Преимущества по качеству и общему выходу шерсти сохраняются и при ферментном обезволашивании овчины в кожевенном производстве.
Ферментная обработка овчины с целью последующего удаления шерсти способствует получению высококачественных с большей мягкостью и эластичностью перчаточных и одежных кож, а так же кож для анилиновой отделки вследствие большей чистоты и гладкости лицевой поверхности [7].
Кроме того, в последние годы повысились санитарно-гигиенические требования к очистке сточных вод на кожевенных заводах.
В настоящее время в большинстве стран для обезжиривания кожевенного сырья преимущественно используются бактериальные протезы с разной степенью очистки. Большой интерес для кожевенной промышленности представляют препараты протеолитических ферментов, полученные методом распылительного высушивания. Перспективным является получение препаратов методом многоступенчатого вымораживания.
Испытания проводили на кожевенном заводе при центральном научно-исследовательском институте Кожобувной промышленности. Результаты исследования показали, что препараты обладают хорошей обезволашивающей способностью при обработке различных видов кожевенного сырья. При обработке свиного сырья наблюдалось сильное ослабление связи щетины с дермой за 18-20 часов. В этом случае так же отмечалось хорошее обезжиривание сырья. При ферментативной обработке свиного сырья содержание жира уменьшилось более чем в 4 раза. Для сравнительной оценке обезжиривающей способности препарата были поставлены контрольные опыты, где вместо ферменного препарата использовали специальные обезжиривающие вещества, применяемые в кожевенной промышленности. Исследования показали что, применение ферментных препаратов из культуры Bac. Mesentericus шт. 11-11 позволяет для этого вида сырья исключить последующий процесс обезжиривания полуфабриката [8].
В работе Чурсина В.И., Шапкарина Н.П. исследовано влияние различных ферментов и их комбинаций на свойства дермы. Эксперименты проводили на образцах сырья из яловки легкой развесом 18-24 кг мокросоленого консервирования. В данной работе использованы следующие ферментные препараты: щелочная протеаза с активностью 51300 ед/г(ТУ 64-13-19-89), коллагеназа с активностью 118 ед/г (по данным производителя – ЗАО«Биопрогресс»), протосубтилин Г-Зх с активностью 70 ед/г (ГОСТ 23636-90).
Обработку ферментами проводили при ж.к. 1,5, температуре 30ºС в присутствии 3% карбамида и при рН =9,5. Расход ферментных препаратов устанавливали исходя из их активности, а именно, для коллагеназы-0,1%, для щелочной протеазы-0,5%, для протосубтилина-1% от массы сырья. Обработку проводили в течение 4 ч.Некоторое ослабление волоса было отмечено для образцов, обрабатывавшихся в присутствии коллагеназы. После промывки образцы направляли на золение, которое осуществляли при расходе гидроксида натрия 2% и сульфида натрия 0,6%. Полное удаление шерсти наблюдалось при ферментативной обработке коллагеназой и протосубтилином Г-Зх.Для обезволашивания образцов, которые подвергались обработке щелочной протеазой, расход сульфида натрия увеличивали до1,2%от массы сырья.
Таблица 1- Кинетика процессов и состояния голья на отдельных стадиях обработки
| Расход фермента | Состояни е голья после золения | Степень пропикелеванности через 4ч,% | Прокрас соединениями хрома,% | Температура сваривания,С | ||
| 1ч | 3ч | 5ч | ||||
| Коллагеназа -0,1% | Сильный нажор, повреждение лицевой мембраны | 100 | 50 | 60 | 90 | 79 |
| ПротосубтилинГ-Зх-1% | Сильный нажор, повреждение лицевой мембраны | 80 | 20 | 60 | 80 | 91 |
| Щелочная протеаза-0,5% | Незначительный нажор,остатки шерсти | 100 | 80 | 100 | 86 | |
Как следует из таблицы 1, представленные результаты не позволяют дать однозначную интерпретацию действия ферментов на ослабление связи волоса с дермой и протекание последующих процессов, но объясняют многие важные моменты ферментативного обезволашивания. В то же время использование коллагеназы в данной концентрации приводит к повреждению лицевой поверхности и, принимая во внимание незначительную температуру сваривания, вызывает существенную деструкцию коллагеновых фибрилл.
Протосубтилин, относящийся к протеазам общего действия, в большей степени разрушает эпидермис, в состав которого входят глобулярные гликопротеиды, протеогликаны и «мягкие» коллагеновые белки. Это, в свою очередь, вызывает повреждение лицевого слоя голья.
Щелочная протеаза активно гидролизует неколлагеновые белки, способствуя полному освобождению от них волокнистой структуры дермы. Как результат для этих образцов отмечаются высокие значения пропикелеванности и продубленности.
