纤维素酶在棉织物生物抛光中的应用
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都有证明它的存在 。然而 ，经研究表明 ，由低级动物所提取出来的纤维素酶是没有工业应用价值 的， 继而 发现由微生物在较短时间内进行大量培养提取的纤维素酶 ， 能有效地应用于纺织品的湿处理中。纤维素酶 生物整理是近十几年来纺织品后整理加工中的一项新技术 ，由于它能赋予织物光洁的外观、 柔软的手感等 优 良的服 用性 能 ，同时不 增加 环保 的负担 ，在纺 织 品的湿加 工 中有着 广泛 的应用 前景 。 因此 已经越 来越 受
到人 们 的重视 。
１ 纤维素酶简况
１１ 什么是 纤维素酶 ．
纤维素酶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 。纤维素酶主要来源于霉菌 、细菌 、担子菌等微生物 ， 其中霉菌产生酸 『和中 生 性纤维素酶 ，细菌产生碱性纤维素酶。通常用于纺织 品染整加工的是酸性和中性纤维素酶。酸性纤维素酶 在酸性条件下较稳定 ，其反应适宜的 ｐ Ｈ范围在 ３ ６之间 ，而以 ｐ ＝ ～ 最佳 ；中性纤维素酶在 中性条件 ￣ Ｈ ４５ 下较稳定 ， 其反应最佳的 ｐ Ｈ在 ６ ７ ～ 之间。
于织物或纱线表面的茸毛根部和纱线交织处的纤维根部扩散得最快 ， 受酶的作用最强 ， 这些部位在织物运
动 中 的受力 也最 强 ，因而此 处 的纤 维 也最 容易 发生 断裂 。
棉织物经前处理后 ， 纤维发生一定程度上的膨化 ，从而有利于纤维素酶的扩散及作用 ， 酶对纤维表面
接 触产 生 的剥蚀 作用 ，也侵 蚀 到纤 维 的孔 隙和 毛细管 中 ，经水解 使 得微纤 之 间 的连 结松 懈 ，无 定形 区域增
加 ，纤维变得疏松 ，因而酶处理时 ，除了要达到改善织物的外观风格和手感的效果外 ， 还要注意保持织物
或 纱线 的强 力 。
生物酶抛光的实现 ， 不仅需要纤维素酶对纤维素进行水解 ，而且一般都还需要ＪＤ 机械作用力 。一是 ＇ｉ ｌ￣ － 为了促进酶分子与纤维的吸附和解 吸的速度 ； 二是使酶水解产生的产物尽快分散到液相中。因为机械搅动 有助于被酶水解 的茸毛易于从织物表面脱落 ， 使织物表面变得光洁 ， 这是纤维素酶工业化应用中不可或缺 的条件 。除此 ，机械搅动还增加 了酶分子与织物接触的频率 ， 从而达到理想的处理效果 。
糖 的酶称 为纤 维素 二糖酶 ，也 即 Ｂ Ｇ酶 。
１３ 纤维素酶 的作用机制 ．
纤维素酶的作用机制错综复杂 ，到 目 前为止还没有完全弄清。除了各个组分对纤维素分子 的分解作用 外 ，现在越来越多的研究表明纤维素酶的各种组分之间存在着协同作用。不过 ，纤维素酶的水解作用 ，大 体上可以分为以下几步 ： １ 酶分子从水相转移到纤维的表面； ２ 酶分子与纤维表面结合 ，形成 Ｅ Ｓ的 （） （） ＋ 复合物 ； ３ 把水分子转移到酶与底物复合物 的激活位点 ； ４ 在酶与底物的复合物催化下 ， （） （） 水与纤维的
１２ 纤 维 素 酶 的 组成 和性 质 ．
纤维素酶是一种复合酶 ，是催化水解纤维素 、生成葡萄糖 的酶的总称 ，是由多组分酶组成的酶系。它 可 以从多种微生物、植物和动物中制取 。目 前对于纤维素酶的研究不深 ，但就已知的情况来说 ，纤维素酶 至少含有三种成分的酶 ，即可任意切断纤维素分子 中ｐ一 ， 糖苷键的内切 ｐ 葡聚糖酶 （ Ｇ） １一 ４ 一 Ｅ ；从没有还 原基末端开始切断 ｐ一 ， 糖苷键成纤维二糖剩基的外切 ｐ一 １一 ４ 葡聚糖酶 （ Ｈ Ｃ Ｂ）和将纤维素二糖分解成葡萄
２２ 工 艺 ＿ 现阶段 的生物酶抛光工艺应用较为成熟 ， 一般是在退浆后和染色前进行。 为了使织物的化学减量降低 ，
第 ２ 卷 第 ６期 ４
２ １ 年 １ 月 ０ １ ２
