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生物酶在纺织工业的妙用及其应用研究

来源:中国纺织助剂网  发布时间:2014年02月21日

脱过氧化氢酶现在有两个商品,一个是Bactosol AP liq(F),另一个是NOVO公司的Terminox,它是卟啉结构,形态上与其他不同,由于其形态关系,“可及性”高,作用快。据报导l分子这种酶可以消除5×10分子H202,若用Bactosol AP liq 1ml/l可在两分钟除尽布面H202,为了经济可用0.1~0.3ml/l处理10~20分钟,该酶可在37℃处理,因为活化能仅7Keal/mol,耐温可达60℃。其他涉及的大类酶还有酯肪酶(Lipases)可与酯肪和类脂(Lipides)作用,可将脂肪分解成甘油与脂肪酸,脂性蛋白脂肪酶(Liprotim Lipases)可选择性她打开脂肪与蛋白相连的疏水键,这两种有时在丝、毛上用。

酶与用酶处理的基质(纤维或织物)之间的关系是密切的,有人说这是锁和钥匙的关系,意思是两者匹配时效果才好,因为ES络合物的形成是关键的一步。因此对基质情况有所了解是很必要的,其中丝的脱胶最筒单,由于丝胶和丝有明显的不同,蛋白酶很易均匀地进入丝胶,将丝胶水解,而丝由于它的结构紧密性,“ES“的生成量极小,因而控制起来很容易。天然棉的结构外层由初级细胞壁构成,主要是棉胶、棉蜡和蛋白质。里层由次级细胞壁构成,外层有拒水性,但棉的外层结构比较松,由二层网状排列而戚,里层主要是纤维素作螺旋状平行排列,棉纤维素结晶区多。无定型区少,用酶处理棉若不作预处理,往往要借表面活性剂来助浸湿与渗透,这里就得考虑表表活性剂与酶的相容性。果胶酶最适宜PH=8,对阴离子——非离子表面活性剂相容,可以使用。(因此可用PH 8×50℃×6小时来作"生物煮炼",但由于生成"ES"状态不太好时间就得6小时,才能获得除白度外与氢氧化钠相似的效果)。用纤维素酶处理,不作预处理要借助于表面活性剂时,对表面活性选择要用非离子表面活性剂。离子性的

表面活性剂对纤维素酶有"钝化"作用,但不使酶"失活",非离子表面活性剂不影响其活性(淀粉酶也是如此),作了预处理的棉织物,纤维素酶从无定型区作用,因为酶易于渗入形成“ES”,由无定型区然后再涉及晶区。丝光棉的作用加快是由于丝光破坏了某些晶区,先染色的棉作纤维素酶处理,有离子结构的直接与活性染色布作用变慢,还原、硫化等的染色布作用与未染色一致,这里也是"ES"结合问题。虽然同为纤维素纤维且经过了预处理,麻的作用变慢;因为麻在纤维素之间有一种粘结物,纤维素酶不易渗入,这从棉可完全溶于FeTNa而麻则不能这点知遭,粘胶长丝的结晶度大大少于棉,但它有个紧密的表皮,因此其作用是先慢后快。棉、粘胶长丝和麻(亚麻、苎麻)若在大浴比中作长时间处理(处理时给予一定的机械作用)其降强曲线基本上是;棉为[ㄟ]形,粘纤长丝为[ヘ]形,苎麻为[乙]形,这与其结构的紧密情况有关,这里的纤维素酶是一般的绿色木霉源的Tricbodermavirid酶,文献报导该酶为椭圆球体长径为40~50?,短径为20~1O?。有的纤维素的某个地方紧密,酶不能渗入形成“ES”,因而作用不着。羊毛的形态结构与分子结构都比较复杂,毛的形态外层为角质,里面是皮质,羊毛的表面有很多鳞片,角质层呈疏水性,作酶处理时,很难作到均匀处理。酶与外层的作用一般是不均一,且较慢,但一旦角质层被破坏。内切蛋白酶的作用又变得非常快,因此控制难度很大,要找"智能"型的酶,使它能作用到一定程度后,对内层停止了作用。羊毛要作"深加工",如:防缩要将双硫键破坏后重建,防毡缩要使鳞片破坏,使不再作"单向运行",因而羊毛的酶处理中会想到移植"使固定"(Immobilization)化的方法,如以丙烯酸酯等来进行“使固定
”。

酶结构中有"酶蛋白"和"辅酶",结构中不同的酶有不同的与某些金属离子形成络合物的情况,当酶结构中的酶蛋白与辅酶相分离,则酶失去了活性,当某些络合的全属离子脱去或减少后,活性也会消失或减小,另外当酶蛋白中某些结构发生变化肘(如硬结等)活性也就消失了,因此酶的激活剂与失活剂常与这些基本关系有关,不少酶中有Ca+2结合,少数酶中有锌或铁的络合离子,这些酶加Ca+2或Zn+2、Fe+2有利于酶的活性,Cu+2则不行,因为其络合物使酶的活动彤态改变了。至于HCH0、单宁、酚等往往会使其中一些蛋白凝结,因而完全失活,所谓"中毒"。离子型表面话性剂对纤维素酶是影响"ES"的很好形成,于是反应"钝化"了。

酶的工业应用在发展。有些方面应用要求重现性和易控性,有一些方面的应用要求酶的特异专一性及“智能”性。当然另一方面又要求价格低,从这些方面看,要进一步寻找酶源,以符合纯度高、有要求的特异专一性、易于生产的酶;加快应用遗传工程,培育出符合处理要求的纯度较高的酶;开发"固定"工艺,使在特殊要求下变难控为易控。

我们说酶一般是无毒无害的、安全的、符合环保要求的……,这是指酶加工废液和酶加工产品而言的。但若将固体的纯酶与人体的一个薄弱部位直接接触,有可能引发局部蛋白质变异的,因此这方面要加以注意。



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