一种嗜热毛壳菌纤维素酶在制备洗涤剂中的应用

摘要

本发明公开了一种嗜热毛壳菌纤维素酶在制备洗涤剂中的应用，该嗜热毛壳菌纤维素酶采用里氏木霉表达。该嗜热毛壳菌纤维素酶在pH值8.0‑11.0范围内，对棉织物毛羽具有很好的去除效果，而且对棉织物毛羽的去除效果随pH值的波动相对比较小；使用添加嗜热毛壳菌纤维素的洗涤剂对棉或棉混纺织物进行多次洗涤后，可以有效去除棉或棉混纺织物表面上的毛羽，使织物纹路清洗、光泽亮丽、色泽鲜艳，达到使织物持久“返新”效果。

说明书

技术领域

本发明涉及生物酶制剂领域，具体涉及一种嗜热毛壳菌纤维素酶的新用途，尤其涉及一种嗜热毛壳菌纤维素酶在制备洗涤剂中的应用。

背景技术

棉衣物具有天然、舒适、透气性能好等良好的服用性能，深受人们的喜爱。然而棉衣物穿久了或多次洗涤就会出现起毛的现象，对光的镜面反射减弱，织物的亮度降低，显得比较旧；同时由于顽固污渍在衣服表面的不断沉积，衣服的颜色也会逐渐暗淡。纤维素酶由于能温和地分解棉纤维，不仅可去除棉织物表面的绒毛，同时使棉纤维蓬松，从而有助于顽固污渍的去除，恢复织物亮丽的色彩，达到“返新”效果。

棉织物特别是棉服装显旧后，可以通过在洗涤时加入光亮剂或洗涤后喷光亮剂来增加其亮度及鲜艳度，达到“返新”效果，但是加入的光亮剂对服装的穿着舒适性能有不利影响；加入的光亮剂对人体也有不同程度的危害，另外，这种“返新”效果是暂时的，水洗后，光亮剂被部分或全部洗去，“返新”效果就变差。

在洗涤剂中添加纤维素酶，利用纤维素酶对棉织物的去除作用，使用添加纤维素的洗涤剂对棉或棉混纺织物进行多次洗涤后，可以有效去除棉或棉混纺织物表面上的毛羽，从根本上解决织物显旧的问题，达到使织物持久“返新”效果。该方法不但使用起来简单、方便，而且不会影响服装的服用性能与安全性能。

衣服的洗涤过程是在碱性条件下进行的，一般pH值在8.0-11.0范围内，这就要求用于洗涤剂的纤维素酶在上述pH值条件下对棉织物的绒毛具有稳定的、温和的去除效果。目前市场上的纤维素酶在上述条件下，对棉织物毛羽的去除效果随pH值变化波动比较大；另外对棉织物的绒毛去除效果比较差，为了解决上述问题，一般是增加纤维素酶的用量，这样不但造成酶制剂的浪费，也提高了加纤维素酶洗涤剂的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种嗜热毛壳菌纤维素酶的新用途，即在制备洗涤剂中的应用。一方面解决了使用光亮剂对棉织物、棉服装“返新”整理中的不持久、不环保问题。另外解决目前纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，对棉织物表面毛羽去除效果差的问题。此外解决目前纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，对棉织物表面毛羽去除效果随pH值变化波动大的问题。

本发明涉及的嗜热毛壳菌纤维素酶，是申请人于2013年7月5日申请的专利申请号为201310280267.6，发明名称为“一种嗜热毛壳菌纤维素酶及其制备方法和应用”的发明专利申请。嗜热毛壳菌（Chaetomicum>）基因组文库有一同源蛋白质，功能不详，该基因序列、cDNA序列和蛋白质序列分别如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO. 2和SEQ ID NO. 3所示。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种嗜热毛壳菌纤维素酶在制备洗涤剂中的应用，所述嗜热毛壳菌纤维素酶按如下方法制得：

1）嗜热毛壳菌纤维素酶基因的合成，合成的嗜热毛壳菌纤维素酶基因的序列如SEQ IDNO.2所示, 合成的基因编码更加符合里氏木霉高效表达的基因编码；

2）嗜热毛壳菌纤维素酶表达质粒的构建；

3）里氏木霉的转化与嗜热毛壳菌纤维素酶高产菌株的筛选，得到的嗜热毛壳菌纤维素酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，分泌到细胞外的嗜热毛壳菌纤维素酶为SEQ ID NO.3所示序列的第22-314位氨基酸序列；步骤3）具体为：首先，用EcoRI降解步骤2）构建的质粒形成质粒片段，采用化学转化方法将该质粒片段转入里氏木霉RUT>

