活性生物酶在染整加工中的应用
酶在染整加工中的应用
细菌淀粉酶的活力和稳定性与pH值的关系
从图中可以看出，淀粉酶的活力以pH值 为6时最高，而酶的稳定性则以pH值为6-9.5 时最好，所以酶液的pH值控制在6-6.5为宜。 胰酶的pH值则以6.8-7.0为宜。一些糖化用的 糖化酶pH值应控制在弱酸性范围，故不适合 用于退浆。
3、金属离子或活化剂
化学试剂加工后残留在纤维中的化学试 剂，可对纤维产生许多不良的影响，而 酶是天然产物，副反应少，有利于环境 保护和获得卫生产品； 酶的生产技术的改进，酶处理效率的提 高，应用工艺的不断完善； 酶加工赋于纤维制品优良的性能和高附 加值。
染整加工中目前应用的酶品种还是很少 的，主要包括淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、 脂酶、过氧化氢酶等数种，其原因也许是酶 在染整加工中仅限于“物质分解”之故。而 按酶的作用，实际上只应用了水解酶和氧化 还原酶。
2、淀粉-1,4-葡萄糖苷酶
淀粉-1,4-葡糖糖苷酶是从淀粉分子链的非还原 性末端作用于α -1,4-苷键，将葡糖糖单位一个一 个地切断，生产葡糖糖。对支链来说，该酶不作用 于α -1，6-苷键，但能绕过α -1,6-苷键继续切断 α -1,4-苷键。这种酶的作用使分子链切断速度没 有上者快，淀粉液的粘度下降也不如上者快，但形 成的葡糖糖累积量多，淀粉液还原能力上升快，故 又称糖化酶。 事实上这种作用方式还包括淀粉-1,4-麦芽糖 酶，它使每两个葡糖糖单位切断，产物是麦芽糖。 糖化酶又称β -淀粉酶。
轧堆法就是将织物保持浸渍温度（70-75℃）卷 在有盖的布轴上或放在堆布箱中堆置2-4h，浸渍温 度低时需堆置过夜。浸渍法多使用喷射、溢流或绳 状染色机进行退浆。卷染法是在卷染机上退浆，它 们都是浸渍和堆置交替进行。一般卷染机退浆是先 在浸渍温度下卷绕2-4道，再逐步升温15-20℃卷绕 2-4道，总处理时间取决于交替卷绕的次数。轧蒸法 是连续化的加工工艺，适合于高温酶，可在8085℃浸轧酶液，再进入汽蒸箱汽蒸，90-100℃,13min；或者在85℃浸轧酶液，100-115℃汽蒸15120s。
生物酶在全棉针织物漂染中的实际应用
品的服用性能得到改善和提 高， 又因无毒无 害， 用量少， 可生物降解废水， 无污染而有利于生态 环保的保护。我公司选用生物酶产品在生产 实践 中应用， 令产品品质有大幅度的提 高。实践 证明生物酶产品的应用改善成品质量 ， 降低生产综合成本， 具有实用性， 而且对环保有利。
关键词 ： 物酶 生 前处理 全 棉针 织物 环保
３ ２ 过 氧化氢酶 ．
传统的去除氧漂后织物上残留双氧水的 工艺是高温热水洗加水洗 ， 使双氧水水解挥 发， 这势必会耗费很多时间和大量的水、 电、
汽， 同时也增 加 了污水 处 理 的负 担 和前 处 理
由微 生 物 分 泌 的蛋 白酶 因 菌 种 不 同 而
异， 例如枯草杆菌分泌明胶酶和酪蛋 白酶 ， 可 以水解明胶 和酪蛋 白； 费氏链酶菌分泌角蛋 白酶， 以水解动物 的毛、 蹄 的角蛋 白。 可 角、 蛋白酶将蛋 白质分解成肽 ， 再经肽酶水解成
使 聚半糖醛 酸酯 水解 ， 聚半 乳糖 醛 酸 酶 和 为
ｐ 值 Ｈ 温度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ／ Ｃ
４５ ５５ ．－ ． ５ －５ ０ ５
果胶酸盐裂解酶创造更多的位置。
２ ２ ２ 脂 肪酶 ．．
纤 维素酶 ／ ｏ ） １ ％（Ｍ
时间 ／ ｎ ｍｉ ６ ０
脂肪 酶 即三酰 基 甘 油 酰基 水 解 酶 ， 它催 化天 然底物 油脂 水解 生 脂 肪酸 ， 油 和 甘 油 甘
醛酸酶、 果胶 酸盐裂解酶和果胶酯 酶组成 。
果 胶物质 是 高度酯化 的聚半 乳糖醛 酸 。果 胶
由于织物表面毛羽较多 ， 为获得光洁的
织物 风格 ， 我们采用纤 维 素酶进 行抛光 整理 。
工艺 为 ：
浴 比 １１ ：０
生物酶在染整加工中的应用及其发展
、
适 用 于棉织 物 煮练 的酶 是纤 维 素酶 、果 胶 酶 、
和 连续式 （型箱或轧 蒸 ） 法 。 于退 浆 的酶 主要 是 Ｊ 方 用 淀 粉酶 。 如果 淀粉浆料 中含 有甘油 酸酯类 物质 ， 退浆 时则在 淀粉 酶 中再加 入脂肪 酶 ， 以提 高退浆效 率 。 用 葡糖 淀粉酶退 浆时 ．同时加 入葡糖 氧化 酶可显 著提 高织 物 的光 泽度 。 使织 物手 感柔 软 。 棉纤 维退浆 时一 般用 含酶 的复合退浆 剂 ． 退浆２０ 主要成分 包括 ： 如 ００
纤维 素酶 主要 有３ ： 种 内切 葡 聚糖酶 、 切 葡 聚 外
糖酶 和Ｂ 葡萄糖 苷酶 。这些 纤 维素 酶可 同时 作用 ， 一
相 互 问 也 可 发 生 协 同作 用 。 常 用 的 纤 维 素 酶 是
Ｃ ｌ ｓｆ （ 柔 酶 Ｌ ． 可 去 除纤 维 素纤 维 中杂 ｅｕｏＬ 纤 ｌ ｔ ） 它
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李 淑
生物酶在染整力 工中的应用及其发展 口
１ ３
生 物 髓 在 染 整 加 工 中 的 应 用 及 其 发 展
李 淑华 ， 晓梅 （ 纺织 技术 院， 苏南 ２６ ７ 顾 南通 职业 学 江 通 ２ ０） ０
邱 红 娟 （国 中 纺织出 社， 京 １ ０７ 版 北 ０ ２） ０
将ｐ ￣ Ｕ ． ６ ． 后汽蒸 ３ ５ｍ ｎ 随后 用 热水 洗 Ｈ ６２ ． 最 ４ ｉ．
理， 麻纤 维 沤麻 ， 真丝 脱胶 ， 毛 防缩等 各方 面 。 羊
１ 棉 织 物 的前 处 理 和整 理
１１ 前 处理 ．
１１１ 退 浆 ．．
涤 。这 种方法 处理 的织 物退浆 均 匀 轧堆法 ： 如织 物在 含２ｇＬＫ ｍ ｌ ｅ 的溶 液 中 ／ ｅ ｙａ 酶 ｓ 浸 轧 后 。０℃时 堆 置６ ｉ． ｅ ｌｓ酶 可将 淀 粉 ６ ０ｍｎ Ｋ ｍｙａｅ
生物酶在纤维素纤维染整中的应用
的 Ｐ Ａ成分 。 Ｖ
工序 的主要 目的。仍 以棉织 物为例 ， 其传统 的煮 布锅煮练 工艺
流程为 ： 轧碱一进锅一 煮练一水洗 。工艺条件 ： 轧碱温度 ５ ０℃ ， 煮布温度 １ ０℃ ， ３ 煮布 时问 ５ｈ以上 。 传统工艺 中轧碱浓度为 ３ ／ 煮布 的碱浓 度为相对 织物 ０ｇ Ｌ， 重量 的 ８ 。煮练后 水洗 ， 主要 是为 了去杂 。选 用丹 麦诺 维信 公 司生产的果胶酶 Ｂｏ ｒｐ对棉织 物进 行煮练 ， ｉＰｅ 工艺流程如下 ： 浸轧热水一 浸轧酶液一堆置一汽蒸一 水洗
丝 ” 物 抛 光 整 理 对 织 物性 能 的影 响 。 织
