1. GİRİŞ
Günümüzde, çevre kirliliği ile ilgili sorunların tüm dünyada büyük önem kazanması ve enerji
kaynaklarının hızla tükenmesinin bir sonucu olarak, her endüstri dalının rekabetçi pazar ortamında
varlığını sürdürebilmesi için, çevre bilincinin olması ve doğal kaynakların iyi kullanılması gerekli hale
gelmiştir. Endüstriyel işletmeler ve bilimsel kurumlar, bu konuda, eskiye oranla daha ciddi yaklaşımla
alternatif temiz üretim yöntemleri aramaya başlamışlardır. Dolayısıyla tüm sektörler, daha az kimyasal Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91 Enzimatik Yün Terbiyesi
82
madde ve su kullanarak, daha az atık su ve atık hava açığa çıkartarak, çevreyi daha az kirleten ve enerji
tüketimi düşük olan çevre dostu üretim yöntemlerinin geliştirilip uygulanması konusunda üzerlerine
düşeni yapmak durumunda kalmışlardır. [1]
Tekstil terbiyesinde, çevre yükünü azaltmak ve çevreyle uyumlu bir üretim gerçekleştirmek için, terbiye
işlemlerinde kullanılan maddelerin seçilmesi, bilinçli ve dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Bu kimyasal
maddelerin kullanımı tamamen ortadan kalkamayacağına göre, en azından doğayla daha dost, daha
uyumlu maddeler ve yeni teknolojiler tercih edilmelidir. Ekolojik yöntemlerin önem kazandığı
günümüzde, enzimlerin tekstil terbiyesinde kullanımı her geçen gün artmaktadır. Doğal protein olan
enzimler, çok kolay ve hızlı bir şekilde biyolojik olarak parçalanmaktadır. Bu özellikleriyle atık su yükü
oluşturmamaktadır. Enzim kullanımı sayesinde, işlemler ekolojik olmakta ve mamulün doğal özellikleri
korunmakta dolayısıyla katma değeri artmaktadır. Bu çalışmada da yün lifleri ve yün liflerinin ön terbiye
(karbonizasyon ve ağartma) ve bitim işlemlerinde (tutum ve boyama özelliklerinin iyileştirilmesi)
enzimlerin kullanılması üzerine yapılan çalışmalar derlenmiştir. [1,2]
Yün terbiyesinde başlıca önemli sorun kaynakları arasında, harman yağları, örgü yağları ve diğer
preparasyon maddeleri yer almaktadır. Bu maddeler yıkama sırasında uzaklaştırılmakta ve dolayısıyla da
nihai atık suların KOĐ yüklerine ve su zehirliliklerine katkıda bulunmaktadır. Bununla ilgili en önemli
sorun kaynakları; iyi rafine edilmemiş madeni yağlar (aromatik karbon içeren), APEO (biyolojik olarak
parçalanamayan ve zehirli metabolitlere sebep olan), silikonlar (biyolojik olarak parçalanamayan ve özel
yıkama maddeleri olmadan uzaklaştırılması zor olan), biyositler (sulardaki canlılar için zehir etkisi
gösteren) dir [3].
On yılı aşkın bir süreden beri, enzimler yıkama maddelerinin içerisinde belirli ve inatçı lekeleri
uzaklaştırmak amacıyla kullanılmaktadır. Biyoteknolojinin kullanımı, yıkama maddelerinin yıkama
verimini önemli ölçüde iyileştirmiştir. Yıkama maddelerinde kullanılan enzimler yumurta akı, nişasta ve
yağ içerikli lekeleri eskiden olmadığı kadar etkili bir şekilde uzaklaştırırken, tekstilleri grileşmeye karşı
korumakta ve renkli çamaşırların renklerinin solmasını engellemektedir. Günümüzde yıkama maddeleri
içerisinde kullanılan enzimler; proteaz, amilaz, lipaz, selülazlardır. Enzimlerin düşük sıcaklıkta aktif
olmasından dolayı, yıkama işlemi sırasında tekstillerde korunmaktadır. Burada bir ön yıkama gerekli
olmayıp, bu sayede su ve enerji tasarrufu da sağlamaktadır. Yıkama maddesinin yapısındaki diğer
maddelerle (örneğin tensidler gibi) birlikte yıkama yardımcı maddesi miktarlarında daha fazla bir azalma
sağlamak mümkün olmaktadır. Aynı zamanda enzimler tamamen biyolojik olarak parçalanabilir
özelliktedir. Böylece atık su yükü azalmaktadır. [4]
Yün ön terbiye işlemlerinden gelip de (ağartma gibi) atık sularda bulunabilen diğer zararlı etki
gösterebilecek madde kaynakları da enzimlerin kullanımı yardımıyla azaltılabilmekte ve aynı zamanda
enzimlerin kombinasyonu neticesinde daha iyi sonuçlar (örneğin daha iyi beyazlık derecesi gibi)
alınabilmektedir. [1,2]
2. YÜN LĐFLERĐ HAKKINDA GENEL BĐLGĐ