作为本发明优选的技术方案，所述嗜热毛壳菌纤维素酶在pH值8.0-11.0范围内具有良好的降解棉织物表面毛羽的能力，对棉织物表面的毛羽去除效果好。

作为本发明优选的技术方案，所述嗜热毛壳菌纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，酶活力波动相对比较小，酶活力波动在30%以内，对棉织物表面毛羽去除效果稳定。

作为本发明优选的技术方案，所述所述洗涤剂含嗜热毛壳菌纤维素酶，嗜热毛壳菌纤维素酶在洗涤剂中所占的质量百分比范围为：0.1-2.0%，最优为:0.3-1.0%。

作为本发明优选的技术方案，所述嗜热毛壳菌纤维素酶在洗涤剂使用时的适合作用温度为15~50℃，最优为：20~40℃。

作为本发明优选的技术方案，所述洗涤剂具有提升织物返新整理后耐洗性的作用。

作为本发明优选的技术方案，所述洗涤剂的洗涤时间为30min－600min。

作为本发明优选的技术方案，所述洗涤剂的用量范围为0.5-3.0g/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、该嗜热毛壳菌纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，对棉织物毛羽具有很好的去除效果，而且对棉织物毛羽的去除效果随pH值的波动相对比较小；使用添加嗜热毛壳菌纤维素的洗涤剂对棉或棉混纺织物进行多次洗涤后，可以有效去除棉或棉混纺织物表面上的毛羽，使织物纹路清洗、光泽亮丽、色泽鲜艳，达到使织物持久“返新”效果。通过实验验证，与光亮剂对棉织物“返新”整理相比，使用加入嗜热毛壳菌纤维素酶的洗涤剂对棉织物进行“返新”整理，不仅环保，而且效果持久。

2、通过实验验证，嗜热毛壳菌纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，对棉织物表面的毛羽去除效果好，效果为纤维素酶YL400E的750倍，可以大大降低加酶洗涤剂成本。

3、通过实验验证，嗜热毛壳菌纤维素酶在pH 值8.0-11.0范围内，酶活力波动相对比较小，酶活力波动在30%以内，对棉织物表面毛羽去除效果稳定。

具体实施方式

以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等人，分子克隆: 实验室手册(NewYork: Cold Spring Harbor Laboratory Press，1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1采用里氏木霉表达的嗜热毛壳菌纤维素酶的制备（参见专利申请号为201310280267.6的发明专利申请公开文本CN103343111A的说明书的实施例1）。

实施例2 纤维素酶pH特性分析：

在50℃条件下，分析本发明所述嗜热毛壳菌纤维素酶的滤纸活力，测试结果如下：

表1

pH8.08.59.09.510.010.511.0活力618563500503458435433相对活力/%100%91.1%80.9%81.4%74.1%70.4%70.1%

从表1的活力分析来看，在pH值8.0～11.0范围内，本发明所述嗜热毛壳菌纤维素酶的活力保持在70%以上，纤维素酶活力波动在30%以内，相对比较稳定。

在50℃条件下，分析市场上纤维素酶YL400E（购自广州三幂生物科技有限公司），的滤纸活力，测试结果如下：

表2

pH8.08.59.09.510.010.511.0活力782580402245159146133相对活力/%100%74.2%51.4%31.3%20.3%18.7%17.0%

从表2的活力分析来看，在pH值8.0～10.5范围内，市场上纤维素酶的活力变化比较大，在pH值10.5、11.0时纤维素酶活力为pH值8.0时活力的20%左右，纤维素酶活力波动达80%。

实施例3 织物“返新”整理后耐洗性方面的实验：

实验方法：

织物洗涤前处理：取相同的亮蓝色的30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）两块，四周缝好边。其中一块用2g/L的光亮剂在30℃水洗20min，然后脱水、烘干，然后再用熨斗熨烫平整。另外一块布用2g/L的含有1.0%纤维素酶的标准洗衣粉在洗衣机中连续洗涤15次，每次洗涤在30℃水洗30min，然后脱水、烘干，再用熨斗熨烫平整。

洗涤工艺：将上述分别用光亮剂处理与加酶洗衣粉处理的外观相当的针织双面布同时放入水洗机中，采用1g/L 的标准洗衣粉30℃水洗30min，脱水，常温水洗两次，每次5min，然后脱水、自动烘干。按上述洗涤方法反复洗涤20次。分别在洗涤5次、10次、15次、20次后比较两者布面毛羽效果，布面毛羽效果采用评级方式：