关 键 词 ： 物酶 ； 维 素 纤 维 ； 用 生 纤 应
中图分类号 ： １ ３３ ＴＳ ０ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ３ ０ ５ （０ ７Ｏ 一Ｏ４ —０ １ ７ － ３ ６２ ０ ）６ ０ ８ ２ 工艺条件 ： Ｈ８ ５ 轧酶 温度为 ５ ｐ ．， ０℃ ， 置时间为 ５ ｎ 堆 ０ｍｉ 汽 蒸 温 度 为 １０℃ ， ０ 汽蒸 时 间 为 １ ｎ 水 洗 时间 为 ５ｍｉ。 ０ｍｉ， ｎ 果胶酶的加人量为 ２ｇ Ｌ。工艺 中的汽蒸是为 了杀灭蛋 白 ／
比较两个煮练工艺不难 看出， 酶煮练的工艺 时问 明显 偏短 ， 能源 消耗明显减少。经此工艺煮练 的 ４ ×４ ２ ×６ ０ ０１ ０ ０的纯棉府 绸 ，
酶在棉织物的前处理中的应用及探讨
酶在棉织物的前处理中的应用及探讨摘要：在环境污染和社会化生产之间的矛盾日益严重的今天，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。
随着国家环保标准的日趋严格，企业对清洁生产的认识逐步增强，节能环保的新技术、新工艺、新设备的推广应用将是大势所趋。
生物酶制剂，作为一种节能减排、对环境友好的助剂，正在纺织印染加工中扮演着越来越重要的角色。
文章主要对生物酶的性质和特点，酶退浆的原理和工艺，酶煮练的原理和工艺，以及过氧化氢酶的漂白进行了研究及探讨，并对酶的发展前景进行了分析。
关键词：生物酶棉织物退浆煮练漂白1．前言织物前处理是染整生产过程中的基础工序，它对稳定提高后道工序(染色、印花、后整理)的产品质量，起着重要作用,尤其是纯棉织物的前处理工艺，其加工目的，是要去除织物上的天然杂质和在纺织过程中附加的浆料、助剂及玷污物，包括去除化纤织物上的各种油剂及助剂，使织物具有良好的润湿性，均匀的白度、较好的清洁外观、光泽、手感和稳定的尺寸、强力，还要满足近年来客户及消费者对产品色差、色牢度、色泽鲜艳度、纯正度、实物外观、缩水率、手感及生态环境等方面越来越高的要求，这更显示出其重要性。
再由于染整前处理工序的能耗在总能耗中占有较大比例，据报导其能耗约为染整过程总能耗的70%以上(耗水量占60%以上)。
同时前处理工序产生的污水对环境污染影响极大，其污染程度也要占到70%以上，因此，染整前处理工序的重要性是不言而喻的。
纯棉织物的前处理生产工艺，传统上一直采用高温强碱的化学方法，这种工艺消耗大量能源，并产生大量对环境有害的物质。
在环境污染和社会化生产之间的矛盾日益严重的今天，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。
为此，国际上早在20世纪90年代初就研究采用生物酶技术进行纯棉织物的前处理工艺，以取代传统的高温强碱工艺，我国近几年也开始采用这一新工艺。
棉织物生物酶前处理是有利于环保的新兴技术。
在棉织物的退浆、煮练、漂白工序都有应用酶的研究，其优点是有利于生物降解、低温节能和手感柔软，但与常规棉织物的前处理相比，还存在加工成本高等问题。
对我国染整用生物酶技术的思考和建议
对我国染整用生物酶技术的思考和建议徐谷仓【摘要】据有关资料介绍,上世纪90年代以绿色环保为特色的生物酶应用、数码印花、低温等离子和超临界流体染色等新技术、新工艺被认为是纺织染整加工技术的4个发展方向.进入21世纪以来,绿色环保的工艺技术得到了重视和发展,其中,生物酶技术的应用也得到较快发展.由于生物酶制剂具有高效、专一和反应条件温和等特点,且催化反应生成的产物与环境相容性好,工艺节能环保,故近年来生物酶技术在染整中的应用也取得了一定进展.但生物酶在应用中还存在不少问题,业界应予以重视并设法解决,让这项绿色环保技术能真正得到迅速发展,使我国染整工艺技术赶上国际先进水平.【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】5页(P74-78)【作者】徐谷仓【作者单位】中国纺织工程学会染整专业委员会【正文语种】中文酶处理工艺具有节能降耗、可生物降解等优点，是一种符合生态环保要求的生产工艺。
目前，生物酶在我国纺织染整加工中的应用范围日益扩大，技术也日臻成熟，但也存在一些值得思考的问题。
本文介绍了可应用于染整加工的生物酶制剂，从技术和行业的角度分析了目前存在的问题，并有针对性地提出了一些合理化建议。
As an eco-friendly processing technology, enzyme treatment possesses the benefts of energy saving and biodegradability. The application range of enzyme in dyeing and fnishing industry is expanding, and the technology is gradually mature, but there still exists some problems to be solved. Enzymes available for dyeing and fnishing process have been introduced in this paper. The existing problems have been analyzed by the view of technology and industry, and some rationalization proposals have also been put forward.据有关资料介绍，上世纪90年代以绿色环保为特色的生物酶应用、数码印花、低温等离子和超临界流体染色等新技术、新工艺被认为是纺织染整加工技术的 4 个发展方向。
生物酶在羊毛染整加工中的应用研究
高 能耗 、 重污染 是染 整加 工 中普遍 存在 的顽疾 ，
是严 重制 约染 整行 业 可 持 续 发展 的瓶 颈 ， 已引 起 全
．
Ｅ＋Ｓ—
Ｅ Ｓ—
Ｅ＋Ｐ
（） ２
由于 酶催 化反 应 （ ） （ ） 低 ， 以反 应 速 度 ２ 比 １要 所
社 会 日益 广 泛的关 注 。近年来 染 整工作 者在染 整 设
中的肽键 水解 ， 到 使 部 分 蛋 白质 溶 解 的 目的 。其 达 催化 过程 可分 以下 几 步 ： 在 溶 液 中向纤 维 表 面 扩 酶
段 时 间 内低 能耗 、 污染仍 将是人 们关 注 的焦点 ， 低
是染 整工 作者 努力 的方 向。羊 毛纤 维是 天然 的蛋 白
质纤 维 ， 常用 于制 作 高 档 服装 面料 。利 用 生 物 酶 技 术改 造和 提升 羊 毛纤 维 的性 能 ， 以 实现 纺 织 产 品 可
，
玉访 技
一
９
一
生 物 酶 在羊 毛染 整 加 工 中的应 用研 究