武
汉
纺
织
大
学
学
报
、 １ ４ Ｎｏ ６ ， ． ． ０２
Ｄ ｅｃ． ２０ １ｌ
Ｊ ＯＵ ＲＮ Ａ Ｌ ＯＦ Ｗ Ｕ ＨＡ Ｎ ＴＥＸ ＴＩ ＵＮ Ｉ ＥＲＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
纤维素酶在棉 织物 生物抛光 中的应用
・ 通讯作者：陆必泰 （ ９ ８ ） １５一 ，男， 教授，研究方向： 功能纺织品的研究与开发、染整新工艺及新助剂
第 ６期
刘磊 ，等 ：纤维素酶在棉织物生物抛光 中的应用
３ ５
接触表面发生反应 ；（ ） ５ 产生的产物转移到水相 中。
２ 纤维素酶在 生物抛光整 理中的应 用
２ １ 原 理 ． 酶洗时 ， 纤维素酶首先接触织物或纱线表面的纤维 ，还有织物运转时发生较大位移的纱线交织处的纤 维以及突出在织物或纱线上的茸毛，然后才进入到纱线 内部的纤维 。 也就是说纤维素酶的分子在这些突出
工艺中的重要性 。 关键词 ：纤维素酶 ；棉织物 ；抛光 中图分类号 ：Ｔ １５ Ｓ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ９—５６ （０ １ ６—０ ３ —０ １０２ １） ０ ０４ ３
纤维素酶首先于 １０ ９ ６年在蜗牛的消化道中被发现 ，后来在细菌、真菌 ，以及少数 的酵母等微生物 中
刘 磊 ，陆必泰
（ 武汉纺织大学 化学与化工学院 ，湖北 武汉 ４ ０７ ） ３０３
摘
要 ：阐述 纤维素酶的作用机理 ，并简述 纤维素酶对棉 织物 的抛光整理Ｊ Ｅ；分析影响纤维素酶抛光效果的各 －
种 因素 ，包括酶用量、温度 、ｐ 值 、处理时 间等对织物失重率 、起毛气球外观 的影响；指 出纤维素酶在绿色染整 Ｈ
糖 的 Ｂ一 萄糖 苷酶 （ Ｇ ｏ 葡 Ｂ
另外 ，还有一种说法是 ，将可以催化水解 Ｃ Ｃ那样水溶性底物的纤维素衍生物，但很难单独作用于 Ｍ 结晶纤维素的酶称为 Ｃ Ｘ酶 ， 也就是上述的 Ｅ Ｇ酶。将从纤维素的非还原端开始分解成纤维二糖 、与 Ｃ Ｘ 酶共存时能破坏纤维素结晶部分 的酶称为 ｃ 酶 ，也就是上述的 Ｃ Ｈ酶。将可以使纤维素二糖分解成葡萄 １ Ｂ
到人 们 的重视 。
１ 纤维素酶简况
１１ 什么是 纤维素酶 ．
纤维素酶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 。纤维素酶主要来源于霉菌 、细菌 、担子菌等微生物 ， 其中霉菌产生酸 『和中 生 性纤维素酶 ，细菌产生碱性纤维素酶。通常用于纺织 品染整加工的是酸性和中性纤维素酶。酸性纤维素酶 在酸性条件下较稳定 ，其反应适宜的 ｐ Ｈ范围在 ３ ６之间 ，而以 ｐ ＝ ～ 最佳 ；中性纤维素酶在 中性条件 ￣ Ｈ ４５ 下较稳定 ， 其反应最佳的 ｐ Ｈ在 ６ ７ ～ 之间。
于织物或纱线表面的茸毛根部和纱线交织处的纤维根部扩散得最快 ， 受酶的作用最强 ， 这些部位在织物运
动 中 的受力 也最 强 ，因而此 处 的纤 维 也最 容易 发生 断裂 。
棉织物经前处理后 ， 纤维发生一定程度上的膨化 ，从而有利于纤维素酶的扩散及作用 ， 酶对纤维表面
接 触产 生 的剥蚀 作用 ，也侵 蚀 到纤 维 的孔 隙和 毛细管 中 ，经水解 使 得微纤 之 间 的连 结松 懈 ，无 定形 区域增
加 ，纤维变得疏松 ，因而酶处理时 ，除了要达到改善织物的外观风格和手感的效果外 ， 还要注意保持织物
或 纱线 的强 力 。
生物酶抛光的实现 ， 不仅需要纤维素酶对纤维素进行水解 ，而且一般都还需要ＪＤ 机械作用力 。一是 ＇ｉ ｌ￣ － 为了促进酶分子与纤维的吸附和解 吸的速度 ； 二是使酶水解产生的产物尽快分散到液相中。因为机械搅动 有助于被酶水解 的茸毛易于从织物表面脱落 ， 使织物表面变得光洁 ， 这是纤维素酶工业化应用中不可或缺 的条件 。除此 ，机械搅动还增加 了酶分子与织物接触的频率 ， 从而达到理想的处理效果 。