实验结果见表3：

表3

洗涤次数05101520用含本发明嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣粉洗涤处理（评级）4－5级4－5级4－5级4－5级4级光亮剂处理（评级）4－5级3－4级2－3级2级1－2级

以织物洗涤前布面毛羽定为1级，以表面毛羽完全去除定为5级（“返新”效果最好），具体分级情况如下：

1级： 处理前，布面有比较密集的毛羽

2级：布面毛羽稍有去除，但仍然有许多毛羽、纹路模糊；

3级：布面毛羽明显有去除，但仍然有一定毛羽，有一定纹路；

4级：布面毛羽大部分去除，表面只有少量绒毛，纹路清晰；

5级：布面毛羽完全去除时为5级，表面几乎没有毛羽；

2-3级： 布面毛羽介于2级与3级布面毛羽之间；

从上述实验可以看出，光亮剂处理的织物，再洗涤20次后，织物又产生许多毛羽，“返新”效果比较差；而用含有1.0%本发明嗜热毛壳菌纤维素酶的标准洗衣粉洗涤处理后，织物再洗涤20次后，织物的“返新”效果比较好。即在洗涤剂中加入嗜热毛壳菌纤维素酶，其对织物的“返新”处理是持久的。

实施例4 织物“返新”整理方面的实验：

实验方法：

取相同的亮蓝色的30S普梳纱全棉针织双面布八块，四周缝好边。然后平均分成两组，每组四块。其中一组在洗涤时加入0.004%的嗜热毛壳菌纤维素酶，另外一组在洗涤时加入3.000%的市售的纤维素酶YL400E（购自广州三幂生物科技有限公司）。在水洗机中于30℃在pH值8.5条件下水洗360min，分别在90min、180min、270min、360min时各取一块，脱水、烘干。布面毛羽效果采用评级方式：

实验结果见表4：

表4

洗涤时间090min180min270min360min嗜热毛壳菌纤维素酶12－33－44－54－5市售纤维素酶YL400E12344－5

从上述实验可以看出，在30℃、pH值8.5条件下，嗜热毛壳菌纤维素酶对棉织物毛羽的去除效果比纤维素酶的YL400E用量750倍时棉织物毛羽的去除效果还要好。即用于洗涤剂中，嗜热毛壳菌纤维素酶的用量为纤维素酶YL400E的1/750，可以大大降低加酶洗涤剂成本。

实施例5：

在标准洗衣粉中加入1.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣粉在30℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含1.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣粉的用量为1g/L，洗涤时的pH值10.0～10.5，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤15次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

实施例6：

在标准洗衣液中加入1.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣液在30℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含1.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣液的用量为1g/L，洗涤时的pH值8.0～8.2，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤10次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

实施例7：

在标准洗衣液中加入0.1%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣液在50℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含0.1%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣液的用量为1g/L，洗涤时的pH值8.0～8.2，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤20次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

实施例8：

在洗衣粉中加入2.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣粉在15℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含2.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣粉的用量为1g/L，洗涤时的pH值10.8～11.0，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤10次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

实施例9：

在洗衣粉中加入0.3%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣粉在20℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含2.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣粉的用量为3g/L，洗涤时的pH值10.8～11.0，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤10次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

实施例10：

在洗衣液中加入0.3%的嗜热毛壳菌纤维素酶，用上述洗衣粉在40℃条件下对亮蓝色30S普梳纱全棉针织双面布（布面毛羽比较多）进行洗涤。每次洗涤时，含2.0%的嗜热毛壳菌纤维素酶洗衣粉的用量为0.5g/L，洗涤时的pH值10.8～11.0，每次洗涤时间为30min，然后水洗两次、脱水、烘干，按上述方法洗涤10次。布面毛羽效果由1级达到4-5级。

