СПОСОБ МЕЗДРЕНИЯ КОЖ И ШКУР Российский патент 1997 года по МПК C14B1/02 C14C1/00 C14C1/04 

Изобретение относится к кожевенной промышленности, в частности к способу мездрения кож и шкур, предпочтительно свежих кож.

Известен способ мездрения кож и шкур удалением подкожной соединительной ткани и мышечной ткани на специальных мездрильных машинах [1]
Мездрение обычно осуществляют перед золением. При этом, однако, не достигают полной степени мездрения. Поэтому после золения требуется дополнительное удаление остаточной подкожной соединительной ткани, имеющейся главным образом в пашине. Это связано с дополнительными затратами на производство.

Наиболее близким изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ мездрения кож или шкур путем их обработки золем оксида кремния, содержащим 30 50 оксида кремния в форме неагломерированных частиц среднего диаметра 9 100 нм, с последующим механическим отделением подкожной соединительной ткани [2]
Недостатком известного способа является необходимость промывки обработанных кож и шкур перед осуществлением последующих операций в отмочнозольном процессе, что осложняет технологию. Дальнейший недостаток заключается в том, что в современных отмочно-зольных процессах используют ферменты и поэтому применение дополнительного обрабатывающего средства связано с дальнейшим осложнением технологии.

Задачей изобретения является разработка способа мездрения кож и шкур, позволяющего упростить технологию без ухудшения качества обработки.

Поставленная задача решается в способе мездрения код и шкур путем их обработки жидкой средой, содержащей активное вещество, и последующего механического отделения подкожной соединительной ткани за счет того, что в качестве жидкой среды, содержащей активное вещество, используют раствор, содержащий по крайней мере один протеолитический фермент с выраженной эластолитической активностью, и процесс осуществляют при температуре 5 - 30^oC и величине pH 5 -10 в течение 2 24 часов.

В качестве протеолитических ферментов (энзимов) (Е.С.3.4.) можно применять находившиеся широкое применение на промышленной практике системы, причем собственные эластазы входят в класс Е.С.3.4.21.36.

Особо пригодными оказались щелочные протеазы [Е.С.3.4.21. в случае необходимости и их смеси. Эти щелочные протеазы особенно отличаются тем дополнительным свойством, что по сравнению с эластином они обладают выраженной протеолитической активностью. Эластин представляет собой важный компонент подкожной соединительной ткани. В случае применяемых в рамках предлагаемого способа щелочных протеаз речь идет о протеазах, проявляющих максимум активности (в отношении тест-субстратов, таких, как, например, гемоглобин или казеин) в щелочной области, в частности при pH > 8,0, в особенности при pH 9,5 12,5. Определение эластолитической активности проводится согласно X. Бакала и др. "Biochimie" 60, с. 1205 1207, 1987.

Применяемые в рамках предлагаемого способа щелочные протеазы обычно имеют молекулярную массу 25 000 35 000, причем, однако, и протеазы другой молярной массы могут обеспечивать удовлетворительные результаты. Большинство щелочных протеаз являются стабильными в области pH 5 10 при умеренных температурах, не превышающих примерно 55 60^oC.

Пригодными являются щелочные протеазы микробиологического и другого происхождения. Особо отметить можно щелочные бактериальные протеазы [Е.С. 3.4.21.14] в частности протеазы, выделяемые из бацилл разных видов, таких, как, например B. subtilis, B.Licheniformis, B.pumilis, B.firmus, B.megaterium, B.cercus, B.amylosacchariticus, B, thermoproteolyticus, и, в частности, так называемые субтилизины (субтилизин Ново, субтилизин Карлсберг), см. Л. Кей и др. Biotechnol. Bioeng. 12, с. 213, 1970, Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, 4-ое издание, том 10, с. 517 522, издательство "Ферлаг Хеми", 1975.

Технические препараты субтилизина обычно проявляют активность в диапазоне 1 6 Ансона. Кроме того, можно использовать нейтральные и щелочные грибковые протеазы [Е.С.3.4.21.15] в частности выделяемые из грибков видов Aspergillus и Streptomyces.

Пригодными являются, в частности, сериновые протеазы, такие, как, например, протеазы, выделяемые из грибков Aspergillus oryzae, A,flavus, A.sojae, A.niger, A.saitoi, A.parasiticus, а также протеазы, выделяемые из грибков Penicillium sp. как, например, P.cyaneo-fulvum, или же Streptomyces griseus, S. fradiae, S. rectus, а также Seratia marcescens, Paec. varioti, Rhizopus chinensis и Mucor pusillus.

Согласно изобретению, щелочные протеазы применяют в количествах 1 000 - 100 000 единиц по Лелейну-Фолхарду, предпочтительно 5 000 30 000 единиц по Лелейну Фолхарду (далее: "ЕЛФ") на кг кож и шкур. В зависимости от продолжительности обработки доза протеаз составляет ориентировочно 0,05 - 0,5 предпочтительно 0,1 0,15 от парного веса код и шкур, причем исходят из активности ферментов (энзима), составляющей примерно 4 000 ЕЛФ (см. ниже).