Dar anlamda yün, koyunların üstünü kaplayan yapağı gömleğinin kırpılmış, yıkanmış ve temizlenmiş
durumuna denir. Fakat pratikte diğer bazı hayvanların sırtlarından elde edilen birçok kıl topluluklarına da
yün adı verilmektedir. Örneğin Ankara keçisinden elde edilen tiftiğin ‘Ankara Yünü’, Ankara tavşanından
elde edilen kıllara ‘Tavşan yünü’, develerden elde edilen kıllara ‘Deve yünü’ denilmesine sık sık
rastlanmaktadır. [5]
Yün insanların iplik yapımında kullandığı en eski liflerden biridir ve tarih boyunca kazandığı önemi,
bugün de belirli bir ölçüde sürdürmektedir. Koyunlardan elde edildiği şekilde bulunan yün (yağıltılı yün,
yıkanmamış yün, ham yün) kabaca 5 öğeden oluşmuş olarak kabul edilir. Yün lifleri, yün yağı, yün teri, Körlü A ., Altay P. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91
83
pislikler ve nem. Bunlardan yün yağı ile yün terinin (ve biraz da deri döküntülerinin) oluşturduğu
emülsiyona yün yağıltısı da denir. Bu beş öğenin miktarları; yün lifinin cinsine, doğa ve hayvanın yaşama
koşullarına bağlı olarak farklılık göstermektedir. [5]
Yün lifleri makropeptit makromoleküllerinden oluşmaktadır. Yünü oluşturan protein maddesine keratin
denilir ve 22 ayrı cins α-aminoasitten oluşmaktadır. Yıkanmış kuru yün elementer olarak analiz
edildiğinde;
% 50-52 karbon
% 22-25 oksijen
% 16-17 azot
% 6,5- 7,5 hidrojen
% 3-4 kükürt ’den ibaret olduğu saptanmıştır. Analiz sonuçları koyunun cinsine, beslenme ve iklim
koşullarına göre farklı sonuçlar verebilmektedir. [6]
Yün keratinindeki aminoasitler içerisinde, gerek nicelik gerekse makromoleküller arasında kovalent bağ
oluşturabilmesi nedeniyle en önemlisi sistin aminoasitidir. Sistin yapıtaşının makromoleküller içerisinde
yerleşimi farklı şekillerde olabileceği gibi, lifler içerisindeki dağılımı ve hatta çeşitli yün tiplerindeki
niceliği de farklılıklar göstermektedir. Liflerin kükürt niceliğini saptayarak sistin niceliği hakkında fikir
yürütmek mümkündür. Çünkü yündeki kükürdün çok büyük bir kısmı sistin yapıtaşına ait olup, az bir
kısmı sistein, metionin, lantionin ve sistein asidi gibi diğer kükürtlü aminoasit yapıtaşlarına aittir. [6]
Yapılan araştırmalar, ince yün liflerindeki kükürt niceliğinin kalın liflerdekine nazaran daha fazla
olduğunu göstermektedir. Kalın liflerde iyi oluşmuş bir medula tabakası (mıh kanalı) olup, bu tabaka
hemen hemen hiç kükürt içermemesi nedeniyle, tüm lifin ortalama kükürt niceliği düşük olmaktadır. Đnce
liflerde ise, medula tabakası mikroskop altında fark edilemeyecek kadar ince olduğundan, tüm lifin
ortalama kükürt niceliği daha yüksek olmaktadır. Yapılan analizler sonucu bir lifin uç kısmındaki kükürt
niceliğinin, kök kısmındakine nazaran oldukça daha az olduğu saptanmıştır. Liflerin hayvan üzerindeki
uzamaları sırasında uç kısımları ışık, hava ve nem ile daha fazla temas ettiğinden bu kısımlarda sistin
kısmen değişikliğe uğramakta ve kükürt niceliği azalmaktadır. Lifi oluşturan çeşitli tabakaların içerdikleri
kükürt nicelikleri de kendi aralarında önemli farklılıklar göstermektedir. Lifin en iç kısmını oluşturan
medula tabakasında kükürt niceliği yok denecek kadar azdır (% 0,23). Fakat buna karşılık bu tabakada
diğer tabakalarda bulunmayan lipidler bulunmaktadır. Dışta bulunan pul tabakasının (örtü hücrelerinin)
içerdiği kükürt niceliği ise tüm lifin ortalamasına göre oldukça yüksektir. Buna karşılık bu tabakadaki
arjinin, tirosin ve serin gibi aminoasitlerin niceliği ise kortekse nazaran düşüktür. [6]
Kaba bir yün lifi kutikula (epidermis, örtü hücreleri, pul), korteks ve medula (mıh kanalı) tabakası olmak
üzere üç tabakadan oluşmaktadır. Aşağıda kısaca bu tabakalar hakkında bilgi verilmektedir.[2]
Kutikula tabakası: kutikula hücreleri yün lifinin dış yüzeyini oluşturmakta ve yün lifinin hidrofillik,
tutum ve keçeleşmezlik özelliklerini etkilemektedir. Kutikula; endukutikula, ekzokutikula-a,
ekzokutikula-b ve epikutikula olmak üzere 4 tabakadan oluşmaktadır.