赵 雪 何 瑾 馨 展 义臻 ， ，
（． １ 东华 大 学 化 学 化 工 与 生 物 工 程 学 院 ， 上海 ２１２ ０ ６０ ２ 浙 江三 元 控 股 有 限 公 司 ， 江 杭 州 ． 浙 ３ １２ ） １２１
来 的酶 ， 应式 如下 ： 反
工艺 条件 ， 酶处理 发挥 出最 大 的效用 。 使
２ ２ 酶在 羊 毛前 处 理 中的 应 用 ．
２ ２ １ 羊毛 除杂 ．．
收 稿 日期 ：０ ８ ５— ０ ２０ —０ ３
羊毛 纤 维 的 主要 成 分是 蛋 白质 ， 草杂 的主 要成
作 者 简 介 ： 雪 （９ １ ， ， 读 博 士 研 究 生 ， 要 从 事 纺 赵 １８ 一） 女 在 主
生物酶技术在印染工业中的应用
高出麻 率 ， 技 术上 是可 行的 。 晓 春等 研 究 表 明在 最优 在 毕
工艺条 件下 采用生物 酶 与碱 氧一 浴 脱胶 工艺 ， 处理 光 叶楮 韧皮制 得的 光叶 楮纤 维 各品 质指标 相 对较 好 ， 用于 纺织 应 行业 很有潜力。 最优工艺为 ： 生物 酶用量 ４ ／ ， Ｌ 浴比 １ １， ｇ ： ０ 时 间 ４ｈ 温度 ５ ～ ５ ， ０ ５℃； ｌ ａ ｉ３９ ２ ／ ， 助￣ Ｎ ２ Ｏ ・Ｈ Ｏ ６ｇＬ Ｊ Ｓ Ｍｇ Ｏ ・Ｈ２用 量为 ０１ 浴 比为 １ １ Ｓ ４７ Ｏ ． ％； ：０条件下， ａ Ｈ ５ Ｎ Ｏ ｇ ， 氧水 ４ ／ ， ／ 双 Ｌ Ｌ 煮练 时间 １０ ｉ。 ｇ ５ ｎ ｍ
会对纤维造 成一定的 损伤， 脱胶 后的麻纤维成 单纤维状 态， 大 麻单 纤维 长度仅 ２ 左 右， ０ｍｍ 很难 直 接用于 纺织 ； 而且
中珍珠 粉 碳 酸钙 含 量保 留率 高 ， 采用 酶精 练 完全可 以取 代 碱 精 练 。 ｈ ｅ ｎ ｎ ￣Ｈ ｌｎ Ｅ ｐ等 通过 比较 传 统 Ｓ ｏＹ ｕｇＫａｇ ｅ ｐ ｓ ｅ Ｈ．
统 的化 学 漂 白。 阎贺 静 等 采用 精练 漂 白一浴 法 ， 酶 精 练 在 时加 入Ｈ Ｏ￣Ｅ Ｔ 结果 表明处理 后的棉织物其 棉籽壳 、 １ Ｄ Ａ， ３
蜡 质和 果胶 质的去 除率 与传统 精 练 和漂 白工艺相 当 。 酶精 练 和 漂 白工 艺全 过 程均 在较 低 温度 下进行 ， 且能 达 到比较
考虑 ， 法及微生物 法脱胶 被认为 是极有发 展前途 的。 酶
究发现 角质酶通 过 对棉 纤维 角质的分解 可提 高棉针 织物 的
润湿性 能 ， 增加 角质酶用量可使更 多的角质被 分解 ， 从而 达 到更 好 的润 湿性能 。 角质酶 和 果胶 酶复合后能 不 同程 度 地 提 高棉针织 物的果胶 去除率 、 棉蜡 去 除率和润 湿性能 ， 中 其
生物酶在棉针织物染整加工中的应用
脂 肪 酶 、 胶 酶 等 。也 有 少 量 的氧 果 化还 原酶 如过 氧化 氢 酶 、 酶 等 ， 漆
还 有 转 移 酶 如 谷 氨 酰 胺 转 胺 酶 等
ａ 天 然 纤 维 包 括 天 然 纤 维 上 ． 的 各 类 杂 质 已 在 自然 界 中 长 期 存
固相 作 用 ． 时 酶 也 属 于 高 分 子 物 同
ｂ 酶 的专 一 性 很 强 ．一 般 来 ． 说 ． 种 酶 只 能 分 解 一 种 或 一 类 物 一 质 ．而 天 然 纤 维 含 有 多 种 杂 质 ． 只
用 ． 基 质 损 伤 小 或 无 损 伤 ， 蛋 对 如 白酶 真 丝 脱 胶 温和性 ： 应条件温和 。 反
安 全性 ： 作 安全 ， 控制 Fra bibliotek 操 易 可
对 其 进行 分解 ｄ 酶与纤 维 的作用 属于 液一 ．
酶 的 种 类 很 多 ．但 在 纺 织 品 染 整 加 工 中 应 用 的 主 要 是 水 解 酶 ． 淀粉 酶 、 维 素酶 、 白酶 、 如 纤 蛋
的 处 理 上 ． 对 合 成 纤 维 的 处 理 还 而
很 不 成 熟 存 在 上 述 问 题 的 主 要 原 因 在
节 能 性 ： 低 水 以及 其 他 能 源 降 的 消 耗
１ ． 酶 应 用 的 现状 ２
生物的方法合成色素 ） 。 目前 ． 的 应 用 主 要 集 中在 对 酶
天然纤维 （ 括再 生纤维素纤 维 ） 包
不 多 ． 维 上 的 许 多 杂 质 还 缺 乏 相 纤 应 的 商 品 酶 对 其 进 行 分 解 ， 分 解 如 木 质 素 、 纤 维 素 的 酶 等 都 还 没 有 半 商 品化 另 外 ． 些 成 分 的 杂 质 如 有 棉 蜡 等 （ 要 成 分 是 高 碳 数 的 碳 氢 主 化 合 物 ） 目前 还 没 有 相 应 的 酶 能 到
活性生物酶在染整加工中的应用教学提纲
活性生物酶在染整加工中的应用1活性生物酶的发展背景及其特性1.1 活性生物酶的发展背景当今社会,保护人类生存环境的呼声日益高涨,各国制定的环境政策和法规日益严格,使需要耗费大量化学品和水资源,且会产生大量污染的印染行业面临巨大挑战。
全球的纺织化学和染整工作者不断地寻求、尝试环保型的新产品、新技术和新设备。
酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,因而为越来越多的染整工作者所认可,并替代传统的一些强酸、强碱等化学品用于染整加工中。
现代生物工程技术的发展亦为酶的进一步应用提供了可能。
酶整理工艺代表了纺织工业发展的趋势,其在纺织品整理中的应用正不断向扩大领域和纵深发展。
1.2 酶的特性酶是一类天然的高分子量蛋白质,可催化化学反应的进程,被誉为“生物催化剂”。
作为催化剂,酶具有以下特性[1、2] :1.2.1 专一性酶的专一性体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物,并催化某种类型的反应。
然而酶的专一性程度视酶的种类不同而有所差异。
大多数酶呈绝对或几乎绝对专一性,只催化一种底物反应;少数专一性程度低的酶,可作用多种底物。
1.2.2 高效性酶催化反应的速率极高,一般可达几百万倍。
例如,过氧化氢酶在催化分解双氧水漂白后剩余的过氧化氢反应中,一分子的过氧化氢酶在 1 s 内可催化分解500 万个双氧水分子,可见其效率相当高。
1.2.3 低反应条件酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。
1.2.4 易变性失活在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变从而使酶丧失催化反应活性。
1.3 酶的催化机理酶催化某一特定的化学反应是通过降低该反应的活化能实现的。
酶催化反应的进程可表示为[3]:A + E — A-E — E + B式中:A ———底物;B ———产物;E ———酶。