Протеолитическую эффективность ферментов (энзимов) целесообразно определяют в соответствии с так называемым методом Лелейна-Фолхарда ("Die Lohlein-Volhard'sche Methode zur Bestimmung der proteolytischen Aktivitat", Gerbereitechnisches Taschenbuch, Дрезден-Лейпциг, 1955) и указывают в "ЕЛФ" (см. выше). Под "ЕЛФ" понимают то количество фермента (энзима), переваривающее в специфических условиях данного метода 1,725 мг казеина. О дополнительном методе определения активности протеаз, в основе которого лежит метод Ансона (M.L. Anson, J.Gen. Physiol. 22, стр. 79. 1939), можно сказать следующее. Единицы называют "единицами протеиназы (гемоглобин) E_г6". Одна E_г6 соответствует тому количеству энзима, катализирующее выделение растворимых в трихлоруксусной кислоте обломков из гемоглобина, эквивалентное 1 моль тирозина, в минуту при температуре 37^oC (измерено при 280 нм). 1 мE_г6 10^-3E_г6. (См. Р.Дж. Бейнон, Дж.С. Бонд, Proteolytic Enzymes, изд. IRL Press).

При осуществлении изобретения необходимо учитывать, что температура ферментной обработки не должна превышать 30^oC. На практике работают предпочтительно в диапазоне температур 10 20^oC. Эти температуры можно беспроблемно поддерживать, так как свежие кожи попадают на стадию обработки согласно изобретению в охлажденном состоянии (их температура примерно 5^oC). Соблюдение предпочтительных температур связано с тем, что действие ферментов (энзима) направлено в большей степени на подкожную соединительную ткань, а в меньшей степени на саму кожу. Кроме того, при более низких рабочих температурах риск повреждения кожи бактериями и другими микроорганизмами меньше. Несмотря на это, в случае более длительной обработки кож или шкур рекомендуется применение общепринятого бактерицида, такого, как, например, червертичные аммониевые соли, дитиокарбаматы, тиоцианаты, производные бутадиена, производные изотиазолинона и т. д. В некоторых случаях выгодна добавка смачивателей, так как они в состоянии ускорить процесс. Их применяют в количестве 0,01 1% предпочтительно 0,05 0,3 от парного веса. Применяют, в частности, продукты на основе этоксилированных жирных спиртов, н-парафиновые сульфонаты или н-акилбензолсульфонаты.

В общем применяемые для ферментной обработки кож или шкур водные ванны составляют 100 200 от парного веса. Значение pH составляет предпочтительно 6,5-8,0.

Превосходное действие щелочных протеаз, в особенности субтилизиновых протеаз, в рамках предлагаемого способа является тем неожиданней, так как они, как известно, оказывают свое собственное действие в щелочной, в частности сильно щелочной, области pH. Невзирая на то что речь идет о щелочных протеазах, в нейтральной области до слабокислой области наблюдают очень хорошее разрушение (дезинтеграцию) подкожной соединительной ткани, за счет чего ее механическое удаление существенно облегчается. Казалось, что использование щелочных протеаз не разрешается из-за общепринятых рабочих параметров, так как в случае работы при более высоких значениях pH возникал бы частичный гидролиз жиров. Образующиеся при этом мыла могут сильно мешать дальнейшей обработке кож, например пенообразованием, в случае утилизации мездры, мясиги и обрезков шкур, идущих на варку клея, где повышенное содержание свободных жирных кислот было бы невыгодным. Кроме того, щелочность привела бы к предварительному набуханию лица кожи, приводящему к повышению его чувствительности, например по отношению к механической нагрузке во время мездрения.

Обработка согласно изобретению позволяет во многих случаях оказаться от дополнительной отмочки. Обработанные, согласно изобретению, кожи и шкуры можно тем самым подвергать дальнейшей переработке в рамках водяных работ, например их можно подавать на золение (см. Е. Пфлейдерер и Р. Рейнер в Х.Й. Рем и Г. Рид, Biotechnology, том 6b, с. 729 742, изд. VCH 1988).

Пример. Во время убоя собирают свежеснимаемые шкуры крупного рогатого скота и охлаждают примерно до 2 5^oC для кратковременного консервирования.

Охлажденные шкуры крупного рогатого скота перерабатывают следующим образом (процентные данные относятся к парному весу).

Ванна для обработки шкур
150% воды, входная температура 25 30^oC, таким образом рабочая температура 15 20^oC
0,3 протеолитического ферментного препарата на основе мутанта Bacillus subtilis, активность 4 000 единиц по Лелейну-Фолхарду
0,1 неионогенного смачивателя (жирный спирт с 13 атомами углерода и 7 - 8 углерода и 7 8 звеньями этилен-оксида), pH 6 8
30 мин движения
10 мин покоя
30 мин движения
общая продолжительность обработки 120 мин
Отпуск ванны.

Мездрение шкур на мездрильной машине.

При этом подкожную соединительную ткань можно беспроблемно и полностью удалять.

Использование: в кожевенной промышленности. Сущность изобретения: охлажденные шкуры крупного рогатого скота обрабатывают раствором, содержащим, по крайней мере, один протеолитический энзим с выраженной эластолитической активностью при температуре 5 - 30^oC и величине pH 5 - 10 в течение 2 - 24 часов. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ мездрения кож и шкур путем их обработки жидкой средой, содержащей активное вещество, и последующего механического отделения подкожной соединительной ткани, отличающийся тем, что в качестве жидкой среды, содержащей активное вещество, используют раствор, содержащий по крайней мере один протеолитический фермент с выраженной эластолитической активностью, и процесс осуществляют при температуре 5 30^oС и величине pH 5 10 в течение 2 24 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют раствор, содержащий щелочные протеазы. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что используют раствор, содержащий протеазы в количестве 1000 30000 единиц по Лелейну-Фолхарду на кг кожи или шкур. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют раствор, содержащий субтилизиновые протеазы. 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что используют раствор, содержащий смачиватель.