Epikutikula, kutikulanın yüzeyinin kaplayan ince bir zardır. En dışta bulunan epikutikula zarı en dışta
bulunduğundan tüm yün lifinin özelliklerini etkilemektedir. Epikutikula 3-6 nm kalınlığında olup lifin
kütlesi olarak % 0,1 ‘ini oluşturur. Bu kısım klorlu su veya bromlu su ile baloncuk veya torbacıklar
oluşturarak optik mikroskopta da net görülür.
Epikutikulanın altında, dışa ekzokutikula ve içte endokutikula olmak üzere iki farklı tabaka vardır. Lifin
bu bölgeleri başlıca sistin içeriklerine göre birbirinden ayrılırlar. Ekzokutikula sistin içerikleri farklı olan
a tabakası ve b tabakası olmak üzere iki alt tabakaya ayrılır. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91 Enzimatik Yün Terbiyesi
84
Korteks tabakası: yün lifinin % 90’ını oluşturan korteks tabakası orto- (% 60-90) ve para-korteks (% 40-
10) olmak üzere iki farklı korteks hücresinden oluşur. Parakorteks, ortokorteksten daha fazla sülfür içerir
ve dolayısıyla daha dayanıklıdır ve daha yüksek çapraz bağa sahiptir.
Medula tabakası (mıh kanalı): yün liflerinin ortasında bulunan kanala mıh kanalı (medula)
denilmektedir.
3. YÜN LĐFLERĐNĐN ENZĐMATĐK TERBĐYESĐ
Yünün yapısındaki ve pulcuk tabakasındaki yağ asitleri ve yüksek miktarda disülfit köprüleri yün lifi
yüzeyini yüksek derecede hidrofob yapar. Özellikle yünün baskısında ve boyanmasında yün yüzeyinin bu
hidrofob karakteri rahatsız eder. Hidrofil boyarmaddelerin life difüzyonu engellenir. Yün ön terbiye
işlemlerinde yün lif yüzeyinin hidrofilliğini artırmak amaçlanır. Yün liflerinin ön terbiyesinde genellikle
makaslama, yıkama, karbonizasyon, ağartma işlemleri yapılmaktadır. Bunlardan karbonizasyon ve
ağartma işlemleri hem çevre yükü fazla olan hem de yün lifine zarar verebilecek işlemlerdir. Bu yüzden
yün lifinin ön terbiyesinde enzimlerin kullanılabilirliği üzerine yapılan çalışmalar karbonizasyon ve
ağartma alanında yoğunlaşmıştır. [2,5]
Yünün çapraz bağlı yapısı, proteolitik enzimlere karşı dayanıklıdırlar. Örneğin; tripsin, hücre membranı
boyunca yavaş bir şekilde difunde olmakta ve inkübasyondan birkaç gün sonra lifler kolayca
parçalanmaktadır. Bununla birlikte eğer yün lifi öncelikle indirgenip, alkilleştirilirse, yün lifine
enzimlerin girişi daha da kolaylaşmaktadır. Çünkü enzimlerin özümsenmesi oldukça ılıman ortamda
gerçekleşmekte, asit hidrolizine karşı kararsız olan çapraz bağlar veya aminoasit türevleri serbest
bırakılabilmektedir. Đndirgenme/alkilasyon adımlarını takip eden hidroliz adımının tamamlanması için en
az üç proteolitik enzim gereklidir. Genellikle, kombinasyonlarda kullanılan papain, pepsin ve pronaz gibi
enzimler kullanılır. Prolidaz, prolin bağlarını yıkmak için gereklidir. Amino peptidazlar, N uç grubunu
uzaklaştırmaktadırlar. Esasen, proteolitik enzimler sarı ekstrat çözeltileri elde edildiği zaman inaktiftirler.
