度45°C，处理时间8h ;酵母脂肪酶反应条件为:脂肪酶酶量8%，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液PH7.5(离子强度为IOOmM),纺织品与缓冲液的质量比例为0.08: 1，反应温度50°C，处理时间18h ;胃蛋白酶反应条件为:蛋白酶酶量3%，醋酸-醋酸钠缓冲液pH4.0 (离子强度为50mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.15: 1，反应温度37°C，处理时间12h。分别将3块织物降解后的残留物清洗、烘干和称重(依次得知总重量为2克、4克以及4.5克)，根据质量变化，可分别得到混纺纺织品中棉纤维含量为60%、聚酯纤维含量为20%、蚕丝含量为10%，剩下的10%组分含量为聚丙烯腈纤维。
[0031]实施例2
[0032]靛蓝染料染色的粘胶纤维/聚乳酸纤维/羊毛/聚丙烯纤维混纺织物纤维含量定量检测
[0033](I)通过红外吸收光谱、显微镜观察和熔点法，确定染料种类为靛蓝染料，混纺织物纤维组分为粘胶纤维/聚乳酸纤维/羊毛/聚丙烯纤维；
[0034](2)靛蓝染料为还原染料，对酶活性影响较小，因此无需预处理；
[0035](3)将织物剪成质量为5g的样品，用中性纤维素酶进行处理，反应条件为:中性纤维素酶酶量9%，柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液pH6.6 (离子强度为200mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.08: 1，反应温度45°C，处理时间8h，将降解后残留物清洗、烘干和称重(称重后得知重量为3克)，根据质量变化，可得知粘胶纤维含量为40% ;将上一步干燥残留物用胰蛋白酶进行处理，反应条件为:胰蛋白酶酶量4%，磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液pH5.6(离子强度为IOOmM),纺织品与缓冲液的质量比例为0.1: 1，反应温度30°C，处理时间12h，将降解后残留物清洗、烘干和称重(称重后得知重量为2克)，根据质量变化，可得知羊毛含量为20% ;继续将干燥残留物用角质酶进行处理，反应条件为:角质酶酶量10%，巴比妥钠-盐酸缓冲液PH8.5(离子强度为60mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.16: 1，反应温度60°C，处理时间16h，将降解后残留物清洗、烘干和称重(称重后得知重量为1.5克)，根据质量变化，可得知聚乳酸纤维含量为10%;最后剩余残留物为30%含量的聚丙烯纤维。
[0036]实施例3
[0037]活性橙X-G染色的兔毛/铜氨纤维/聚丙烯纤维混纺废旧纺织品纤维含量定量检测
[0038](I)通过显微镜观察法和红外吸收光谱，确定染料种类为活性染料，废旧纺织品中含有兔毛、铜氨纤维以及聚丙烯纤维；
[0039](2)活性染料活性橙X-G会抑制酶活性，因此先用过氧化物酶对织物进行预处理，条件为:过氧化氢酶酶量2.5%，磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液pH6.5(离子强度为80mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.2: 1，反应温度33°C，处理时间15h ；
[0040](3)将预处理后织物分剪成2块，每块样品重量均为5克；接着分别用酸性纤维素酶和蛋白酶K 一一单独进行处理。酸性纤维素酶反应条件为:纤维素酶酶量5%，醋酸-醋酸钠缓冲液PH4.8 (离子强度为250mM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.07: 1，反应温度45°C，处理时间8h ;蛋白酶K反应条件为:蛋白酶K酶量5%，三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液pH7.5(离子强度为IOOmM)，纺织品与缓冲液的质量比例为0.1: I ;反应温度65°C，处理时间18h ;将降解后的2块织物残留物清洗、烘干和称重(依次得知总重量为2.5克以及3克)，根据质量变化，可分别得知混纺纺织品中铜氨纤维含量为50%、兔毛含量为40%，剩下的10%组分含量为聚丙烯纤维。
[0041]实施例4
[0042]Tencel纤维/蚕丝/尼龙纤维混纺织物纤维含量定量检测
[0043](I)通过显微镜观察法和红外吸收光谱，废旧纺织品中含有Tencel纤维、蚕丝、尼龙纤维，并且未经染色。
[0044](3)将预处理后织物分剪成2块，每块样品重量均为5克；接着分别用羧甲基纤维素酶、枯草杆菌蛋白酶一一单独进行处理。羧甲基纤维素酶反应条件为:羧甲基纤维素酶酶量8%，纺织品与自来水的质量比例为0.09: 1，反应温度45°C，处理时间12h ;枯草杆菌蛋白酶反应条件为:枯草杆菌蛋白酶酶量9%,纺织品与自来水的质量比例为0.08: I,反应温度50°C，处理时间8h。将降解后的2块织物残留物清洗、烘干和称重(依次得知总重量为
1.5克以及4.5克)，根据质量变化，可分别得知混纺纺织品中Tencel含量为70%、蚕丝含量为10%，剩下的20%组分含量为尼龙纤维。