糖 的酶称 为纤 维素 二糖酶 ，也 即 Ｂ Ｇ酶 。
１３ 纤维素酶 的作用机制 ．
纤维素酶的作用机制错综复杂 ，到 目 前为止还没有完全弄清。除了各个组分对纤维素分子 的分解作用 外 ，现在越来越多的研究表明纤维素酶的各种组分之间存在着协同作用。不过 ，纤维素酶的水解作用 ，大 体上可以分为以下几步 ： １ 酶分子从水相转移到纤维的表面； ２ 酶分子与纤维表面结合 ，形成 Ｅ Ｓ的 （） （） ＋ 复合物 ； ３ 把水分子转移到酶与底物复合物 的激活位点 ； ４ 在酶与底物的复合物催化下 ， （） （） 水与纤维的
１２ 纤 维 素 酶 的 组成 和性 质 ．
纤维素酶是一种复合酶 ，是催化水解纤维素 、生成葡萄糖 的酶的总称 ，是由多组分酶组成的酶系。它 可 以从多种微生物、植物和动物中制取 。目 前对于纤维素酶的研究不深 ，但就已知的情况来说 ，纤维素酶 至少含有三种成分的酶 ，即可任意切断纤维素分子 中ｐ一 ， 糖苷键的内切 ｐ 葡聚糖酶 （ Ｇ） １一 ４ 一 Ｅ ；从没有还 原基末端开始切断 ｐ一 ， 糖苷键成纤维二糖剩基的外切 ｐ一 １一 ４ 葡聚糖酶 （ Ｈ Ｃ Ｂ）和将纤维素二糖分解成葡萄
２２ 工 艺 ＿ 现阶段 的生物酶抛光工艺应用较为成熟 ， 一般是在退浆后和染色前进行。 为了使织物的化学减量降低 ，
第 ２ 卷 第 ６期 ４
２ １ 年 １ 月 ０ １ ２
武
汉
纺
织
大
学
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报
、 １ ４ Ｎｏ ６ ， ． ． ０２
Ｄ ｅｃ． ２０ １ｌ
Ｊ ＯＵ ＲＮ Ａ Ｌ ＯＦ Ｗ Ｕ ＨＡ Ｎ ＴＥＸ ＴＩ ＵＮ Ｉ ＥＲＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
纤维素酶在棉 织物 生物抛光 中的应用
・ 通讯作者：陆必泰 （ ９ ８ ） １５一 ，男， 教授，研究方向： 功能纺织品的研究与开发、染整新工艺及新助剂
第 ６期
刘磊 ，等 ：纤维素酶在棉织物生物抛光 中的应用
３ ５
接触表面发生反应 ；（ ） ５ 产生的产物转移到水相 中。
２ 纤维素酶在 生物抛光整 理中的应 用
２ １ 原 理 ． 酶洗时 ， 纤维素酶首先接触织物或纱线表面的纤维 ，还有织物运转时发生较大位移的纱线交织处的纤 维以及突出在织物或纱线上的茸毛，然后才进入到纱线 内部的纤维 。 也就是说纤维素酶的分子在这些突出
工艺中的重要性 。 关键词 ：纤维素酶 ；棉织物 ；抛光 中图分类号 ：Ｔ １５ Ｓ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ９—５６ （０ １ ６—０ ３ —０ １０２ １） ０ ０４ ３
纤维素酶首先于 １０ ９ ６年在蜗牛的消化道中被发现 ，后来在细菌、真菌 ，以及少数 的酵母等微生物 中
刘 磊 ，陆必泰
（ 武汉纺织大学 化学与化工学院 ，湖北 武汉 ４ ０７ ） ３０３
摘
要 ：阐述 纤维素酶的作用机理 ，并简述 纤维素酶对棉 织物 的抛光整理Ｊ Ｅ；分析影响纤维素酶抛光效果的各 －
种 因素 ，包括酶用量、温度 、ｐ 值 、处理时 间等对织物失重率 、起毛气球外观 的影响；指 出纤维素酶在绿色染整 Ｈ
糖 的 Ｂ一 萄糖 苷酶 （ Ｇ ｏ 葡 Ｂ
另外 ，还有一种说法是 ，将可以催化水解 Ｃ Ｃ那样水溶性底物的纤维素衍生物，但很难单独作用于 Ｍ 结晶纤维素的酶称为 Ｃ Ｘ酶 ， 也就是上述的 Ｅ Ｇ酶。将从纤维素的非还原端开始分解成纤维二糖 、与 Ｃ Ｘ 酶共存时能破坏纤维素结晶部分 的酶称为 ｃ 酶 ，也就是上述的 Ｃ Ｈ酶。将可以使纤维素二糖分解成葡萄 １ Ｂ