Enzimler, normal sulu ortamda etkindirler. Fakat kompleks yün peptitlerin hidrofobik agregatlarının
penetre olması ve parçalanması için yetersizdir. [7]
Yün liflerine uygulanan enzimatik işlemlerle deri artıkları, yün yağı ve bitkisel artıklar
uzaklaştırılmaktadır. Bunun yanında yün yüzeyi modifiye edilerek hem hidrofillik, keçeleşmezlik
sağlanmakta hem de parlak bir görünümle yumuşak bir tutum elde edilmektedir. [2]
3.1 Yünün Enzimatik Karbonizasyonu
Kirli yün liflerinde, ağırlıklarının % 5-40’ı kadar bitkisel artıklar bulunmaktadır. Pıtrak, diken, ot, yaprak,
yem artıklarından oluşan bu bitkisel kaynaklı maddelerin bir kısmı kirli yünün yıkanması sırasında
uzaklaştırılabilmektedir. Fakat başta pıtrak, diken gibi liflere iyi tutunmuş maddeler olmak üzere bir kısmı
da, yıkama ve hatta mekaniksel işlemlerle bile uzaklaştırılamamaktadır. Bu durumlarda kimyasal
yöntemlerden faydalanma yoluna gidilir ki, yünlerdeki bitkisel artıkları uzaklaştırmak için yapılan
kimyasal işleme ‘karbonizasyon (kömürleştirme)’ denilir. [5]
Karbonizasyon, yıkanmış yüne (yapağıya) veya yünlü kumaşlara uygulanabilir. Yapağı karbonizasyonun
avantajı, bitkisel artıklardan arınmış liflerin iplik haline getirilmesinin kolaylaştırılmasıdır. Bunun
yanında pamuk ya da viskon gibi selüloz lifleriyle karıştırılarak kullanılacaksa yünün de, daha yapak
halindeyken karbonizasyonu zorunludur.[5]
Karbonizasyon işleminin esasını, mamulün inorganik asitlerle veya ısıtılınca asidik özellik gösteren
tuzlarla yüksek temparatürlerde işlem görmesi oluşturur. Yünün bu inorganik asitlerle karbonizasyonu
life zarar verebilmektedir. Asidik hidroliz, özellikle yündeki amino gruplarını hedef almaktadır. Seyreltik Körlü A ., Altay P. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91
85
anorganik asit çözeltileri ile muamele edilen yün bir miktar asit absorblar. Bunun sebebi protein
zinciri üzerindeki bazik gruplarla birleşmesidir. Bağlanan bu asit, yünü su ile durulamakla bile
giderilemez. Derişik asitler ise, yün üzerinde bozundurucu etki yapar. Şekil 1 ve 2’de, asidik zarar
görmüş yün lifleri gösterilmektedir. Yünde bulunan bitkisel artıkları uzaklaştırırken yün liflerini koruyan
bir proses; daha yüksek bir yün kalitesi, makine parkına uyum ve kullanılan karbonizayon flottesinin
redüksiyonu ya da eliminasyonu dolayısıyla atık su yükünün minimizasyonu anlamına gelmektedir. [4,7,
8]
Şekil 1 Asit etkisiyle zarar görmüş yün lifleri [8]
Şekil 2 KV reaksiyonu yardımıyla yün liflerindeki asit zararının saptanması. Asitle yün liflerinin zarar görmesi durumunda,
hava kabarcıkları beklenenden 1-2 dakika sonra oluşmaktadır. [8]
Selülaz, ligninaz, hidrolaz, lizaz ve oksidoredüktaz ile yün lifinin enzimatik karbonizasyonu
yapılabilmektedir. Aynı zamanda enzim kompleksleri ile kombine edilmiş sülfirik asit ile bu işlem
yapılabilmektedir. Selülotik veya pektinolotik enzimlerin sayesinde karbonizasyon işleminde kullanılan
sülfirik asit miktarı azaltılmaktadır. [2]
Aynı zamanda pıtrak gibi life sıkı bir şekilde tutunan ve mekanik olarak uzaklaştırılması oldukça güç olan
maddeler ve deri kalıntıları gibi doğal kirlerin yüzeyleri de enzimatik olarak modifiye edilebilmekte; bu
sayede yün ve pıtrak arasındaki kohezyon kuvveti zayıflamakta ve bu maddelerin uzaklaştırılması daha
kolay olmaktadır. [2]
Anchen Üniversitesi’nde Elisabeth Heine tarafından yapılan bir çalışmada, yün karbonizasyonunda
sülfirik asit ile yapılan karbonizasyon işlemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırmak amacı ile selülaz,
pektinaz ve ksilanaz enzimleri kombine halde kullanılmıştır. Yapılan işlem sonucu bitkisel artıklar % 7
oranında parçalanmış fakat, tarama işlemi sonunda herhangi bir ilerleme kaydedilmemiştir. [2]
Hidrolitik enzimlerin ksilanaz, pektinaz ve selülaz (termofil mikroorganizmalardan üretilen) gibi farklı
temsilcileri, yünden izole edilmiş bitkisel materyal ile karşılıklı etkileşim göstermektedir ve parçalanma
derecesi açığa çıkan indirgenmiş şeker miktarı yardımıyla belirlenebilmektedir. %10’luk H2SO4 ile bir
asidik hidroliz, belirtilen koşullar altında % 4.6 (materyal ağırlığı) oranında bir parçalanmaya neden Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91 Enzimatik Yün Terbiyesi
86
olurken enzim preparatının proteaz içermemesi nedeniyle, yün lifleri bu enzimatik kataliz reaksiyonundan
etkilenmemektedir. Ancak uygulanan işlem koşulları dolayısıyla yün liflerinde ısıl sararma ya da
mukavemet kaybı gibi zararların olmamasına da dikkat edilmelidir. [4]
Yapılan araştırmalarda, enzimatik proses öncesinde ultra ses dalgaları ile muamele, tensid ile işlem ya da
basınçlı buharda ön işlem uygulamaları, tensid ve ultra sesle muameleden sonra enzimatik katalizin neden
olduğu parçalanma derecesinin 10 kat daha fazla olduğunu göstermiştir. Buharda kısa süreli ön işlem ise,
yün liflerinde sararmaya yol açmakta ve bitkisel artıklar içeren yün lifleri için bir ön terbiye adımı olarak
değerlendirilememektedir. Yağ, lignin ve pektin gibi bitkisel artıkların ön ya da ard işlem sonrasındaki
morfolojik değişimlerini, ışık ya da tarama elektron mikroskobu yardımıyla enine kesitleri sayesinde
tespit etmek mümkündür. [4]
Enzimatik kataliz sayesinde, hücre duvarında yer alan bitkisel artıklar çözülerek uzaklaştırılabilmektedir.
