随着人类对纺织产品性能要求的一直提高和情形意识的日益增强,绿色纺织品这一新的看法降生了。。�？？⒑陀τ梦尬廴镜亩匀颂逵幸嫖藓Φ男滦头闹分柿�,接纳不会带来情形污染的生产工艺,生长绿色纺织品是以后举行国际商业的主要条件[1],也是以后的生长趋势。。作为纺织行业主要组成部分的麻纺织业,尤其是以出口创汇为主的麻纺织品,找到与生物手艺的交织点是其可一连优异生长的包管。。生物酶是由无毒微生物发酵、提取、精制而成的生物催化剂,无任何毒副作用,在工艺上使用利便,不需高温、高压、强酸、强碱、强氧化剂,易生物降解而不会带来情形污染,以及其具有酶的专一性,这些奇异的优势赢得了麻纺织行业中的一席之地,并且是以后行业生长的必定趋势。。
1、生物酶概述
酶是生物体中活细胞爆发的一种具有催化作用的物质,与酸、碱等无机或有机的催化剂相比,酶是具有高的专一性的高效催化剂,且其化学实质是卵白质,这说明酶是一种特殊的生命催化剂。。
1.1、影响酶反映的主要因素
1.1.1、抑制剂的影响
抑制剂是对酶反映速率有十分主要的影响。。抑制可分为不可逆抑制和可逆抑制。。常用的抑制剂中不可逆抑制剂有2种,一种是专一地和特定(侧链氨基酸)基团反映的试剂;另一种是凭证酶的作用机制修饰酶的特定位点的专一性试剂。。
1.1.2、pH值的影响
酶反映是在一定的条件下举行的,酸、碱既能影响酶的稳固性,也能直接影响酶的催化活性。。酶都有一定的酸碱稳固性规模,凌驾这个规模后,酶就会变性失效。。
1.1.3、温度的影响
温度既能改变酶反映自己的速率,也能导致酶卵白变性失效,酶反映速率随温度升高而增大,但凌驾适温度后,反映速率随温度升高而下降。。并且,由于温度使卵白质变形是随时间累加的,导致差别的反映时间测得的适温度往往差别。。
1.2、酶的稳固型与生涯
1.2.1、酶的剂型
酶制剂常以4种剂型供应,即液体酶制剂、固体酶制剂、纯酶制剂、牢靠化酶制剂。。由于酶的特征使得怎样提高酶的稳固性,延伸其有用期是各行业需解决的问题。。
1.2.2、影响酶的稳固性因素
①温度
大大都酶可在低温条件下(0～4℃)使用、处理和生涯。。但有些酶的高级结构的稳固性与疏水键有关;许多酶可在液氮或-80℃中冻结生涯;冰冻干燥也是一种好的有用要领。。
②pH值缓和冲液
大大都酶仅在各自特定pH值规模内稳固,凌驾此规模则迅速失效,缓冲液的种类有时也会影响酶的稳固性。。
③酶卵白浓度
酶的稳固性因酶性子和纯度而异,一般情形下,酶卵白在高浓度时较为稳固,而在低浓度时则易于解离、吸附,甚至易爆发外貌变形而失效。。④氧化
某些酶为巯基酶,可能由于巯基氧化而在空气中逐渐失活,这种情形下加入1mmol/L的EDTA或DTT等有助于增添稳固性。。
1.2.3、稳固酶的要领
现在,稳固酶的要领有如下几种:添加底物抑制剂和辅酶,添加—SH�； ；；；；ぜ�,添加外貌活性剂,添加某些低分子无机离子,作成牢靠化酶。。
2、生物酶在麻纺织行业中的应用
2.1、应用历史
生物用于麻类脱胶可追溯到公元前6世纪“东门之池,可以沤麻”,也就是把苎麻直接浸入水中,使用水和麻皮上网络的微生物大宗生长滋生的同时,剖析除去麻纤维上胶质物以抵达脱胶的目的。。
到上世纪50年月,对麻类浸解作用的研究主要集中在疏散具有脱胶能力的微生物及其酶。。1958年AE.M.M提出使用果胶酶举行麻类(如亚麻、大麻、苎麻)的脱胶;60年月以后,关于果胶酶的研究逐渐深入;1972年第1次报道发水果胶酶的微生物或果胶酶制剂在脱胶工业中加以使用;1973年凭证果胶酶的作用机理将果胶酶分为两大类,即果胶酯酶息争聚酶;1990年,疏散到一株产果胶裂解酶的芽孢杆菌,对苎麻脱胶作出了很大孝顺[1]。。与此同时,随着生物手艺的一直生长和人们对麻类织物性能的进一步追求,应运而生了麻类织物生物整理手艺,如酶洗、酶退浆、精练、漂白、废液处理、生物软麻、改性。。
