近期,我校生物工程学院李崎教授团队在皮革环保脱毛方面取得重要进展,研究成果“Significant alleviation of water pollution in leather dehairing through the construction and application of an eco-friendly compound enzyme system”正式发表于Journal of Environmental Chemical Engineering (IF = 7.4) (https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.115520)。
制革行业污染较重,其中皮革脱毛是其产生污染的主要环节。酶制剂催化效率高、环保经济效益显著,但是目前常用的碱性蛋白酶法脱毛存在着易松面、稳定性差、催化活性低等缺点,限制了其推广使用。随着环境压力和资源压力的不断增大,酶制剂在制革行业中的应用逐渐深入,逐步替代化学品的作用,已成为制革用酶的发展趋势。
李崎教授团队基于脱毛过程“留毛-保皮”的原则,结合考虑毛囊组成,将解淀粉芽孢杆菌BS5582菌株产蛋白酶与低胶原活性的角蛋白酶相结合,并辅以协助水解毛囊中蛋白聚糖类物质和油脂的α-淀粉酶和脂肪酶,得到了优化的复合酶组合。同时选择10-15 mM Mg2+作为胶原酶抑制剂以进一步减轻蛋白酶对于皮肤胶原的损伤。采用该多酶组合处理后的毛发残留率和废水羟脯氨酸含量均较低,说明其脱毛效果良好且胶原损伤低。相比于传统灰碱法脱毛工艺,复合酶法脱毛后的牛皮表面毛孔细腻,无发根残留。将复合酶法脱毛方案应用于黄牛皮的脱毛,效果良好。相比于传统灰碱法脱毛溶解毛发导致废液存在大量毛渣,复合酶法脱毛的毛发能够完整保留并从生皮上脱落,在转鼓的机械作用下毛发结团后可从废液中滤除。脱毛废水的TSS、COD和BOD指标相比灰碱法分别降低约91%、43%和49%,污染负荷显著降低,极大缓解了皮革脱毛后的污水处理压力。在此基础上,将基于复合酶的酶法脱毛工艺所得牛皮经过、碱膨胀、脱灰、酶法软化、浸酸和鞣制等工艺后,制成的蓝湿革样品在收缩温度、抗张强度、撕裂力、断裂伸长率等物理机械性能指标上与传统灰碱工艺所制得蓝湿革无明显差异,均符合国家标准要求。论文研究成果为实现绿色脱毛提供了切实可行的方案,有助于改变我国制革行业大量使用化学品的传统生产模式,显著减轻制革行业的环保压力。

李崎教授为论文的通讯作者,钮成拓副研究员为第一作者。上述研究得到了国家重点研发计划(No.2021YFD2100404)的资助。
近年来李崎教授团队在轻工业酶改造方面取得一定成果,相关研究成果已发表在Journal of Environmental Chemical Engineering (2025)、International Journal of Biological Macromolecules (2023/2021)、Process Biochemistry (2024)等本领域权威期刊。