[0045]以上所述的实施例仅表达了本发明的几种【具体实施方式】，其描述具体和详细，但并不能理解为对本发明专利保护范围的限制。应指出的是，在本发明构思的前提下，本领域的相关研究或技术人员还可做出各类变形和改进，这些均属于本发明专利的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，依序包括以下步骤: (1)对纺织品纤维组分进行定性鉴别，确定纤维组分和染料种类； (2)采用对酶活性影响较大的直接染料、活性染料、不溶性偶氮颜料或阳离子染料的染色纺织品，用氧化还原酶进行预处理去除染料，反应条件为:酶量0.5%~5%，缓冲液pH3~12，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01~0.5: 1，温度30~80°C，降解时间I~15h ;采用对酶活性影响较小的还原染料、分散染料、酸性染料或硫化染料的染色纺织品，无须预处理； (3)根据步骤(1)定性鉴别结果，分别选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶，对步骤(2)处理后的若干块纺织品一一进行选择性单独降解处理，前述各类酶的反应条件为:酶量1%~10%，缓冲液pH3~10，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01~0.5: 1，温度30~70°C，降解时间I~24h ;将降解后的固体残留物分别清洗、烘干和称重，根据质量变化，可计算出纺织品中各类纤维的含量；或者， 根据步骤⑴定性鉴别结果，选择相应的纤维素酶或/蛋白酶或/A酶对步骤(2)处理后的纺织品依次进行选择性降解处理，前述各类酶每次降解处理的反应条件为:酶量1%~10%，缓冲液pH3~10，纺织品与缓冲液的质量比例为0.01~0.5: 1，温度30~70°C，降解时间I~24h ;依次将每步降解后的固体残留物清洗、烘干和称重，可得出各类纤维的含量; 所述A酶为脂肪酶或角质酶。
2.根据权利要求1所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述步骤(2)或(3)中的酶量 分别是各类酶与染色纺织品的重量比。
3.根据权利要求1或2所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述氧化还原酶为漆树漆酶、云芝漆酶、真菌漆酶、多酚氧化酶、偶氮还原酶、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、络氨酸酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶以及芳醇氧化物酶中的一种或多种任意比例的混合。
4.根据权利要求3所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述纤维素酶为羧甲基纤维素酶、碱性纤维素酶、中性纤维素酶、酸性纤维素酶中的一种或多种任意比例的混合；或者为绿色木霉、里氏木霉、黑曲霉、康宁木霉以及海率曲霉中的一种或多种任意比例的混合。
5.根据权利要求4所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、内肽酶、外肽酶、角蛋白酶、酰胺酶、二硫键还原酶、多肽水解酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶中的一种或多种任意比例的混合。
6.根据权利要求5所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述脂肪酶种类包括:动物脂肪酶、植物脂肪酶、微生物脂肪酶、黑曲霉脂肪酶、假丝酵母脂肪酶、胰脏脂酶、胃脂酶、溶酶体脂酶、真菌脂肪酶、丝氨酸酯酶。
7.根据权利要求6所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述角质酶种类包括真菌角质酶、大肠杆菌角质酶、病菌角质酶、灰葡萄孢角质酶。
8.根据权利要求7所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述步骤(3)、步骤(4)中的缓冲液是甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、、柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液、硼砂-氢氧化钠缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、羟乙基哌嗪乙磺酸钠缓冲体系中的一种；其离子强度为10-1000禮。
9.根据权利要求8所述的一种纺织品纤维含量的酶定量检测方法，其特征在于所述步骤(I)中的定性确定采用显微镜观察法和红外吸收光谱法。
【文档编号】G01N5/04GK103543084SQ201310504995
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】陈建华, 杨志清, 楼才英, 汪澜, 赵欣刚, 曹丽勤 申请人:浙江省纺织测试研究院