生物酶在羊毛染整加工中的研究与应用综述
１ 酶的催化效率高 ．比一般催化剂高 ｌ ｌ ． ） ０ ～ ０ 倍 提高
了染整加工行业的后。 复合体破碎 ． 生成 的产物迅速与酶分子分离 。 所
分离后的酶分子又回复到最初形式 ，仍具有活力，如图 １
所示。
Ｅ
的专一性 酶对其作用底物有严格的选择性 ， 以适用于 可
生产中对单一纤维的处理 ３ 酶催化反应 的条件温和 ， ） 一 般酶在接近常温和中性的环境下便可以催化反应 ， 节约能
◆ Ｅ
Ｐ● ●
Ｅ Ｓ Ｅ ＋ ＝ Ｓ一— ＋ — Ｅ Ｐ
源． 设备要求低 ４ ）酶的催化活力可调节控制； ）无毒 ５
性。 因而 ， 生物酶被誉为 ” 环境的友好使者”（ ｖ ｏ ｍ ｎ－ ｅ ｉ ｎ ｅｔ ｎｒ
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ｓ 染 整 及 纺 织 化 学 品
生 物 酶 在 羊 毛 染 整 加 工 中
的研 究与应 用综述
摘要：酶是具有催化能力的特殊蛋 白质 ，除 了具有一般催化剂的特征外，对化学
反应 的催化作用有更为显著的特点 。文章 简要 阐述酶催化机理 ，综合讨论 了生物 酶在羊毛纺织品染整加工中的研究及应 用最新进展 ，指 出生物酶处理工艺在节能 环保 、清洁生产、提高产品附加值方 面有明显的优势和必须解决的关键问题 关键词 ：酶；生物酶；羊毛；染整加工；环保 中图分类号 ： Ｓ１２ Ｔ ９ ． ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０３—３２ （０６ ６—０ ７ ０ ５ ２０ ）０ ０ ４—０ ５
说。 该学说认为： 酶分子的构象与底物原来并非恰当吻合
只有底物分子与酶分子相碰时可诱导后者的构象变得能与
易生物降解 所以可减轻环境污染 。以杰能科公司的中性
纤维素￣Ｉｄ ｇ 为例 ， ｎｉ ｅ Ａ 对含草杂的羊毛进行生物漫渍处理
酶在纺织品染整加工中的应用
1881、纤维素酶1.1 纤维素酶的定义纤维素酶是纤维素是由各种不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系。
一般认为，纤维酶主要由CBI Ⅰ、CBH Ⅱ和葡萄糖苷酶组成的，这些酶在纤维素水解过程中具有协同作用。
纤维素酶正式应用于纺织品化学加工中已有20多年历史。
1.2 纤维素酶在纺织品染整加工中的作用纤维素酶在纺织品染整加工中所起到的主要是水解作用，纤维 素酶的水解是固液多相反应，首先纤维素酶扩散到纤维表面或内部，吸附到纤维底物上，而进一步发生水解反应。
1.3 纤维素酶在生物抛光整理中的应用原理生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺，以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。
天然纤维素的结构复杂，结晶度高，在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体，仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。
生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维，经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。
生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。
与传统的加工方法比，生物抛光有如下优点：织物表面更光洁无茸毛；织物表面显得更加均匀；减少起毛起球的趋向；增加悬垂性并具滑爽手感；处理的织物更具有环保意义。
经过生物抛光处理的织物还有诸多优点：穿着洗涤不易起球，染色鲜艳，保色保新时间长，尤其对印花织物效果更好。
1.4 纤维素酶在牛仔裤加工中作用纤维素酶还应用于牛仔裤产品的洗涤加工，代替石洗加工工艺。
最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上，以获得与石磨相同的染料脱色，洗白等褪色防旧效果。
这种加工的原理是，首先将牛仔服装上的浆料充分去除，充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用；纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解，造成纤维在洗涤时发生脱落，在纤维素酶处理时，牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦，加速服装表面纤维的脱落，并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除，产生石磨洗涤的效果，并具有独特的外观和柔软的手感。
生物酶在纺织印染工业中的应用
生物酶在纺织印染工业中的应用杨 丹 花兆辉（西安 西安工程大学 710048）[摘 要]：本文介绍了纺织印染工业所用生物酶制剂的种类,作用机理,选择性以及生物酶在纺织印染工业中的应用。
并且分析了国内外的研究现状,以及生物酶技术在纺织印染工业中的前景。
[关键字]:生物酶,应用,纺织印染工业,前景0．前言众所周知,生物技术是21世纪三大关键高新技术之一,而酶工程又是生物技术的重要组成部分。
酶（enzyme）是生物体内多数反应的一种生物催化剂，除少数RNA 外几乎都是蛋白质。
酶不改变反应的平衡，它只是通过降低活化能加快化学反应的速度。
酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类反应。
除此以外，还具有高效性、温和性。
酶的温和性，是指酶所催化的化学反应一般是在比较吻合的条件下进行的。
在纺织印染工业中，生物酶是一种无毒、无害，对环境友好的生物催化剂[1-3]，而且它有较大并且独特的优越性：（1）作为一种生物催化剂，无毒无害；（2）生产过程中处理条件温和，作用专一；（3）需用量少，节约成本；（4）反应后释放的酶可继续催化另一个反应；（5）产生的污染容易处理[4]。
酶制剂的生物处理主要是用特定的酶制剂作用到纱线表面从而达到处理目的的一种生物化学处理过程。
利用生物酶处理的目的是：（1）清洁织物表面，减少表面绒毛；（2）防止织物的起球性；（3）改善织物的手感；（4）改善织物的悬垂度；（5）增进织物的吸水性；（6）改善织物与染料的亲和力、给色率和色光[5]。
1．纺织印染行业所用生物酶制剂的种类酶种类繁多，按其使用pH来分，有碱性酶、中性酶和酸性酶；按其使用纤维来分，有纤维素酶和蛋白酶等；按其来源来分，有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、脂蛋白脂肪酶、胰蛋白酶、细菌酶等。
