В начале культивирования (0 ч) и через 72 часа (перед обезжириванием) снимали следующие показатели: рН, кислотность, мутность, концентрацию белка, КОЕ, липолитическую и протеолитическую активности, которые представлены в табл. 11.
Как видно из данных табл. 11, величина КОЕ во всех случаях возрастает, что подтверждается увеличением мутности (для Превоцелл W-OF-7 c рН=4,82 показатель мутности изменяется с 0,12 до 0,30). Увеличение КОЕ объясняется ростом числа микробных продуцентов за счет достаточного количества субстрата. Наблюдаемое уменьшение активной реакции среды и увеличением кислотности, вероятно, происходит за счет деструкции жировых веществ с образованием жирных кислот.
Таблица 11. Влияние вида СПАВ и активной реакции среды на свойства ферментного препарата, продуцированного культурами рода Listeria
| Синтетическая среда, содержащая | |||||
| Показатели | Время культивирования, ч | Превоцелл W-OF-7 (рН<7) | Превоцелл W-OF-7 (рН=7) | Превоцелл W-OF-7 (рН>7) | Wetter HAC (рН<7) |
| рН | 0 72 | 4,82 4,75 | 7,10 6,90 | 8,70 8,40 | 4,95 4,90 |
| Кислотность, г/дм3 | 0 72 | 0,21 0,24 | 0,36 0,42 | - - | 0,24 0,30 |
| Мутность, D2540 | 0 72 | 0,12 0,30 | 0,15 0,20 | 0,18 0,25 | 0,22 0,30 |
| Lg КОЕ | 0 72 | 3,25 3,43 | 2,95 3,76 | 3,15 4,02 | 3,12 3,98 |
| Концентрация белка, г/дм3 | 0 72 | 0,45 0,86 | 0,62 0,84 | 0,15 0,36 | 0,68 0,92 |
| Концентрация СПАВ, г/дм3 | 0 72 | 0,48 0,47 | 0,51 0,36 | 0,50 0,29 | 0,49 0,25 |
| Липолитическая активность, ед/г | 0 72 | 32,45 56,42 | 36,23 51,31 | 25,00 41,66 | 41,55 61,64 |
| Протеолитическая активность, ед/г | 0 72 | 10,22 11,15 | 9,56 10,38 | 12,09 12,98 | 8,85 9,38 |
Это связано с тем, что возрастает продуцирование ферментного препарата на промежутке времени 0–72 часа, так как данный промежуток времени соответствует логарифмической фазе развития прокариотических организмов. Возрастание липолитической и протеолитической активностей для всех составов связано с вовлечением СПАВ и жировых веществ в конструктивный и энергетический обмен.
Следующий этап эксперимента заключался в проведении обезжиривания с применением ферментных препаратов, полученных на жидких средах с Превоцелл W-OF-7 (при разных значениях рН) и с Wetter HAC (при рН<7). Овчину после процесса отмоки, проведенного по типовой методике отбирали методом асимметрической бахромы в соотвествии с п. 2.2.15. Обезжиривание проводили при жк=12, температуре (40±2)0С, продолжительности 45 мин и при непрерывном механическом воздействии на встряхивателе «Shaker Type-357» со скоростью 80 об/мин, амплитуде 7. В качестве контрольного варианта было проведено обезжиривание по типовой методике. Для проведения процесса обезжиривания с применением ферментного препарата, с каждым из исследуемых СПАВ с различными значениями активной реакции среды было приготовлено по 3 обезжиривающих ванны, содержащих культуральную жидкость, полученную после 72 ч инкубирования. Ванны под номерами 1,2,3 содержали ферментный препарат, продуцированный на среде, содержащей в качестве источника углерода шерстный и Превоцелл W-OF-7 с рН=4,75 с начальной концентрацией, разбавленный в 2 и 3 раза. Аналогично готовили ванны с Превоцелл W-OF-7 при рН=6,9 были обозначены номерами 4,5,6, при рН=8,40 – 7,8,9, а также с Wetter HAC (рН=4,90) 10,11,12. Ванну, приготовленную по типовой методике, обозначили номером 13.
Таблица 12. Состав обезжиривающих ванн
| Тип обезжиривающей ванны | |||||||||||||
| Состав | Ферментный препарат, продуцированный | ||||||||||||
| Превоцелл W-OF-7 (рН<7) | Превоцелл W-OF-7 (рН=7) | Превоцелл W-OF-7 (рН>7) | Wetter HAC (рН<7) | Типовая методика | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| Ферментный препарат, г/дм3 | 1,84 | 0,92 | 0,61 | 2,85 | 1,43 | 0,95 | 1,57 | 0,79 | 0,52 | 0,55 | 0,28 | 0,18 | - |
| СПАВ, г/дм3 | 0,27 | 0,14 | 0,09 | 0,36 | 0,18 | 0,12 | 0,29 | 0,15 | 0,10 | 0,25 | 0,13 | 0,08 | 8,0 |
| Формальде-гид, см3/дм3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,5 |
| Карбонат натрия, г/дм3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,5 |
До и после обезжиривания определяли концентрацию СПАВ (п. 2.2.12), рН (п. 2.2.13), кислотность, мутность (п. 2.2.7), КОЕ (п. 2.2.2), а также содержание жира в волосяном покрове и кожевой ткани (п. 2.2.16), связь волоса с кожевой тканью (п. 2.2.17), белизну (п. 2.2.18).
