КОЛЛАГЕН ЭЛАСТИН КЕРАТИН - натуральные белки для косметики

.


RSS Подписаться на RSS-ленту

Характеристика микрофлоры шерсти и механизм действия микроорганизмов на шерсть

Основой шерстяного волокна, является белок кератин. В процессе переработки волокно подвергается механическим и химическим повреждениям, что в значительной степени способствует поражению этого материала различными микроорганизмами. Известны три основных типа микроорганизмов, вызывающих биологическое разрушение волокон животного происхождения: грибы, бактерии, актиномицеты. С поверхности шерстяной пряжи и шерстяного волокна было выделено 34 культуры — 17 бактериальных культур. 17 культур мицелиальных грибов (Тульчинская В. П.).

Микрофлора шерсти непостоянна. Она формируется еще в руне до стрижки овец и представлена в основном видами, свойственными почве, разлагающимся растительным остаткам (Ермилова И. А.). Повреждение шерстяного волокна, начавшись в руне, может усиливаться при его хранении, переработке, транспортировке в неблагоприятных условиях.
Помимо нарушения структуры волокна, некоторые бактерии и грибы снижают его качество тем, что придают шерсти синюю и зеленую грязную окраску, несмываемую водой и моющими средствами (Ильичев В Д, Бочаров Б В).

Разрушение шерстяного волокна и механизм действия микроорганизмов на шерсть

Бактерии относятся к наименьшим, очень просто устроенным животным существам. Среди выделенных с поверхности шерстяного волокна микроорганизмов обнаружены спороносные бактерии группы Subtilis, Mesentericus (Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus cereus и др.) (В.П. Тульчинская, М. С. Мишнаевский).

Шерсть бывает населена микроорганизмами еще до процесса стрижки и может вследствие этого иметь различные дефекты. Так, например, зеленые подкрашивания шерстяного волокна связаны с присутствием красителя тиоцина, который является продуктом жизнедеятельности бактерий (Ильичев В Д, Бочаров Б В).

Основными предпосылками для развития и размножения бактерий являются высокое содержание влаги в товаре, высокая опорная температура и нейтральная до слабощелочной среда. Благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов создаются при морской транспортировке или при неполном высушивании.

В результате использования в процессе обработки шерсти растворов щелочных соединений частично разрушается наружная оболочка волокна, что делает его неустойчивым к воздействию протеолитических ферментов бактерий. В поврежденном и разрыхленном чешуйчатом покрове бактерии могут очень легко внедриться в слои веретенных клеток и ликвидировать между ними межклеточное вещество. Вследствие чего в корковом слое появляются продольные микротрещины, а в конечном результате волокно полностью разрушается (Ермилова И А ).

Грибы являются чемпионами среди биологических разрушений, они способны развиваться практически на любом материале, начиная с древесины, кожи, шерсти и кончая сталью и силикатным стеклом. Причиной такой приспосабливаемости является мощный ферментный аппарат, вырабатывающий ферменты (энзимы) — белковые вещества, являющиеся эффективными катализаторами различных химических процессов.

По современным представлениям ферментативная реакция протекает в две стадии. На первой образуется комплекс фермента с веществом, на которое направлено ферментативное воздействие. Это вещество называют субстратом. На второй стадии происходит достижение конечного результата, распад фермент — субстратного комплекса с образованием новых продуктов. Все известные на настоящий момент ферменты по характеру их каталитического действия делят на группы (Войтович В. А., Мохеева Л Н):

1. Гидролазы — ферменты, катализирующие гидролиз, т. е. расщепление веществ водой. Ферменты, катализирующие гидролиз белка называются протеазы.

2. Ферменты расщепления катализируют распад сложных молекул на более простые.

3. Ферменты переноса (феразы) ускоряют процесс переноса целых атомных группировок от одной молекулы к другой.

4. Ферменты изомеризации ускоряют процесс изомеризации органических молекул.

5. Окислительно-восстановительные ферменты.

Возможными источниками засорения спорами грибов могут быть воздух (при производстве и хранении), вода (при производстве), руки рабочих и различные упаковочные материалы. Наиболее высока возможность засорения спорами при хранении, где имеются не стерильные упаковочные материалы, которые способны накапливать пыль и споры грибов (Ильичев В Д, Бочаров Б В). При малых размерах эти споры очень устойчивы и длительное время могут сохранять свою жизнеспособность в неблагоприятных условиях.

Грибы в разрушении шерсти играют двоякую роль: во-первых, они, используя жир, кожные выделения, создают условия для последующей жизнедеятельности бактерий, во-вторых, роль некоторых плесневых грибов может сводиться к механическому разрушению шерстяного волокна. В этом случае происходит расщепление верхушек волокна в результате разрастания гиф мицелия гриба (Ермилова И А).

Хотя кератин не растворим в воде и имеет достаточное сопротивление к действию кератинолитичных ферментов, он в определенных условиях, которые могут привести к механическим или химическим повреждениям, может растворяться. Эти кератинолитичные ферменты находятся микроорганизмах-грибках, бактериях, актиномицетах (Тульчинская В П). Известно, что разрушение шерсти развивается в две фазы. В первой латентной фазе деструкция имеет ограниченный рост, а на самом кератине нет заметных изменений. Эта фаза может иметь разную длительность. Вторая фаза длится 3-4 суток и за это время доходит до быстрого размножения микроорганизмов.