Buna karşılık, hücre çeperinin lignin esaslı kısmı oldukça kuvvetli bir şekilde korunmaktadır. Lignini
substrat olarak kullanan lakkaz ile yapılan ön denemeler ise, bu enzimin bitkisel artıklara karşı afiniteye
sahip olduğunu göstermiştir. Bu alanda yapılan araştırmalar, oksidatif enzimlerin kullanımı için uygun
perspektiflerin bulunduğunu göstermiştir. [4]
3.2 Yünün Enzimatik Ağartılması
Ağartma yün sektöründe pamuklularda olduğu kadar önemli ve sık uygulanan bir işlem değildir. Dünyada
tüketilen yünün büyük bir kısmı koyu renkte boyanmış mamullerin yapımında kullanıldığından,
ağartılmalarına gerek yoktur. Ağartma daha ziyade beyaz trikotajlar, açık tonlarda boyanacak kumaş ve
trikotajlar ile basılacak yünlü mamuller için gereklidir. Bu durumlarda yünün doğal sarımtırak rengi
rahatsız edeceğinden, bir ağartma işlemiyle giderilmesinde fayda vardır. Yünlü mamullerin yüksek
derecede beyazlatılması zordur. Bunun için gerekli olan ağır koşullar altında lifler zarar görmektedir.
Liflerin zarar görmesi, hemen veya daha sonra yapılan işlemler ve kullanma sırasında mamulün
sararmasına yol açmaktadır. Optik beyazlatıcılar kullanarak, ağartma sonucu elde edile beyazlık
derecesini artırmak mümkün ise de, bunların zamanla ışığın etkisiyle veya güneş ışığında yapılan
kurutmalarda görülen sararmayı artırma gibi önemli bir sakıncası vardır. [5]
Ağartma prosesi; kesiksiz olarak bazik işlemle kombine edilerek veya çektirme yöntemine göre lif, iplik
ve kumaşa uygulanmak koşuluyla gerçekleştirilebilmektedir. Yün hidrojen peroksit ile ağartılmaktadır
(sodyum hipoklorit, renk değişimine ve yünün zarar görmesine neden olmaktadır). Ham yünün bazik
işlemi sırasında yan proses olarak yün ağartmanın yapılmasında yün; çektirme yöntemine göre daha
düşük seviyede hidrojen peroksit ile muamele edilmektedir. Ancak yüksek beyazlık derecesine
ulaşabilmek için (tam beyaz), ilave bir indirgen ağartma da kaçınılmazdır. Đndirgen ağartmalar, oksidatif
ağartmaya kıyasla yünde daha az zarara neden olmaktadır. Sodyum metabisülfit ile muamele yün
parlaklığını artırmaktadır fakat; günümüzde tercih edilen indirgen ağartmalarda, çoğunlukla optik
beyazlatıcılarla birlikte kullanılan stabilize olmuş sodyumditiyonit (hidrosülfit) tabanlı ürünler veya
alternatif olarak tiyoüre dioksit kullanılmaktadır. Yani; daha iyi beyazlık eldesi; yün lifine, özellikle
sistine, verilen zararın artması pahasına hidrojen peroksit tabanlı reçeteler kullanılarak
gerçekleştirilebilmektedir. Oksidatif ağartma adımında hidrojenperoksit; alkali ve hidrojenperoksitin
parçalanmasını yavaşlatan stabilizatörlerin varlığında uygulanmaktadır. Đşte bu ağartma işlemlerinden
kaynaklanan indirgen maddeler, hidrojen peroksit stabilizatörleri gibi maddelerden kaynaklanan ve
biyolojik olarak elimine edilebilirlikleri zayıf olan kompleks oluşturucular (örneğin ETDA, DTPA,
fosfonatlar), sodyumhipoklorit ağartmasından kaynaklanan AOX bileşenleri; atık su yükü oluşturmakta
ve çevreye zarar vermektedir. EDTA, DTPA gibi kompleks oluşturucuların genel atık su arıtma
sisteminden parçalanmadan geçebilmeleri ve sonuçta arıtmadan çıkan su içerisinde metallerin serbest
kalması veya ağır metallerin sulu ortam kalıntılarında yeniden harekete geçebilmeleri riskleri
bulunmaktadır. Ayrıca; inorganik klorlu bileşikler (örneğin boyama ve baskıdan gelen NaCI ve bitim Körlü A ., Altay P. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91
87
işlemlerinden gelen MgCI2 ) içeren atık sular, hidrojen peroksit ağartmasından gelen atık sularla
karıştırıldıklarında, konsantrasyon, pH, süre ve sıcaklığa da bağlı olarak, bunların kloritlere/hipokloritlere
okside olabildikleri bildirilmiştir. Bu nedenle ağartma klor esaslı ağartma maddeleri kullanılmadan
yapılsa bile, atık su da AOX bulunabilmektedir. [3,7]
Günümüzde yapılan çalışmalar ise, bu işlemlerin ekolojik olarak yapılması doğrultusundadır. Yün