在纺织印染加工中，目前使用比较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化氢酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八类[6-7]。
1.1 纤维素酶纤维素酶是由不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系，是生物产生的一种多组分的混合蛋白质，在适当的条件下，能使不溶性纤维素材料水解成可溶性糖的生物催化剂的总称。
生物酶在印染工业中应用进展
脂 肪 酶能 将脂 肪水 解成 甘 油和 脂肪 酸 ，脂肪 酸
可进 一步氧 化合成糖类 。 ２ １４ ． ．过氧化 氢分解酶
足工 业发 展 中对 酶 制剂供 应 的要求 ， 目前采 用这种
生产方 式的数量不 多 。 （ ）用 微生物 生产酶制剂 ， ２ 来源 丰富 ，大 部分 制剂 都用这 种方 式 生产 。但酶制
肪 酶 完 全 水 解 成 甘 油 ； 另 一 方 面 ， 能 将 蜡 质 水 解 成
Ｉ 就是通 过基 因改性的黑 曲霉漆酶 ，可 以进行牛仔 ＩＳ 服 装仿 旧整 理工 艺 ，获得 的织 物手 感 厚实 、表面 光 洁 、色 泽明快、淡雅 。
２ １８ ． ．葡萄糖 氧化 酶
葡 萄糖 氧 化酶 主要 进行 织物 的漂 白整理 ，漂 白 原 理是 葡萄 糖在 葡萄 糖氧 化酶 的催 化作 用下 ，生成
３ １２ 煮 练 ． ．酶
分解 为肽 ，肽再水解生成氨基酸 。
２． ． 淀粉 酶 １６
淀粉 酶是水解 淀粉和糖原的酶类总称 ，通常通过 淀粉 酶催化 水解织物上的淀粉浆料 ，由于淀粉酶 的高 效 性及 专 一性 ，酶退 浆 的退浆 率 高 ，退 浆快 ，污 染
棉织 物酶 煮练 常用 的 酶制剂 包 括碱性 果胶 酶 、 纤维 素酶 和脂肪 酶 等 。果胶 酶虽然 不 能去除 蜡质 ，
聚 半 乳糖醛 酸 酶 的作用 ，将 多聚 半乳 糖醛 酸 的 甲酯
作者 简介 ：李保梅 （ ９ ３ １８ －）， 河北邯郸人， 士研 究生， 女， 硕
主要从 事纺织印染助剂 的开发和应 用研 究
第 ４ ２１年 ２ ０ ２ 月
李保 梅等 珥 ：生 物 酶 在 印染 工 业 中应 用 进 展 寸 ： 例 眄 木 Ｊ 。 一 ０
酶在印染加工中的应用
酶在染整中的应用酶工程是研究酶的生产和应用的一门技术性学科。
经过了这个学期对酶技术的系统学习，我对酶的一些基本性质原理以及生产等方面已经有了较为深入的认识。
而关于这些酶技术知识的学习，最终都是为了更好的应用到生产实践中去，所以对酶在各方面工业生产中的实际应用也是很重要的一个学习方面，所以现借助有关资料，谈一谈我对酶在染整方面应用的了解。
随全球对环保的日益重视及人们对纺织品要求的提高，纺织染整工业受到很大的挑战。
传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质：如强酸、强碱、氧化剂、还原剂等，不仅消耗资源，损伤纤维材料，而且产生严重污染。
解决这一问题的根本途径在于寻找对纤维和环保不具有侵犯性的工业过程，即发展环境友好型染整工艺，实施绿色染整加工。
生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂。
酶在纺织工业中的应用日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，如生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的有一下应用：1生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的应用；2柔软改性处；3防毡缩改性处理理；4低温染色的改性处理；5羊毛的丝光改性处理6土种绵羊底绒仿山羊绒及羊毛细化改性处理；7抗起毛起球处理；8柔软改性处理。
这体现了生物酶在染整工业中的优越性。
现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。
生物酶的特性和作用机理1生物酶的结构和特性：生物酶是具有催化功能的蛋白质。
象其他蛋白质一样，酶分子由氨基酸长链组成。
其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。
生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下：a高效性：用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。
b专一性：一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。
生物酶在棉织物染整加工中的应用
表２ 过氧 化氢酶去 除氧 漂后残 留双氧水 的优点
工 艺 处理时间 用水量 能量消耗 对染色影响 对环境影响
节省 染料 ； （ ）减轻污水 处理压力 ，降低 污水治理 ９
费用 。
２３２ ． ．酶漂 白与过氧化氢漂 白效果比较
（ ）酶漂 白的优 点 一
２２２ ． ．酶精 练与碱精 练的效 果比较
（ ）酶精练 的优点 一 ‘ （ ）对纤维无 损伤 ，织物失重少 ，可提高棉 织 １ 物 品质 ； （ ）改善 染色 性能 ，匀 染性提高 、得色 量 ２ 上升 ，染色 次 品 率下 降 ； （ ）织 物手 感 柔 软 、丰 ３ 满 ，布面亮 泽 、纹理清 晰 ； （ ）对 特殊敏感 型纤维 ４ 的精练更 具安全性和 可靠性 ，如天 然彩棉 ，棉／ 毛、 棉／ 、棉／ 丝 麻等 。 （ ）低 能耗 、水耗 ，降低废水 中 ５ Ｃ Ｄ Ｏ 指数 ，减少对环境 的污染 ； （ ）作业环境 Ｏ 、Ｂ Ｄ ６ 安全 ，减 低对设备损 伤 ； （ ）合并酶退浆 工序 ，可 ７ 缩短 工艺时 间，提 高生产效 率； （ ）上 染率提高 ， ８
酶 的复合物是所用酶 中最有效 的。 碱精 练 原理 ：传 统 的棉 精 练是在 高温 烧碱 和表 面活 性剂 的共 同作 用下 ，去 除棉 纤维上 的果胶 、蜡
质 和 蛋 白质 等 非纤维 素物 质 ，使棉 获得 良好 的吸水 性 ，便 于 后 道 的漂 白及 印染 加 工 。为 了环保 必 须 对精 练残液 进行 处理 ， 被处 理的棉 纤维减 量大 ，强
（ ）处理温和性 ：作用缓和，不需要高温高压、 ２
强酸 、强碱等条件 。优点：可取代强酸、强碱 等化学
品，操作安全 ，易控制 ，具有环保性，无毒，可生物
生物酶存纺织品染整加工中的应用
