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生物酶在紡織工業(yè)的妙用及其應用研究

來源:中國紡織助劑網(wǎng)  發(fā)布時間:2014年02月21日

脫過氧化氫酶現(xiàn)在有兩個商品,一個是Bactosol AP liq(F),另一個是NOVO公司的Terminox,它是卟啉結(jié)構(gòu),形態(tài)上與其他不同,由于其形態(tài)關(guān)系,“可及性”高,作用快。據(jù)報導l分子這種酶可以消除5×10分子H202,若用Bactosol AP liq 1ml/l可在兩分鐘除盡布面H202,為了經(jīng)濟可用0.1~0.3ml/l處理10~20分鐘,該酶可在37℃處理,因為活化能僅7Keal/mol,耐溫可達60℃。其他涉及的大類酶還有酯肪酶(Lipases)可與酯肪和類脂(Lipides)作用,可將脂肪分解成甘油與脂肪酸,脂性蛋白脂肪酶(Liprotim Lipases)可選擇性她打開脂肪與蛋白相連的疏水鍵,這兩種有時在絲、毛上用。

酶與用酶處理的基質(zhì)(纖維或織物)之間的關(guān)系是密切的,有人說這是鎖和鑰匙的關(guān)系,意思是兩者匹配時效果才好,因為ES絡合物的形成是關(guān)鍵的一步。因此對基質(zhì)情況有所了解是很必要的,其中絲的脫膠最筒單,由于絲膠和絲有明顯的不同,蛋白酶很易均勻地進入絲膠,將絲膠水解,而絲由于它的結(jié)構(gòu)緊密性,“ES“的生成量極小,因而控制起來很容易。天然棉的結(jié)構(gòu)外層由初級細胞壁構(gòu)成,主要是棉膠、棉蠟和蛋白質(zhì)。里層由次級細胞壁構(gòu)成,外層有拒水性,但棉的外層結(jié)構(gòu)比較松,由二層網(wǎng)狀排列而戚,里層主要是纖維素作螺旋狀平行排列,棉纖維素結(jié)晶區(qū)多。無定型區(qū)少,用酶處理棉若不作預處理,往往要借表面活性劑來助浸濕與滲透,這里就得考慮表表活性劑與酶的相容性。果膠酶最適宜PH=8,對陰離子——非離子表面活性劑相容,可以使用。(因此可用PH 8×50℃×6小時來作"生物煮煉",但由于生成"ES"狀態(tài)不太好時間就得6小時,才能獲得除白度外與氫氧化鈉相似的效果)。用纖維素酶處理,不作預處理要借助于表面活性劑時,對表面活性選擇要用非離子表面活性劑。離子性的

表面活性劑對纖維素酶有"鈍化"作用,但不使酶"失活",非離子表面活性劑不影響其活性(淀粉酶也是如此),作了預處理的棉織物,纖維素酶從無定型區(qū)作用,因為酶易于滲入形成“ES”,由無定型區(qū)然后再涉及晶區(qū)。絲光棉的作用加快是由于絲光破壞了某些晶區(qū),先染色的棉作纖維素酶處理,有離子結(jié)構(gòu)的直接與活性染色布作用變慢,還原、硫化等的染色布作用與未染色一致,這里也是"ES"結(jié)合問題。雖然同為纖維素纖維且經(jīng)過了預處理,麻的作用變慢;因為麻在纖維素之間有一種粘結(jié)物,纖維素酶不易滲入,這從棉可完全溶于FeTNa而麻則不能這點知遭,粘膠長絲的結(jié)晶度大大少于棉,但它有個緊密的表皮,因此其作用是先慢后快。棉、粘膠長絲和麻(亞麻、苧麻)若在大浴比中作長時間處理(處理時給予一定的機械作用)其降強曲線基本上是;棉為[ㄟ]形,粘纖長絲為[ヘ]形,苧麻為[乙]形,這與其結(jié)構(gòu)的緊密情況有關(guān),這里的纖維素酶是一般的綠色木霉源的Tricbodermavirid酶,文獻報導該酶為橢圓球體長徑為40~50?,短徑為20~1O?。有的纖維素的某個地方緊密,酶不能滲入形成“ES”,因而作用不著。羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)都比較復雜,毛的形態(tài)外層為角質(zhì),里面是皮質(zhì),羊毛的表面有很多鱗片,角質(zhì)層呈疏水性,作酶處理時,很難作到均勻處理。酶與外層的作用一般是不均一,且較慢,但一旦角質(zhì)層被破壞。內(nèi)切蛋白酶的作用又變得非常快,因此控制難度很大,要找"智能"型的酶,使它能作用到一定程度后,對內(nèi)層停止了作用。羊毛要作"深加工",如:防縮要將雙硫鍵破壞后重建,防氈縮要使鱗片破壞,使不再作"單向運行",因而羊毛的酶處理中會想到移植"使固定"(Immobilization)化的方法,如以丙烯酸酯等來進行“使固定
”。

酶結(jié)構(gòu)中有"酶蛋白"和"輔酶",結(jié)構(gòu)中不同的酶有不同的與某些金屬離子形成絡合物的情況,當酶結(jié)構(gòu)中的酶蛋白與輔酶相分離,則酶失去了活性,當某些絡合的全屬離子脫去或減少后,活性也會消失或減小,另外當酶蛋白中某些結(jié)構(gòu)發(fā)生變化肘(如硬結(jié)等)活性也就消失了,因此酶的激活劑與失活劑常與這些基本關(guān)系有關(guān),不少酶中有Ca+2結(jié)合,少數(shù)酶中有鋅或鐵的絡合離子,這些酶加Ca+2或Zn+2、Fe+2有利于酶的活性,Cu+2則不行,因為其絡合物使酶的活動彤態(tài)改變了。至于HCH0、單寧、酚等往往會使其中一些蛋白凝結(jié),因而完全失活,所謂"中毒"。離子型表面話性劑對纖維素酶是影響"ES"的很好形成,于是反應"鈍化"了。

酶的工業(yè)應用在發(fā)展。有些方面應用要求重現(xiàn)性和易控性,有一些方面的應用要求酶的特異專一性及“智能”性。當然另一方面又要求價格低,從這些方面看,要進一步尋找酶源,以符合純度高、有要求的特異專一性、易于生產(chǎn)的酶;加快應用遺傳工程,培育出符合處理要求的純度較高的酶;開發(fā)"固定"工藝,使在特殊要求下變難控為易控。

我們說酶一般是無毒無害的、安全的、符合環(huán)保要求的……,這是指酶加工廢液和酶加工產(chǎn)品而言的。但若將固體的純酶與人體的一個薄弱部位直接接觸,有可能引發(fā)局部蛋白質(zhì)變異的,因此這方面要加以注意。



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