序列表

<110>湖南尤特尔生化有限公司、上海尤特尔生化有限公司

<120>一种嗜热毛壳菌纤维素酶在制备洗涤剂中的应用

<130> WH-NP-18-100019

<160> 3

<170> Patent in version 3.4

<210> 1

<211> 1132

<212> DNA

<213> 嗜热毛壳菌（Chaetomicum thermophilum）

<400> 1

atgcggtcga ctcctgttct ccgtaccgcc cttgcggctg ctctcccctt cactgtcctg 60

gctgccgacg gcaagtccac taggtactgg gactgctgca agccttcttg ctcgtggccc 120

ggcaaggctg ctgtgagcca acccgtcttc gcctgtgacc gcaacttcaa ccgcatctat 180

gacttcggtg ccaagtctgg ctgcgagggc ggtccggcct attcttgcgc cgaccagacc 240

ccgtgggctg tcaacgacca attctcgtac ggcttcgctg ccaccaacat tgccggcggt 300

aacgaggctt catggtgctg cgcttgctac aagtgagttc ttgcgtttcc aagaatagcc 360

aagggatctc ggctaatgca ctttaggctc accttcacct cggggcccgt ggccggcaag 420

gtcatggttg tccagtcgac cagcacgggc ggtgaccttg gcaacaacca tttcgacctg 480

aacatcccag gtggaggcgt tggtatcttc gatggttgca cgccccagtt cggcggtctg 540

cccggcgagc ggtacggcgg gatctcgtcg cgcagccagt gcgacagctt cccggatgcc 600

ctcaagcctg gctgctactg gcgcttcgac tggttcctga acgctgacaa cccgaacttc 660

accttcgagc gcgtccagtg tccttccgag cttgttgccc gcaccggctg caagcgcaat 720

gacgacggca actaccccgt cttcactcct ccttcgggag acagccccag cagcagcagc 780

gctgctccta cctccacctc gactgtaagt cttattctta cggaggccaa ggatacactt 840

ggatgatctc cttgctaacg ataattttcc tacagtcgca gcagccgcag cagccgacct 900

ccagcagctc gcaggcttct gtgccgacta gcaaccctgg tggctgcacc tctcaaaagt 960

gggctcagtg cggcggcatt ggcttcactg gctgcactac ctgcgtctcg ggcaccactt 1020

gcaccaagct gaatgactgg tactcgcagt ggtatgtctt atacggttct gtctctgggc 1080

gtgatcagca gctaacatta cgcagcttgt aagcacaatg atcaacctgt ga 1132

<210> 2

<211> 945

<212> DNA

<213> 人工序列（未知）

<400> 2

atgcggtcga ctcctgttct ccgtaccgcc cttgcggctg ctctcccctt cactgtcctg 60

gctgccgacg gcaagtccac taggtactgg gactgctgca agccttcttg ctcgtggccc 120

ggcaaggctg ctgtgagcca acccgtcttc gcctgtgacc gcaacttcaa ccgcatctat 180

gacttcggtg ccaagtctgg ctgcgagggc ggtccggcct attcttgcgc cgaccagacc 240

ccgtgggctg tcaacgacca attctcgtac ggcttcgctg ccaccaacat tgccggcggt 300

aacgaggctt catggtgctg cgcttgctac aagctcacct tcacctcggg gcccgtggcc 360

ggcaaggtca tggttgtcca gtcgaccagc acgggcggtg accttggcaa caaccatttc 420

gacctgaaca tcccaggtgg aggcgttggt atcttcgatg gttgcacgcc ccagttcggc 480

ggtctgcccg gcgagcggta cggcgggatc tcgtcgcgca gccagtgcga cagcttcccg 540

gatgccctca agcctggctg ctactggcgc ttcgactggt tcctgaacgc tgacaacccg 600

aacttcacct tcgagcgcgt ccagtgtcct tccgagcttg ttgcccgcac cggctgcaag 660

cgcaatgacg acggcaacta ccccgtcttc actcctcctt cgggagacag ccccagcagc 720

agcagcgctg ctcctacctc cacctcgact tcgcagcagc cgcagcagcc gacctccagc 780

agctcgcagg cttctgtgcc gactagcaac cctggtggct gcacctctca aaagtgggct 840

cagtgcggcg gcattggctt cactggctgc actacctgcg tctcgggcac cacttgcacc 900

aagctgaatg actggtactc gcagtgcaca atgatcaacc tgtga 945

<210> 3

<211> 314

<212> PRT

<213> 人工序列（未知）

<400> 3

MRSTPVLRTA LAAALPFTVL AADGKSTRYW DCCKPSCSWP GKAAVSQPVF ACDRNFNRIY 60

DFGAKSGCEG GPAYSCADQT PWAVNDQFSY GFAATNIAGG NEASWCCACY KLTFTSGPVA 120

GKVMVVQSTS TGGDLGNNHF DLNIPGGGVG IFDGCTPQFG GLPGERYGGI SSRSQCDSFP 180

DALKPGCYWR FDWFLNADNP NFTFERVQCP SELVARTGCK RNDDGNYPVF TPPSGDSPSS 240

SSAAPTSTST SQQPQQPTSS SSQASVPTSN PGGCTSQKWA QCGGIGFTGC TTCVSGTTCT 300

KLNDWYSQCT MINL 314

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