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｔ ｉ ａ ｎ ｂ ａ ｏ Ｖ ｅ ｎ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ５ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｂ ｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｃ ｏ － ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｌ ｙ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ — ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｅ ｘ ｔ ｉ ｌ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ｉ ｔ ｉ ｓ ｋ ｎ ｏ ｗ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｂ ｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ， ｍｉ ｌ ｄ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ－ ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｓ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ａ ｌ ｏ ｎ ｅ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ，ｓ ｃ ｏ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ，ｂ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ，ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ， ｗ ａ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ，ｐ ｏ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｂ ｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ — ｍｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｂ ｉ ｏ — — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｎ － － ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｓ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｂｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ； Ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ；Ｅｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｄｅ ｓ ｚ ｉ ｎ ｇ； Ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｓ ｃ ｏ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ； Ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｐ ｏ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ； Ｅ ｎ — ｚ ｙ ｍｅ Ｗａ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ；Ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｂ ｉ ｏ — ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
生物酶在纺织染整中的应用
生物酶在纺织染整中的应用对生物酶进行介绍，简要概述了生物酶的特点和在纺织业中的应用价值，通过生物酶在染整前处理、后处理等不同时期的应用范围，与传统印染方法对比，突出了生物酶在纺织染整中的应用优势，提出生物酶处理与其它生产工序结合，更有利于进一步缩短工艺流程并且降低生产成本。
标签：生物酶；染整；应用0 引言作为由活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的生产和应用在国内外已经有着八十余年的历史，在本世纪八十年代，随着生物工程在国内的发展，酶的制造和应用范围也越来越广，尤其在纺织工业领域得到了广泛的应用。
1 染整加工类生物酶生物酶在纺织业的使用主要用于染整方面，其特点又与在其它领域使用的酶不同。
生物酶的共同特点虽然都是追求高效高转化率，但是在纺织染整业，对生物酶的要求还需要对纺织物纤维的低伤害，要求在保证高效高转化率的基础上对纤维的损伤降到最低，而生物酶只对特定的目标物质产生作用，对于织物纤维损伤小甚至是无损伤。
2 生物酶在纺织染整工业中的发展概况生物酶的应用领域非常广阔，在纺织工业中，曾经主要用来做棉织物的退浆和蚕丝的脱胶处理，而如今的纺织染整领域中，从前期处理到后整理加工都少不了生物酶的作用。
现在，酶处理工艺已被世界公认为是一种完全符合环保要求的生态生产工艺。
3 生物酶在纺织染整中的应用生物酶在纺织染整工业中通常为颗粒状及液体制剂两类。
粉状的酶制剂因为易形成粉尘危害，对操作工人的身体有损，因此少有使用。
在染整过程中酶主要应用于两个方面：一是用于天然纤维如棉、丝等织物的前期加工处理，去除纤维或织物上的杂质为后续的染整加工打下良好基础。
二是织物的后整理加工，去除纤维表面的细小绒毛或使纤维减量，经生物酶处理过的织物外观整洁美丽、手感柔软顺滑。
3.1 生物酶退浆织物在织造前都经过“浆洗”，而浆料在印染过程中又会对于染料的上色造成阻碍。
所以在织物染色前需要进行退浆处理。
传统最常用的退浆方法是采用先碱后酸的方法，对大部分浆料都有效，但是对于织物纤维有着无法避免的损害。
生物酶在纺织中的应用