Следует подчеркнуть, что степень поврежденности лицевой поверхности голья в результате ферментной обработки находится в тесной зависимости с содержанием общих белков в отработанных растворах после золения.
Представлялось интересным по той же схеме оценить действие бинарных смесей ферментных препаратов, которое может быть более интенсивным за счет синергетического эффекта и расширения спектра гидролизуемых связей.
На основании полученных результатов выяснилось, что комбинация ферментных препаратов позволяет улучшить как процесс обезволашивания- золения, так и процесс дубления. Хороший эффект обезволашивания достигается при совместной обработке коллагеназой и протосубтилином Г-Зх. Это объясняется более высокой способностью протосубтилина Г-Зх разрушать эпидермальные слои шкуры, облегчая тем самым доступ коллагеназы к коллагеновым белкам, выстилающих волосяные сумки. Однако, отсутствие эффективного воздействия на глобулярные белки неколлагенового характера не позволяет добиться полного извлечения их из структуры дермы, что несколько снижает скорость проникания дубящих солей к активным центрам коллагеновой молекулы.
Наиболее эффективен с этой точки зрения состав, включающий протосубтилин Г-Зх и щелочную протеазу, позволяющий практически полностью очистить дерму от неколлагеновых белков и обеспечить хорошую степень обезволашивания в процессе золения.
Сравнительная оценка действия ферментов показала различия в их влияния на те или иные характеристики голья и полуфабриката. Более эффективными в целях обезволашивания являются диады соответствующих ферментных препаратов, обеспечивающих к тому же более высокие технологические преимущества при проведении преддубильно-дубильных процессов [9].
Шкуры угря по сравнению со шкурами других видов рыб имеют наиболее сложное гистологическое строение, что определяет необходимость специфической их обработки с целью получения кож [10].
В работе Харчуткиной Е.М., Болдовской Е.П., Дормидонтовой О.В. и др. для разработки методики отмоки-обезжиривания шкур угря были выбраны препараты липаза флюозим ГЗх, обеспечивающая достижение хорошего обезжиривающего и отмачивающего эффекта, и протеаза Прок, способствующая обводнению шкур.
При изыскании эффективного способа отмоки обезжиривания шкур угря, позволяющего сохранить рисунок лицевой поверхности, было сделано предположение о возможности совместного использования липазы и протеазы. В связи с этим изучалось влияние последовательности введения ферментных препаратов в обрабатывающую жидкость на активность системы.
Таблица 2- Влияние последовательности введения ферментных препаратов в обрабатывающую жидкость на активность системы
| Вариант | Ферментный препарат | рН | Протеолитическая активность по методу Ансона, ед/г | Липолитическая активность по методу Ота-Ямада, ед/г |
| 1 | Протеаза | 7 | 75,4 | 10000 |
| 2 | Протеаза | 10 | 36,9 | 5000 |
| 3 | Липаза | 7 | 55,4 | 100000 |
| 4 | Липаза | 10 | 33,8 | 95000 |
| 5 | Протеаза + субстрат; липаза | 7 | 73,8 | 80000 |
| 6 | Протеаза + субстрат; липаза | 10 | 50,8 | 70000 |
| 7 | Липаза + субстрат; протеаза | 7 | 29,2 | 140000 |
| 8 | Липаза + субстрат; протеаза | 10 | 9,2 | 133000 |
| 9 | Протеаза + липаза | 7 | 23,1 | 35000 |
| 10 | Протеаза + липаза | 10 | 10,8 | 30000 |
Из данных таблицы 2 видно, что при одновременном дозировании ферментных препаратов активность системы меньше суммарной активности отдельно взятых препаратов.
Рассматривая данное явление, можно предположить, что снижение протеолитической и липолитической активности является результатом изменения структурных особенностей обоих ферментных препаратов (гидролиз связей в цепях молекул ферментов, блокировка функциональных групп активного центра и т.д.), и, как следствие этого, их инактивированием.
Анализируя варианты введения ферментных препаратов в раствор, можно сделать вывод о том, что совместное использование липазы флюозим ГЗх и протеазы Прок возможно лишь при условии их поочередного введения. Данные таблицы 2 показывают также, что введение в субстрат липазы флюозим ГЗх, а затем протеазы Прок приводит к значительному снижению протеолитической активности полиферментной системы, что может объяснятся особенностями механизма каталитической реакции, при которой флюозим ГЗх, воздействуя на субстрат, затрудняет каталитическое действие протеазы Прок.
Результаты эксперимента показали, что применение композиции ферментных препаратов при одновременном их дозировании приводит к снижению протеолитической и липолитической активностей; в случае предварительного введения в обрабатывающую жидкость липазы увеличивается липолитическая активность системы и уменьшается протеолитическая, а в случае предварительного введения в обрабатывающую жидкость протеазы увеличивается протелитическая активность системы и уменьшается липолитическая.