На срезах волокна установлено, что проникновение микроорганизмов может происходить через микрощели в чешуйчатом слое. Щели могут быть различного происхождения: механического, химического и т. д. Опытами показано, что подвергавшаяся интенсивной механической или химической обработкам шерсть легче разрушается микроорганизмами, чем шерсть, которая не подвергалась таким обработкам. Но микроорганизмы проникают в шерстяное волокно и другими способами (М М Дианич, Р М Паращук и др.). На поверхности шерстяного волокна всегда находится специфическая, свойственная только этому волокну микрофлора. Представители этой микрофлоры выделяют протеолитический фермент (в основном пепсин), который вызывает гидролитическое расщепление кератина по полипептидным связям до отдельных аминокислот (Ермилова И А). Стадии разрушения шерсти: вначале микроорганизмы разрушают чешуйчатый слой, а затем проникают в корковый слой волокна. Но сам корковый слой не разрушается, т. к. питательной средой служат расположенные между клетками прослойки межклеточного вещества. В результате нарушается структура волокна: чешуйки, и клетки больше не связаны между собой, волокно растрескивается и распадается. Активность микробиологических процессов, развивающихся на шерсти, зависит от механических повреждений волокна и предварительной обработки шерсти.

Так, например, установлена высокая активность микроорганизмов при отбелке шерсти перекисью водорода в присутствии щелочных агентов, а также шерсти, мойка которой проводилась в щелочной среде. При обработке шерсти в слабокислой среде активность микроорганизмов резко подавляется. Снижение активности микроорганизмов происходит также на шерсти, окрашенной хромовыми и металлосодержащими красителями. Средняя активность микроорганизмов наблюдается на шерсти, окрашенной кислотными красителями.

Наличие жировых веществ в немытой шерсти способствует развитию грибковой микрофлоры.

Повреждение шерстяного волокна можно свести к нескольким обобщенным видам, обусловленным особенностями их структуры (Ермилова И А):

пятнистость и обрастание — скопление бактерий или гифов грибов и продуктов их жизнедеятельности на поверхности волокна;
— повреждения чешуйчатого слоя, местное и распространенное;
— расслоение коркового слоя до веретенообразных клеток;
— распад веретенообразных клеток.

Методы защиты шерстяного волокна от биоповреждений, антимикробная обработка шерсти

Многоэтапный процесс производства, транспортировки, эксплуатации и хранения шерстяных изделий вызывает значительные трудности в борьбе с биоповреждениями.

Среди основных методов защиты шерсти от биоповреждения микроорганизмами можно выделить следующие (Ильичев В Д, Бочаров Б В):
1. Механическое удаление загрязнений.
2. Поддержание правильного санитарно — гигиенического и температурно-влажностного режима.
3. Физические методы (бактериальные фильтры, электромагнитное поле и ультрафиолет, ультразвук, электрохимическая защита и др.).
4. Гидрофобизирование поверхности.
5. Предотвращение проникновения микроорганизмов к объекту биоповреждений (герметизация, очистка воздуха, вакуум, биоцидная газовая среда).
6. Удаление одного из элементов необходимых для роста микробов.
7. Биологическая защита (антагонизм, конкуренция микроорганизмов и т. д.).
8. Создание материалов с заданными свойствами по их биостойкости.
9. Применение биоцидных соединений — один из наиболее эффективных и распространенных методов защиты.

Антимикробная обработка шерсти преследует две основных цели (Крищенко В П ):

- предотвращение разрушения волокон микроорганизмами и развития микроорганизмов на их поверхности;

- получение волокна, обладающего антимикробными свойствами.

Для придания шерсти антимикробных свойств применяют бактериостатические, бактерицидные, фунгистатические и фунгицидные препараты. Бактерицидные (фунгицидные) препараты вызывают гибель соответственно бактерий и грибов, бактериостатические (фунгистатические) — задерживают их развитие. Часто один препарат может обладать активностью по отношению к бактериям и грибам и в зависимости от ряда факторов проявлять бактери — (фунги-) цидное или бактерио-(фунги -) статическое действие (Крищенко В П ).

Существующие методы придания волокну антимикробных свойств по способу обработки можно разделить следующим образом:

- пропитка материала раствором, эмульсией или суспензией антимикробного препарата с последующим высушиванием, при этом в ряде случаев растворимый антимикробный препарат переводится на волокне в нерастворимое состояние. Это наиболее традиционный способ защиты материала, но он имеет существенный недостаток — его эффективность кратковременна, т. к. закрепление препарата на волокне недостаточно прочно, и он разлагается или вымывается в процессе эксплуатации;

- нанесение на волокно соединения, способного химически связываться с ним, придавая ему новые свойства. При этом биологическая устойчивость волокна может быть придана на различных стадиях технологического процесса. К числу таких соединений относятся предконденсаты смол, используемые для придания тканям несминаемости, малоусадочности и гидрофобности.

Первый метод применяется обычно для обработки готовых изделий (тканей, трикотажа), второй — для придания антимикробных свойств как волокнам, так и готовым изделиям (Ильичев В Д, Бочаров Б В).

Широкое распространение получили следующие вещества, повышающие биостойкость шерстяных материалов (Ермилова И А):
- нерастворимые соединения меди и других металлов;
— производные фенола;
— четвертичные аммонийные соли;
— органические производные серы.

Однако использование перечисленных препаратов ограничено из-за их высокой стоимости, токсичности и способности ухудшать свойства тканей после отделки. Антимикробные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать широким антимикробным спектром действия, не оказывать токсичного и раздражающего действия на организм человека, не иметь запаха, их антимикробные свойства должны сохраняться на протяжении всего периода эксплуатации материала даже при частой стирке или химической чистке, антимикробная обработка не должна значительно ухудшать физико — механические и гигиенические свойства, а также гриф материала, не должна существенно изменять оттенок и прочность окраски при крашении (Крищенко В П ).


Опубликовано : Янв 27 2009
Теги:

Сайт: http://www.collagen.su