liflerinin ağartılmasında papain, pronaz ve pepsin enzimleri kullanılmaktadır. Proteolitik enzim kullanımı
veya peroksitle yapılan kombine işlemlerle elde edilen beyazlık ve hidrofillik sonuçları, sadece
yükseltgen işlemle elde edilenden daha iyi olmaktadır. Alkali ortamda aktive olan hidrojen perokside
karşı dayanıklı olan serin proteazların aktivitesi ortamdaki peroksit artışı ile artmaktadır. Yün lifinde
bulunan doğal renkli pigmentlerin enzim tarafından parçalamasıyla daha yüksek bir beyazlık derecesi
elde edilmektedir. [2]
Riva ve arkadaşları, farklı proteolitik enzimlerle farklı koşullar altında yaptıkları işlemler sonucunda
yünün beyazlığının artığını gözlemlemişlerdir. Deneylerde, enzim konsantrasyonunun artışı sonuçlarda
büyük bir farklılık yaratmazken, işlem süresinin sonuçları oldukça etkilediği gözlemlenmiştir. Sodyum
sülfit ise aktivatör olarak etkili olsa da keçeleşmezlik ve beyazlık derecesinde önemli bir artışa neden
olmazken, liflere zarar verebilmektedir. [2]
Sandoz firmasının çok yönlü bir enzimi olan Bactosol WO enzimi, proteoliz, esteroliz (yağ esterlerinin
parçalanması), lipoliz (yün vaksı, strerol ve diğer lipidlerin uzaklaştırlması) ve keratinoliz (yün pulcuk
yüzeyinin uzaklaştırılması)etkilerini göstermektedir. Bu enzim bio-kasar, bio-merserizasyon, bio-ağartma
işlemlerinde kullanılabilmektedir. [2]
3.3 Yün Liflerinin Tutum ve Boya Absorpsiyon Özelliklerinin Enzimatik Đşlem Yardımıyla
Đyileştirilmesi
Tutum geliştirme ve çekmezlik işlemleri, yün bitim işlemlerinde en önemli kaliteyi artırıcı proseslerdir.
Bununla birlikte, en önemli çekmezlik işlemlerinden biri hala, (chlorine-Hercosett) açığa çıkardığı ürünler
ve su kirliliği sonucu absorbe edilebilir organik halojenlerle (AOX) atık su kirliliğine yol açan kloru
kullanmaktadır. Bu proses, yün liflerinin yüzey özelliklerini modifiye eden klorlama işlemini
içermektedir. Klorlama ile boyama afinitesini artırmak için yün yüzeyinin oksidasyonu veya tutum
özelliklerini modifiye etmek için yumuşatıcı maddelerin uygulanması gibi yaygın bitim işlemleri, tutum
özelliklerini ve boyama davranışlarını geliştirmektedir. Bu proseslerin en büyük dezavantajı olan çevre
kirliliğini önlemek için alternatif metotlara kıyasla liflerin enzimlerle muamele görmesi, en önemli
ekolojik ve ekonomik yoldur.. Şekil 3’de klorlamanın, Neocarmin W boyarmaddesiyle boyanmış yün
liflerinin boya alımı üzerine etkisi görülmektedir. Asidik olarak klorlanmış yün lifi, diğerlerine göre daha
koyu boyanmaktadır. [8, 9, 10]
a)Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91 Enzimatik Yün Terbiyesi
88
b)
c)
Şekil 3 Neocarmin W boyarmaddesiyle boyanmış, klorlanmış ve klorlanmamış yün lifleri a) klorlanmamış b) nötral ortamda
klorlanmış c) asidik ortamda klorlanmış [8]
Yün esas olarak protein ve lipidlerden meydana geldiğinden, proteaz ve lipazlar yün lifi modifikasyonu
için araştırılmaktadır. Çok sayıda araştırma göstermektedir ki, proteolitik enzimler çoğunlukla subtilisin
ve papain (serin-proteaz ve sülfidril-proteaz) olmak üzere; öncelikle yün lifinin iç kısımlarının niteliğini
bozmaktadır. Mesophilic proteazlarla yün muamelesi; keçeleşme eğilimini azaltmakta ve boyama
afinitesinin artmasına yol açmaktadır. Lifin hem kutikula hem de korteks tabakası, proteolitik enzimlerle
modifiye olmaktadır. Bununla birlikte, yün liflerinin düzgünlüğünü ve yumuşaklığını artıran, bunun yanı
sıra daha iyi boyanabilirliğini olanak tanıyan, yüksek çekmezlik dayanımı sağlamada proteaz enziminin
kullanımı büyük önem taşımaktadır. Yün bantlarının ve ipliklerinin tutumu, proteazların neden olduğu
kısmı hidroliz sonucu bükülme katsayısının azalmasıyla geliştirilebilmektedir. [9,10]
Aynı zamanda dikkatli bir şekilde kontrollü olarak proteolitik enzimlerle yapılan enzimatik prosesler; yün
liflerinin eğilme yükünü (buckling load) azaltmakta ve enerjilerini düşürmekte kullanılabilmektedir.
