Untersuchungen zur Modifizierung der Zellmembranlipide von Wolle durch industrielle Ausrüstungsprozesse

Thärigen, Claudia; Höcker, Hartwig

doi:24296

Untersuchungen zur Modifizierung der Zellmembranlipide von Wolle durch industrielle Ausrüstungsprozesse

Thärigen, Claudia (Author)

2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Claudia Thärigen, geb. Sommer

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2002

UmfangXIII, 116 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Höcker, Hartwig (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-02-26

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-3271
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59575/files/Thaerigen_Claudia.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Technische Chemie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 660

Kurzfassung
Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu überprüfen, ob durch Wollausrüstungsverfahren wie Chlorierung, Hercosettausrüstung und Reaktivfärbung modifizierte Lipidbestandteile gebildet werden, die in Verbindung mit Hautirritationen gebracht werden können. Dazu wurde die Zusammensetzung der Lösungsmittel-löslichen Zellmembranlipide von textilchemisch behandelten Wollen mit der Zellmembranlipidzusammensetzung unbehandelter Wolle verglichen. Die Beurteilung einer Veränderung in der Zusammensetzung der Zellmembranlipide durch die textilchemischen Behandlungen erfolgte mittels chromatographischer Methoden wie Dünnschichtchromatographie (DC) und Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (GC/MS). Bei Nachweis von modifizierten Lipidbestandteilen in den Lösungsmittel-löslichen Lipiden der chemisch ausgerüsteten Wollproben wurde geprüft, ob sich die modifizierten Lipidbestandteile auch mit einer künstlichen Schweißpufferlösung extrahieren lassen. Da die Sphingolipide aufgrund ihrer Aminofunktion mögliche Reaktionspartner insbesondere für die Reaktivfarbstoffe darstellen, jedoch bisher nur wenig über ihre chemische Zusammensetzung in Wolle bekannt ist, wurde die Sphingolipidzusammensetzung im Rahmen dieser Arbeit mittels GC/MS charakterisiert. Der Chlorierungsschritt bei der Filzfreiausrüstung von Wolle führt infolge des hohen Oxidationspotentials des freien Chlors überwiegend zur Bildung von Hydroxyfettsäuren, nicht jedoch zur Bildung von chlorierten Lipiden. Die 9,10-Dihydroxystearinsäure, welche den Hauptbestandteil der Reaktionsprodukte der Modellchlorierung von Ölsäure darstellt, wurde nur in den Ethanol-löslichen Lipiden einer im Laborversuch chlorierten Wolle, nicht aber in den entsprechenden Lipidfraktionen der industriell chlorierten und Hercosett-ausgerüsteten Wollproben nachgewiesen. Die DC-Untersuchungen der Ethanol-löslichen und der schweißpufferlöslichen Lipide von mit unterschiedlichen Reaktivfarbstoffkombinationen (bestehend aus Lanasol-, Remazol- und Realan-Farbstoffen) gefärbten Wollen ergaben, dass sie farbige und UV-aktive Bestandteile enthalten. Dabei handelt es sich in einem Fall um einen gelben Bestandteil direkt aus einem Farbstoff (Realan Goldgelb RC 84%), zum anderen um einen durch die verwendeten Farbstoffe modifizierten Lipidbestandteil. Die Untersuchung der Chloroform/Methanol-löslichen Sphingolipide von Wolle mittels GC/MS ergab, dass die Ceramide hauptsächlich aus Sphinganin- und Sphingosinceramiden bestehen, die über eine Amidbindung gebundene Fettsäuren (C16:0, C18:0, C20:0 C22:0, C24:0) enthalten. Sphinganin stellte dabei die hauptsächlich vorkommende langkettige Base in den Ceramiden von Wolle dar. In der Literatur wird eine ähnliche Zusammensetzung für die langkettigen Basen der Ceramide in Humanhaar beschrieben. Im Gegensatz zu den Ceramiden von Humanhaar enthalten die von Wolle keine alpha-Hydroxyfettsäuren als Fettsäurekomponenten. Um die Chloroform/Methanol-löslichen Cerebroside von Wolle mittels GC/MS zu analysieren, wurden die amidgebundenen Fettsäuren und das glykosidisch gebundene Kohlenhydrat durch saure Methanolyse abgespalten. Mittels GC/MS wurde ein Methylgalaktosid identifiziert, woraus sich schlussfolgern lässt, dass die Cerebroside von Wolle möglicherweise Galaktose als Kohlenhydratkomponente enthalten. Der Vergleich der Ceramidzusammensetzung von unbehandelter und reaktiv gefärbter Wolle mittels GC/MS ergab, dass die Reaktivfärbung von Wolle keine signifikante Änderung der Ceramidzusammensetzung bewirkt.

The aim of the present work was to examine, if wet processing of wool e.g. chlorination, chlorine/Hercosett treatment and reactive wool dyeing, generates modified lipids, which might contribute to skin irritation. Therefore, the composition of solvent extractable cell membrane lipids of industrially processed wool has been compared to that of raw white wool top. To assess possible modifications of the cell membrane lipids, several chromatographic techniques, mainly Thin-Layer Chromatography (TLC) and Gas-Liquid Chromatography with Mass Spectrometry coupling (GC/MS), have been used. In the cases where modified lipid components were detected in the solvent extractable lipids of industrially processed wool, the solubility of the modified lipid components in artificial sweat solutions was analyzed. Due to their amino function sphingolipids are possible targets for modification by reactive dyeing. However, since comparatively little is known about their chemical composition in wool, the sphingolipids were extracted from the wool by chloroform/methanol and characterized by GC/MS. As a consequence of the high oxidation potential of free chlorines, the chlorination treatment in the shrinkproofing process of wool leads mainly to the formation of hydroxy fatty acids, but not to the formation of chlorinated lipids. 9,10-Dihydroxy stearic acid represents the main part of the reaction products when the lipid reference oleic acids is subjected to chlorination. It was only detected in the ethanol-soluble lipids of the wool samples which had been chlorinated in model laboratory experiments, but not in the lipid fractions of wool samples with industrial chlorination or Hercosett-treatment TLC revealed that the lipid fractions of wool samples, which had been dyed with reactive dyestuff combinations (consisting of Lanasol, Remazol and Realan dyestuffs) contain UV active and coloured compounds. In one case a yellow component was detected which is directly derived from a dyestuff (Realan Golden yellow RC 84%), in another case a lipid compound modified by the applied dyestuffs was detected. GC/MS analyses of chloroform/methanol-soluble sphingolipids showed that the free ceramides of wool consist mainly of nonhydroxy acid (C16:0, C18:0, C20:0 C22:0, C24:0) amidified sphinganine- and sphingosine related ceramides. Sphinganine was found to be the main long-chain base in the free ceramides of wool. A similar composition for the long-chain bases is described in the in the literature for the ceramides of human hair. In contrast to the ceramides of human hair, the ceramide fraction of wool do not contain alpha-hydroxy fatty acids. To analyze the chloroform/methanol-soluble cerebrosides of wool by GC/MS the amide-linked fatty acids and the glycosidic carbohydrates were released by acid methanolysis. A methyl galactoside was determined to be present as the basic carbohydrate compound of the cerebrosides in wool. No major changes were observed in the qualitative composition of ceramides after dyeing of wool.

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