2006-04-12 00:00:00 來源：來源：中國家紡網
隨全球對環保的日益重視及人們對紡織品要求的提高，紡織染整工業受到很大的挑戰。傳統的染整工藝需要耗用大量的水和化學物質：如強酸、強鹼、氧化劑、還原劑等，不僅消耗資源，損傷纖維材料，而且產生嚴重汙染。解決這一問題的根本途徑在於尋找對纖維和環保不具有侵犯性的工業過程，即發展環境友好型染整工藝，實施綠色染整加工。
生物酶是一種無毒、對環境友好的生物催化劑，其化學本質為蛋白質。酶的生產和應用，在國內外已具有80多年歷史，進入20世紀80年代，生物工程作為一門新興高新術在我國得到了迅速發展，酶的製造和應用領域逐漸擴大，酶在紡織工業中的應用也日臻成熟，由過去主要用於棉織物的退漿和蠶絲的脫膠，至現在在紡織染整的各領域的廣泛應用，體現了生物酶在染整工業中的優越性。現在酶處理工藝已被公認為是一種符合環保要求的綠色生產工藝，它不僅使紡織品的服用性能得到改善和提高，又因無毒無害，用量少，可生物降解廢水，無汙染而有利於生態環保的保護。本文從酶的特性及作用機理，闡述了生物酶在常見纖維品種上的應用，展望了生物酶在染整工業中的應用前景。
l 生物酶的特性和作用機理
1．1生物酶的結構和特性
生物酶是具有催化功能的蛋白質。象其他蛋白質一樣，酶分子由胺基酸長鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀，一部分成摺疊的薄片結構，而這兩部分由不摺疊的胺基酸鏈連接起來，而使整個酶分子成為特定的三維結構。生物酶是從生物體中產生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下：
高效性：用酶作催化劑，酶的催化效率是一般無機催化劑的103 106倍。
專一性：一種酶只能催化一類物質的化學反應，即酶是僅能促進特定化合物、特定化學鍵、特定化學變化的催化劑。
低反應條件：酶催化反應不象一般催化劑需要高溫、高壓、強酸、強鹼等劇烈條件，而可在較溫和的常溫、常壓下進行。
易變性失活：在受到紫外線、熱、射線、表面活性劑、金屬鹽、強酸、強鹼及其它化學試劑如氧化劑、還原劑等因素影響時，酶蛋白的二級、三級結構有所改變。所以在大生產時，如有條件酶還可以回收利用。
可降低生化反應的反應活化能：酶作為一種催化劑，能提高化學反應的速率，主要原因是降低了反應的活化能，使反應更易進行。而且酶在反應前後理論上是不被消耗的，所以還可回收利用。
1．2生物酶的作用機理
酶蛋白與其它蛋白質的不同之處在於酶都具有活性中心。酶可分為四級結構：一級結構是胺基酸的排列順序；二級結構是肽鏈的平面空間構象；三級結構是肽鏈的立體空間構象；四級結構是肽鏈以非共價鍵相互結合成為完整的蛋白質分子。真正起決定作用的是酶的一級結構，它的改變將改變酶的性質(失活或變性)。酶的作用機理比較被認同的是Koshland的「誘導契合」學說，其主要內容是：當底物結合到酶的活性部位時，酶的構象有一個改變。催化基團的正確定向對於催化作用是必要的。底物誘導酶蛋白構象的變化，導致催化基團的正確定位與底物結合到酶的活性部位上去。
2、 應用於染整工業的生物酶的種類
生物酶技術應用於染整加工主要有兩個方面：(1)天然纖維織物的前處理加工，用生物酶去除纖維或織物上的雜質，為後續染整加工創造條件。(2)織物的後整理加工，用生物酶去除纖維表面的絨毛，或使纖維減量，以改善織物的外觀、手感和風格。目前應用的生物酶主要有以下幾種。
2．1果膠酶
果膠酶主要是由果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶和果膠酯酶組成。果膠物質是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用於果膠物質時，果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶直接作用於果膠聚合物分子鏈內部的配糖鍵上，而果膠酯酶則使聚半糖醛酸酯水解，為聚半乳糖醛酸酶和果膠酸鹽裂解酶創造更多的位置。
2．2脂肪酶
脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸進一步進行B一氧化，每次脫下一個C2物，生成乙醯COA(N—環己基辛基胺)，進入TCA(三羧酸)環徹底氧化或進入乙醛酸環合成糖類。
2。3蛋白酶
由微生物分泌的蛋白酶因菌種不同而異，例如枯草桿菌分泌明膠酶和酪蛋白酶，可以水解明膠和酪蛋白；費氏鏈酶菌分泌角蛋白酶，可以水解動物的毛、角、蹄的角蛋白。蛋白酶將蛋白質分解成肽，再經肽酶水解成胺基酸。
2．4 纖維素酶
纖維素酶是一個多組分酶體系，紡織工業中應用的纖維素酶大多數是由木酶屬真菌製造的。纖維素酶中的纖維素二糖水解酶又稱為外切纖維素酶，由CHB I和CHB II兩種酶組成，而內切葡聚糖酶，又稱為內切纖維素酶，至少由5種纖維素酶(EG I、EG II、EG HI、EG IV、EG V)組成。此外，還有13一葡萄糖醛酶。這些纖維素酶在纖維素的水解中具有協同作用。