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酶的固定化及其在紡織染整工業(yè)中的應用
集萃印花網(wǎng)  2011-03-19

  3.4漆酶

  漆酶是一種含多個銅離子的多酚氧化酶,可分為漆樹漆酶和真菌漆酶.漆酶能催化許多芳香族化合物的降解[19],根據(jù)漆酶對染料降解的原理,在紡織染整方面主要用于印染廢水的脫色、染色織物上浮色的生物酶洗、牛仔服裝的仿舊整理和棉織物的生物漂白.近年來,為提高酶的重復使用性,國內外對漆酶的固定化進行了深入研究.張寒飛、ReyesP、PatricioPZ等[20-22]以磁性聚苯乙烯微球、活化的瓊脂糖、金屬鋁及IRA-400離子交換樹脂為載體制備固定化漆酶,分別處理含不同染料(直接、酸性、活性染料)的印染廢水,結果發(fā)現(xiàn):固定化漆酶對染料的降解速率比游離酶快,而且廢水中染料的毒性也降低了80%,處理后的廢水還可以重復利用,大大降低了水的消耗量.王平等[23]用海藻酸鈣、明膠及聚乙二醇進行漆酶包埋,經(jīng)氯化鈣固化和戊二醛交聯(lián)后得到固定化漆酶,并用于全棉針織物直接、活性、還原染料的染色后處理,結果表明:固定化漆酶酶洗工藝可替代傳統(tǒng)皂洗工藝,可有效去除全棉針織染色物表面的浮色,提高織物的濕處理牢度,還能降低后處理殘液的色度,減輕了印染廢水處理的負擔,有利于生態(tài)環(huán)境保護.

  3.5脂肪酶

  脂肪酶(Lipase)又稱甘油酯水解酶(Glyeerolesterhydrolase),能催化天然底物油脂(甘油三酯)水解,生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯.[24]脂肪酶具有很重要的工業(yè)應用價值,目前在紡織工業(yè)中主要用于羊毛、絲綢纖維上的油脂和棉纖維蠟質的去除以及滌綸纖維性能的改善等.固定化脂肪酶在紡織行業(yè)中的應用報道不多,主要是以紡織纖維為載體進行固定化,提高其穩(wěn)定性和重復使用率.曹國民[25]和劉新喜[26]等分別以對-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)活化的天然蠶絲、棉纖維為載體,用共價交聯(lián)法固定脂肪酶,重復使用率高達6~10次.文獻[27]以絲光棉、氨乙基化棉、谷酰胺醛與氨乙基化棉反應生成的戊二醛化棉等作為基質物固定脂肪酶,開發(fā)具有生物抗油污功能的織物,但洗滌后,酶活易喪失,表明在非衣料領域用脂肪酶固定化的織物也有應用前景.

  3.6纖維素酶

  纖維素酶(cellulase)是一類降解纖維素生成葡萄糖的多組分酶的總稱,可用多種微生物、植物和動物制取.根據(jù)其作用方式可分為外切β-1,4-葡聚糖苷酶(簡稱CBH)、內切β-1,4-葡聚糖苷酶(簡稱EG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(簡稱BG).在3種酶的協(xié)同作用下,纖維素最終被降解成葡萄糖.近年來,纖維素酶在紡織行業(yè)中應用取得了可喜的進展,如利用纖維素酶去除織物表面的絨毛、光潔織物表面抗起毛起球、使織物柔軟膨松、提高織物的懸垂度、改善光澤及進行牛仔服裝水洗等加工.[28]但纖維素酶易失活,為提高使用效率,國內外進行了其固定化研究.鄭連英等[29-30]利用幾丁質和多孔淀粉接枝聚合物作載體固定纖維素酶,提高其穩(wěn)定性及專一性.另外,纖維素酶會侵蝕到纖維內部水解纖維素,使其強度明顯降低,而固定化酶分子只吸附在纖維表面,很難進入纖維內部,保證纖維素酶對纖維的減量反應控制在其表面進行,不會明顯降低纖維的強度.[31]

  3.7蛋白酶

  蛋白酶(protease)是水解肽鍵的一類酶,用于對羊毛進行生物防氈縮機可洗整理,同時使整理后的羊毛制品產(chǎn)生超柔軟、高光澤度的拋光效果和抗起毛起球、低溫染色、仿山羊絨等功能,是使羊毛制品高檔化、高附加值的有效途徑之一[32];蛋白酶還可用于生絲脫膠與絲織物水洗整理.由于游離蛋白酶不穩(wěn)定,反應條件難以控制,將酶進行固定化是解決問題的主要途徑之一,目前,研究較多的是木瓜蛋白酶固定化.另外,通過固定化技術還可以阻止生物防縮加工中蛋白酶對羊毛蛋白纖維內部的侵蝕.SilvaC等[33]用聚乙二醇對蛋白酶改性固定,防止和減少了蛋白酶對纖維的損傷.StanescuM.D[34]用固定化蛋白酶處理后羊毛的質量損失較小.

  4·結語

  近年來,酶在紡織印染方面的固定化及應用研究已取得了很大的進展,主要是以紡織纖維材料為載體制備固定化酶,提高了其穩(wěn)定性和重復使用率;與游離酶相比,固定化酶能更高效地用于漂染廢水處理;利用固定化酶技術進行纖維的改性和功能及產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā).今后的研究工作應側重于:(1)建立多酶固定化系統(tǒng),可節(jié)省酶分離純化的時間和費用,進行多酶反應;(2)開發(fā)新型固定化技術、改進傳統(tǒng)固定化方法,挖掘和探究新型載體材料,使固定化酶朝著活力保持率高、使用壽命長、易于分離和可再生等方向發(fā)展;(3)應用生物酶固定化技術開發(fā)更多的產(chǎn)業(yè)用紡織品和功能紡織品及相關生物染整化學品.隨著新技術新材料在酶固定化中的應用,載體性質和固定化方法與固定化酶性能之間關系研究的深入,固定化酶在紡織印染行業(yè)的研究一定會取得更大的成果,其應用范圍也會不斷擴大.

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