Bunun sonucunda işlem görmüş ipliklerden örülmüş kumaşların subjektif olarak fark edilen batma
hissinde azalma meydana gelmektedir. [11]
Nejad ve arkadaşları, yünlü kumaşı ticari proteaz enzimleri ile muamele etmişlerdir. Enzimatik işlemde,
katyonik, noniyonik, anyonik ve amfoter yüzey aktif maddelerinin varlığının enzimatik reaksiyon hızına
etkisini araştırmışlardır. Anyonik ve noniyonik yüzey aktif maddelerinin varlığında serbest kalan
aminoasit miktarını, bu yüzey aktif maddelerinin kullanılmadığı koşullara göre daha yüksek olarak
bulmuşlardır. Katyonik ve amfoter yüzey aktif maddelerin varlığı serbest kalan aminoasit miktarını
azaltmıştır. Amfoter yüzey aktif maddeler diğer yüzey aktif maddelere göre daha homojen bir kumaş
yüzeyine neden olmuştur. [2]
Schroeder ve arkadaşları, kimyasal olarak modifiye edilmiş proteaz enzimini yün liflerinin terbiyesinde
kullanmışlardır. Proteaz, kutikula tabakasının hidrolizini sağlamaktadır. Bu işlem keçeleşme eğiliminde
azalma, tutumda iyileşme, çekme dayanımında artma sağlarken mukavemet ve ağırlık kaybına sebep
olmaktadır. [2]
Proteazla yün kumaşların enzimatik işlemi, daha sonraki herhangi bir boyama işleminde boya
absorbsiyonunu etkilemektedir. Enzimle işlem görmüş bütün kumaşlar işlem görmemiş kumaşlarla
kıyaslandığında, boya alımında artış göstermektedir. Genellikle enzimatik olarak işlem görmüş
kumaşların boya absorbsiyonu, konvansiyonel yardımcı madde varlığında boyanmış, enzimle işlem
görmemiş kumaşların boya absorbsiyonuna eşit olmakta veya bunların boya alımından daha üstün özellik
göstermektedir. Farklı enzim konsantrasyonlarında işlem görmüş kumaşlar için boyarmadde
absorbsiyonundaki farklılıklar çok yüksek olmamakta, % 3’lük enzim konsantrasyonu en yüksek
boyarmadde absorbsiyonunu sağlamaktadır. Düşük sıcaklıklarda, enzimatik işlem görmüş ve görmemişKörlü A ., Altay P. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91
89
kumaşların absorbsiyon hızları arasında büyük farklılıklar vardır. Yünlü kumaşların enzimatik işlemi,
çalışılan boyarmaddeler için görünür aktivasyon enerjisinde önemli bir düşüş yaratmaktadır. % 3’lük
enzim ile işlem görmüş yünlü kumaşların boyanmasında elde edilen aktivasyon enerjisi değerleri,
enzimatik işlem görmemiş kumaşların boyanmasında elde edilen aktivasyon enerjisi değerlerinin yaklaşık
olarak yarısı kadardır. Bu düşüş; enzimatik işlemin, lifin boyarmadde difuzyonuna dayanıklılığını
düşürdüğünü göstermektedir. [12]
4. SONUÇ
Enzimler ekolojik terbiye işlemlerinde kullanımı gittikçe artan ve artacak olan protein esaslı maddelerdir.