酶在纺织中的应用摘要：生物酶是一种天然的大分子物质，能有效催化化学反应的进程，很小的用量就能发挥突出的效能，同时生物酶作为一种“无毒无害”的生物制剂能完全生物降解。
生物酶作用条件温和，催化性能专一，催化效率高，是其他任何化学助剂无法比拟的。
经生物酶处理后的纺织品手感柔软，穿着舒适，色泽鲜艳，光泽明亮，产品档次高。
采用生酶进行染整加工，既可节约染化料，节省能源，又无环境污染，用它来代替一些用于如退浆、精炼、漂白、染色等染整加工工序中传统的强酸、强碱等化学助剂。
生物酶技术的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求，具有广阔的发展前景。
关键词：酶；纺织应用；发展趋势；生物酶；练漂。
酶的分类：淀粉酶淀粉酶是对淀粉和糖原水解起催化作用的酶，通过淀粉酶，可以除去织物上的淀粉浆料，虽然目前有许多合成聚合物用来作为棉织物经纱的浆料，但只要淀粉浆继续被广泛使用，淀粉酶就将继续作为优选的退浆剂。
除了价格便宜之外，选取淀粉酶退浆的另一原因是比其它退浆剂(如酸或氧化剂)更利于环保。
淀粉酶的产品有Bactosol PHT，BelsolPZ，Sevolase HT 和Sevolase KWE等。
前者是一种可在高温80℃条件下去除淀粉浆的淀粉酶；后者是一种可缩短反应时间、在沸腾条件下分解淀粉的热稳定细菌酶。
果胶酶果胶酶是对果胶质水解起催化作用的酶。
果胶酶中含有半乳糖醛酸的线型聚合物，能以甲醇酯类或以镁盐两种形式存在。
在棉纤维中，果胶质与角质层纤维外层结合在一起，虽然仅占原棉重量的1% ，但却会影响吸水性。
传统方法是用碱煮练，去除棉纤维的果胶、蜡和色素，但无法去除种子皮等杂质。
现经研究证明，目前用于木材工业的木糖胶酶是解决这一难题的方法。
通过煮练酶脱果胶质，可使棉的吸水性提高，保持纤维柔软的风格；同时，还能在5O℃左右的温度下进行处理，是节能、环保的优良方法。
如果用果胶酶和纤维素酶联合来煮练棉，则能够提高处理速度，增加棉纤维的均匀度。
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活性生物酶在染整加工中的应用1活性生物酶的发展背景及其特性1.1 活性生物酶的发展背景当今社会,保护人类生存环境的呼声日益高涨,各国制定的环境政策和法规日益严格,使需要耗费大量化学品和水资源,且会产生大量污染的印染行业面临巨大挑战。
全球的纺织化学和染整工作者不断地寻求、尝试环保型的新产品、新技术和新设备。
酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,因而为越来越多的染整工作者所认可,并替代传统的一些强酸、强碱等化学品用于染整加工中。
现代生物工程技术的发展亦为酶的进一步应用提供了可能。
酶整理工艺代表了纺织工业发展的趋势,其在纺织品整理中的应用正不断向扩大领域和纵深发展。
1.2 酶的特性酶是一类天然的高分子量蛋白质,可催化化学反应的进程,被誉为“生物催化剂”。
作为催化剂,酶具有以下特性[1、2] :1.2.1 专一性酶的专一性体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物,并催化某种类型的反应。
然而酶的专一性程度视酶的种类不同而有所差异。
大多数酶呈绝对或几乎绝对专一性,只催化一种底物反应;少数专一性程度低的酶,可作用多种底物。
1.2.2 高效性酶催化反应的速率极高,一般可达几百万倍。
例如,过氧化氢酶在催化分解双氧水漂白后剩余的过氧化氢反应中,一分子的过氧化氢酶在1 s 可催化分解500 万个双氧水分子,可见其效率相当高。
1.2.3 低反应条件酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。
1.2.4 易变性失活在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变从而使酶丧失催化反应活性。
1.3 酶的催化机理酶催化某一特定的化学反应是通过降低该反应的活化能实现的。
酶催化反应的进程可表示为[3]:A + E — A-E — E + B式中:A ———底物;B ———产物;E ———酶。
酶先与底物形成酶-底物络合物,改变底物的能量,使其易于发生转变;而反应结束后,酶催化剂与其他所有的催化剂一样,仍保持原状,并可进行其他更进一步的转化。
因此只需要少量的酶便足以维持反应的进行。
1.4 酶失活酶催化反应进行到一定程度后,要采取一定措施使酶失活,如不及时使其失活,会造成纤维损坏,严重时织物完全毁坏。
通常通过改变温度或pH 值来实现酶失活,有时亦可采用化学品使其“中毒”而失活。
1.5 酶处理的应用优势随着生物酶技术的不断发展,酶在纺织品染整加工中的应用可涵盖大部分工序。
酶在染整加工中的应用之所以不断扩大,得益于酶处理所具有的下列优势:①由于酶的生物降解性，酶技术是一种绿色环保的技术；②废水排出量少，其中盐含量和其他有害环境的药剂量也减少；③酶可重复利用；④反应条件温和，能够降低能源的消耗；⑤在加工需求的选择上可以实现多样化。
2 活性生物酶的分类和活性2.1 酶的分类根据酶的来源分：动物酶、植物酶、微生物酶。
前两者是从动物或植物体提取出来的，来源有限，生产周期长，且造价较高，而微生物酶主要是由微生物发酵得到，来源广泛，种类齐全，生产周期短，比较廉价，故工业用一般是后者。
根据生物在细胞外形成酶分：胞外酶、胞酶。
纺织染整加工中应用的酶基本上都属胞外酶。
而胞酶种类最多,过氧化氢酶是典型的胞酶1961年国际酶学委员会根据酶催化作用类型，把酶分成6大类：氧化还原酶：催化物质进行氧化还原反应。
有570种。
转移酶：能够催化除氢以外的各种化学官能团从一种底物转移到另一种底物的酶类。
有490种。
水解酶：催化水解反应的一类酶的总称。
有560种。
裂解酶：催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。
有240种。
异构酶：催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子基团或原子的重排过程。
有85种。
合成酶：又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。
有80种。
2.2 酶活性的测定方法活性测量法有比色法、分光光度法、放射测量法、量气法、滴定法、酶偶联分析等，常用的为前三种：2.2.1 比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法，如果酶反应的产物可与特定的化学试剂反应而生成稳定的有色溶液，且生成颜色的深浅与产物的浓度在一定的围有线性关系可用此法。