Таблица 13. Влияние состава обезжиривающей ванны, содержащей ферментный препарат, на свойства полуфабриката
| Тип ванны | Содержание жировых веществ, % | Прочность связи волоса с кожевой тканью, Н | Белизна, % | |
| в волосяном покрове | в кожевой ткани | |||
| 0* | 15,22 | 22,64 | 19 | 65,5±3,9 |
| 1 | 3,32 | 17,26 | 26 | 79,7±2,5 |
| 2 | 4,12 | 17,88 | 45 | 70,9±4,9 |
| 3 | 5,65 | 18,24 | 50 | 74,9±3,4 |
| 4 | 3,05 | 17,15 | 25 | 79,5±2,6 |
| 5 | 3,91 | 17,34 | 40 | 79,4±5,8 |
| 6 | 4,49 | 18,02 | 50 | 74,2±2,9 |
| 7 | 2,89 | 15,36 | 36 | 76,6±6,1 |
| 8 | 3,32 | 15,89 | 42 | 71,5±2,5 |
| 9 | 3,98 | 16,17 | 54 | 70,8±2,2 |
| 10 | 2,58 | 13,26 | 12 | 81,0±3,0 |
| 11 | 3,16 | 13,73 | 23 | 78,4±2,5 |
| 12 | 3,72 | 14,25 | 32 | 80,1±3,6 |
| 13 ** | 2,85 | 10,22 | 36 | 83,5±3,1 |
| ГОСТ 4661–67 | Не более 2,0 | 10–20 | - | - |
Анализируя табл. 13 и рис. видно, что все ванны, в состав которых входил ферментный препарат, обладали обезжиривающим действием. До обезжиривания содержание жировых веществ в волосяном покрове составило 15,22%. После обезжиривания содержание остаточного жира в волосе находилось в пределах от 2,58% (для ванны, содержащей Wetter HAC без разбавления) до 5,65% (для ванны с Превоцелл W-OF-7 при рН<7 и разбавлении 1:3). По ГОСТу 4661–76 содержание жировых веществ в волосяном покрове должно составлять 1,5–2%. В связи с этим необходимо дополнительное обезжиривание для эффективного удаления жира.
В кожевой ткани содержание остаточного жира до обезжиривания составило 22,64%. После обезжиривания минимальное количество жира было характерно для состава с Wetter HAC при рН<7 и без разбавления (13,26%), а максимальное – для среды с Превоцелл W-OF-7 при рН<7 и разбавлении 1:2 (17,88%), по типовой методике – 10,22%. Все показатели содержания жировых веществ соответствует ГОСТ 4661–76 (10–20%). Со снижением концентрации ферментного препарата в обезжиривающей ванне, то есть при разбавлении в 2 и 3 раза, наблюдалось ухудшение обезжиривающей способности.
До обезжиривания прочность связи волоса с кожевой тканью составила 19 Н. После обезжиривания при снижении концентрации ферментного препарата и поверхностно-активного вещества, в обезжиривающих ваннах наблюдалось увеличение прочности связи. Так минимальное значение величины прочности было характерно для ванны с Wetter HAC при рН<7 и без разбавления и составило 12 Н, а максимальное значение – для ванны с Превоцелл W-OF-7 при рН>7 и разбавлении 1:3 (54 Н). Контрольной являлась величина, измеренная после процесса обезжиривания I по типовой методике, которая составила 36 Н. Увеличение прочности связи волоса и кожевой ткани в процессе обезжиривания, вероятно, объясняется развитием и метаболизмом микроорганизмов.
Для меховой овчины после обезжиривания была характерна достаточно высокая степень белизны волосяного покрова. Максимальная белизна составила для волоса по типовой методике (83,5±3,1%). Это объясняется высоким содержанием концентрации СПАВ – 8 г/л в обезжиривающей ванне. При обезжиривании в составе, содержащем ферментный и Wetter HAC без разбавления, значение белизны составило 81,0±3,021%. Минимальная степень белизны характерна для составов с Превоцелл W-OF-7 при рН<7 и разбавлении 1:2 (70,9±4,9%) и разбавлении 1:2 (70,9±2,2%).
Таким образом, было установлено, что применение ферментного препарата с концентрацией 2–3 г./см3 при расходе СПАВ 0,4–0,5 г/дм3 обеспечивало оптимальное удаление жировых веществ с поверхности кожевой ткани. Но применение данного метода не обеспечивало достаточного удаления жировых веществ с волосяного покрова за один прием, поэтому для полного обезжиривания необходимо дополнительное проведение данного процесса.
После процесса обезжиривания определяли некоторые показатели сточных вод (табл. 14). рН обезжиривающих сточных вод находился в пределах 4,8–7,8, что соответствует ПДК для рыбохозяйственных водоемов (не более 4,5–8,5). Снижение величины рН наблюдалось с уменьшением концентрации ферментного препарата в рабочес растворе. После обезжиривания по типовой методике наблюдалась резко щелочная реакция (рН=9,5–10,0). В процессе обезжиривания увеличивается количество микроорганизмов, то есть lg КОЕ, но с разбавлением оно уменьшается. Так, для Превоцелл W-OF-7 при рН<7 без разбавления lg КОЕ =4,85; с разбавлением 1:2 lg КОЕ=3,64, а при разбавлении 1:3 lg КОЕ=3,02. В связи с этим увеличивается мутность. Максимальное значение мутности наблюдалось для ванны с Wetter HAC (рН<7) и составила D=6,0.