Yün terbiyesinde de enzim kullanımı ilgi çekicidir. Özellikle proteaz, yün terbiyesinde kullanımı en çok
araştırılan enzimdir. Klasik klorlama prosesine alternatif olarak, proteazla çekmezlik ve boncuklaşma
özelliğinin iyileştirilmesi sağlanmaktadır. Ancak enzim pulcuk tabakasını uzaklaştırdığı için lif zararının
kontrol edilmesi çok önemlidir. [13]
Şekil 4 ph 7.6 tampon çözeltisinde 37 0C’de 3 gün süreyle subtilisin (proteaz çeşidi) ile ön işlemden sonra, zarar görmüş
ve görmemiş yün liflerinin SEM görüntüleri [13]
Yine yün terbiyesinde kullanılan papain, tiripsin, pronaz, pepsin enzimleri de yünün pulcuk tabakasını
etkilemektedir. Şekil 5’de çeşitli enzimlerle işlem görmüş liflerin işlem süresine bağlı olarak yüzey
yapılarındaki değişim görülmektedir. [14] Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91 Enzimatik Yün Terbiyesi
90
Şekil 7 Farklı süreler (30, 60,120 dakika) boyunca enzimlerle ( papain, tiripsin, pronaz, pepsin) işlem görmüş yün liflerinin
SEM görüntüleri [14]
Sonuç olarak, bilinçli ve kontrollü olarak yapılan enzimatik yün terbiyesi hem çevre dostu üretim yöntemlerinin kullanılmasını
sağlayacaktır. Hem de yünlü mamullerde istenen özellikler en az zararla elde edilecektir.
5. KAYNAKLAR
1. GÜLÜMSER T., AKÇA C., BAHTĐYARĐ M.Đ., ‘Yün Terbiyesinde Ozonla Đşlemin Beyazlık
Derecesine Etkisinin Araştırılması’, Tekstil ve Konfeksiyon Dergisi, sf: 52, sayı:1, 2009.
2. DURAN K., BOZACI E., KARAHAN A.,‘Protein Esaslı Mamullerin Enzimatik Ön Terbiyesi’,
Tekstil ve Konfeksiyon Dergisi, sf: 187-190, sayı:3, 2007.
3. TÜRKĐYE TEKSTĐL TERBĐYE SANAYĐCĐLER DERNEĞĐ, ‘IPPC Tekstil Sanayi için En
Uygun Teknikler (BAT) Referans Dokümanı ve Đlgili Yönetmelikler’, sf: 55-57, 536, 2002.
4. DURAN K., AYAZ Ö.Y., ‘Enzimlerin Tekstil Terbiyesinde Kullanımına Yönelik Farklı
perspektifler’, Tekstil ve Konfeksiyon Dergisi, sf: 21, sayı:1, 2001.
5. TARAKÇIOĞLU I., ‘Protein ( Yumurta akı) Liflerinin Terbiyesi’, Tekstil Terbiyesi ve
Makineleri, sf: 23-26/ 115-116/ 135-136, cilt:2, 1983.
6. SEVENTEKĐN N., ‘Tekstil Kimyası Kitabı’, E.Ü. Tekstil ve Konfeksiyon Araştırma-Uygulama
Merkezi yayınları, sf: 41-42, 2004 Đzmir.
7. SIMPSON W. S., CRAWSHAW G. H., ‘Wool: Science and Technology’, Woodhead Publishing
Limited in association with The Textile Institute, sf:141: 143, 215-216, 2002.
8. MAHALL K., ‘Quality Assessment of Textiles: Damage Detection by Microscopy’, SpringerVerlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K, sf:32, 2002.
9. JUS S., SCHROEDER M., GUEBITZ G.M., HEINE E., KOKOL V., ‘The influence of enzymatic
treatment on wool fibre properties using PEG-modified proteases’, Enzyme and Microbial
Technology, 40, sf: 1705-1711, 2007.
10. SCHUMACHER K., HEINE E., HÖCKER H., ‘Extremozymes for improving wool
properties’, Journal of Biotechnology 89 sf: 281–288, 2001.
11. BISHOP D.P., SHEN J., HEINE E., HOLLFELDER B., ‘The Use of Proteolytic Enzymes to
Reduce Wool-fibre Stiffness and Prickle’, Journal of the Textile Institute, No:3, sf: 546- 553,
1998.
12. RĐVA A., ALGABA I., PRIETO R., ‘Dyeing kinetics of wool fabrics pretreated with a protease’,
Coloration Technology 118, sf: 59-63, 2002.
13. CARLA J.S.M. SILVA, PRABAHARAN M., GEORG GUBITZ, ARTUR CAVACOPAULO, ‘Treatment of wool fibres with subtilisin and subtilisin-PEG’, Enzyme and Microbial
Technology, No:36, sf: 917–922, 2005. Körlü A ., Altay P. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2009 (2) 81-91
91
14. GOUDARZĐ G., SEPEHRĐZADEH Z., TABATABAEĐ YAZDĐ M., JAMSHĐDĐHA M.,
‘Comparison of Surface Modification of Wool Fibres Using Pronase, Trypsin, Papain and Pepsin’,
FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, Vol. 16, No. 3 (68), sf:90-92, 2008.