2.2.2 分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长围光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
利用底物和产物光吸收性质的不同，可直接测定反应混合物中底物的减少量或产物的增加量。
几乎所有的氧化还原酶都使用该法测2.2.3 放射测量法是酶活力测定中较常用的一种方法。
一般用放射性同位素标记底物，在反应进行到一定程度时，分离带放射性同位素标记的产物并进行测定，就可测知反应进行的速度2.3 酶活性单位1963年国际生化协会酶学委员会推荐采用国际单位（IU）来统一表示酶活性的大小。
1976年对酶活性单位定义为：在特定的条件下，1 min能转化1μmol底物的酶量，即1IU=1μmol/min。
目前国外大多数实验室常省略国际二字，即将IU 简写为U。
为了更直观地反映酶含量的变化，很多实验室不局限传统的报告方式（U），而开始使用正常上限升高倍数（upper limits of normal, ULN）这一表示方法作为酶活性浓度的表示法。
所谓ULN是指把酶测定值转换为正常上限值的倍数。
简单地说，就是用测得的酶活性结果除以参考围的上限值。
由于酶学测定中，一般以酶增加的异常较多，故不取正常下限值作为倍数指数。
3 生物酶在棉织物染整加工中的应用3.1 退浆酶退浆作为最早应用的生物酶技术, 工艺比较成熟。
酶退浆工艺可以分为三个阶段: 浸渍、保温处理和水洗。
酶退浆常采用间歇式、半连续式( 轧卷或轧堆)和连续式( J型箱或轧蒸) 方法。
用于退浆的酶主要是淀粉酶。
如果淀粉浆料中含有甘油酸酯类物质, 退浆时则在淀粉酶中再加入脂肪酶, 以提高退浆效率。
用葡萄糖淀粉酶退浆时, 同时加入葡糖氧化酶可显著提高织物的光泽度, 使织物手感柔软。
故棉纤维退浆时一般用含酶的复合退浆剂。
工艺举例如下:轧蒸法: 织物先在含表面活性剂的热水中浸渍, 使淀粉膜溶胀。
然后将织物以60～70 m/min的速度浸轧酶液, 浸轧液中酶的用量为6～12 g/L, 用醋酸将pH 调到6.2～6.4, 最后汽蒸3～5 min, 随后用热水洗涤。
这种方法处理的织物退浆轧堆法: 如织物在含2 g/L Kemylase酶的溶液中浸轧后, 60 ℃时堆置60 min, Kemylase酶可将淀粉水解为糊精和葡萄糖, 然后热水洗去淀粉水解的产物。
3.2 煮练适用于棉织物煮练的酶是纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和脂肪酶等。
煮练效果最好的是纤维素酶,因为它容易接近纤维素, 因而对纤维中疏水性的杂质容易去除。
其次是果胶酶、蛋白酶和脂肪酶。
纤维素酶主要有3种: 切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β- 葡萄糖苷酶。
这些纤维素酶可同时作用,相互间也可发生协同作用。
常用的纤维素酶是CellusoftL( 纤柔酶L)[4], 它可去除纤维素纤维中杂质, 使纤维光洁、柔软。
这种酶最佳使用条件是: 酶用量3 %( owf) , 作用温度50 ℃, pH=5, 时间60 min。
胰蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶及胰凝乳蛋白酶直接用于棉坯布煮练。
这三种酶在温和条件下( 45～55 ℃, pH=7) 煮练效果与碱煮练的效果相当。
果胶酶在棉织物的煮练过程中起着重要的作用。
碱性果胶酶比酸性果胶酶煮练效果更好, 主要体现在处理后棉织物的润湿性和白度更佳。
碱性果胶酶Bio- prip在60 ℃, pH=5, 时间60 min, 用量为3%时, 煮练棉织物可获得最佳效果。
3.3 漂白棉织物可用Denilite酶加上Denilite Plus进行漂白[5]。
Denilite酶的最佳使用条件为: 用量2 %( owf) ,温度60 ℃, pH=6, 漂白时间45 min。
酶漂白的织物白度指数没有用双氧水漂白的白度指数高, 但Denilite酶漂白后织物保留更好的拉伸强力、硬挺度及质量。
无论是化学方法漂白还是用酶进行漂白, 最终织物的染色深度相同。
过氧化氢漂白后, 织物要经过水洗才能进行染色, 否则残余的过氧化氢将会使染料变色, 如果有金属离子存在, 还会使织物产生破洞。
如果漂后在漂液中加入过氧化氢酶, 这样可直接在漂液中加入染料进行染色, 而无需漂后的水洗。
过氧化氢酶能使残余的过氧化氢迅速而完全分解, 这样可节省前处理用水和时间, 降低成本。
3.4 整理酸性和中性的纤维素酶广泛用于牛仔布的整理以产生砂洗效果和更好的手感, 还可用于纺织品生物抛光。
酸性纤维素酶砂洗, 用于深色牛仔布, 可有效节约成本; 中性纤维素酶砂洗, 不损伤纤维的强力。
用于牛仔布剥色主要是漆酶[6]。
漆酶本身对靛蓝类染料的剥色性能并不好, 但当它与低分子量的有机化合物同时使用时, 剥色迅速进行。
低分子的有机化合物可使不溶于水的靛蓝类染料溶解, 漆酶则破坏染料结构中的羰基共轭双键, 使染料褪色。
这种酶性能稳定, 剥色性能再现性好, 对织物损伤小, 且使用方便, 织物经喷射或浸染后在空气中干燥或酸化处理即可。
4 活性生物酶在麻织物加工中的应用4.1 麻织物煮练麻织物前处理时, 过去常用化学方法。
先对粗纱进行酸化, 去除矿物质; 水洗后再碱煮, 使非纤维素的杂质降解; 最后再漂白。
化学方法处理存在许多缺点,如: 它可引起纤维降解, 使纤维强力下降; 反复水洗消耗大量的水; 95 ℃高温处理, 消耗大量的能源; 污水处理成本高。
麻煮练时, 可用酶法代替化学方法。
酶处理时, 必须用软水, 否则水中钙离子会使酶的活性下降, 所以酶煮练的同时应加入螯合剂[7]。
果胶酶使用时, 最佳的pH在7～8之间, 温度50～60 ℃。
一般与表面活性剂(Biorol OW/60) 和螯合剂ChelamNex同时使用, 螯合剂Chelam Nex主要成分是葡萄糖酸钠、聚丙烯酸酯和聚膦酸脂。
木聚糖酶和半乳糖甘露聚糖酶使用的最佳pH为8、温度为50～60 ℃。
它们的活性都不受表面活性剂及螯合剂的影响。
酶可在温和的条件下对麻纤维进行脱胶, 不同的酶, 其脱胶效果不一样[7]。
下列是不同的酶煮练时酶效顺序: 果胶酶>木聚糖酶>半乳糖甘露聚糖酶=蛋白酶>脂肪酶≥虫漆酶。
纱线经酶煮练比用化学方法处理的纱支性能好, 酶法煮练后的麻纤维纱线的强力好, 且加工的再现性好。
5 活性生物酶在丝织物处理中的应用5.1 脱胶由于组成丝素和丝胶分子的氨基酸种类和含量不等，所以它们的性质存在很大差异。
丝胶可溶于水，对化学药品及蛋白水解酶较敏感；丝素不溶于水，对化学药品及蛋白水解酶显示一定的稳定性。