2.2、可应用的酶
麻类纤维主要因素为纤维素,与棉纤维同属于自然纤维素纤维,所差别的是麻纤维的非纤维素因素(统称胶质)含量高。。胶质内又含有半纤维素、果胶、木质素等多种物质,纺织用麻纤维即是指从原麻中脱去部分或险些所有胶质而疏散出纤维。。因此,决议在麻纺织品加工历程中现在可以使用的生物酶有果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶、木质素酶、过氧化氢酶、淀粉酶以及漆酶等。。
2.3、应用领域
2.3.1、脱胶
现在,麻纤维的脱胶要领有化学脱胶、微生物脱胶以及生物与化学联合脱胶。。脱胶中生物酶的使用主要是依据酶的高度专一性,其脱胶原理如下。。
①麻纤维生物酶脱胶将酶剂稀释在水中,浸渍原麻举行脱胶。。微生物脱胶与通例化学脱胶相比,脱胶制成率、强力获得提高,残胶镌汰,所得精悍麻手感松散、柔软,大大改善了麻纤维的可纺性能,其制成的纱麻粒、毛羽显着镌汰,条干匀称。。别的,该脱胶加工中能耗减小,本钱降低,有利于情形�； ；；；；ぁ�。
②麻纤维生物—化学联合脱胶使用生物酶(主要是果胶酶和半纤维素酶)的作用剖析原麻中的大部分胶质,然后辅以化学脱胶的部分工序脱去胶质后生产出精悍麻,脱胶历程中碱煮前的生物酶处理可以使胶质和纤维之间的连系松动,有利于碱煮时胶质的去除。。其优点是可大大减小情形污染、镌汰能源和化学药品消耗,纤维损伤小,获得的精悍麻品质优良,手感蓬松柔软。。
③麻纤维化学—生物联合脱胶使用化学前处理可以去除脂蜡质、部分果胶、半纤维素和木质素,从而有利于后道工序中酶对底物的进攻,进而充分使用生物酶的专一性去除碱煮中难以去除而留下的胶质。。并且酶处理可以增添横向膨化,使纤维细孔容积增添,并扩大木质素外貌积,以利于后续过氧化物漂白历程中使氧化剂能容易地和胶质接触而不损伤纤维。。该脱胶要领除具有麻纤维生物—化学联合脱胶的优点外,还具有类似生物酶改性麻纤维的特征。。2.3.2、生物软麻剂
由于麻纤维结晶度普遍较高,故刚性较大,柔软性较差,导致其成纱抱协力差,并且在纺纱工艺中,纤维的转移频率低,纤维脱胶后,还剩余少量胶质,若是胶、木质素等,从而导致纤维不易梳理,相互缠结,爆发并丝和硬条。。为此,在精悍麻纺纱之前,要接纳乳化油剂举行二次给油和堆仓,以降低纤维刚性,增添纤维的柔软性,抵达改善和提高可纺性之目的。。可是由于乳化油剂多经皂化而成,不耐硬水,若乳化条件控制不当,还会使乳化液破乳分层降低纤维的可纺性。。而接纳以生物酶CDF为主的复合生物软麻剂(CDF纤维素酶与外貌活性剂A和B复配),取代乳化油剂对精悍麻举行纺前处理,既能借助纤维素酶对麻纤维的剥蚀来降低纤维的结晶度与刚性,从而阻止或镌汰纺纱历程中常见的毛羽断头等疵病。。
2.3.3、生物酶整理
生物酶在纺织整理上的应用很是广,如牛仔布砂洗、生物抛光、羊毛的防毡缩处理等,其目的主要是改善织物的外貌性能及手感,增进织物的吸水性,改善织物与染料的亲和力、给色率和色光[6]。。
①生物抛光整理
生物抛光整理(又称生物光洁)是一种新型的酶催化整理手艺,主要用于含有纤维素的布料以及裁缝的后整理。。酶制剂使织物外貌纤维绒毛爆发有控制的部分水解,大大镌汰了织物外貌的绒毛,从而改善了织物外貌性能[7]。。
②酶洗
生物酶洗在苎麻后整理手艺上的应用是上世纪90年月才获得我国偕行熟悉的新领域,由于麻纤维在衣着历程中与皮肤接触时,易爆发刺痒感,在消除苎麻刺痒感方面,基于纤维素酶对纤维的水解催化的酶洗是一门新手艺,酶洗可改变纤维素纤维的微观结构,使麻纤维纵向裂痕加深加宽,孔隙增多增大,利于柔软剂分子渗入[8],经酶洗后麻纤维的弯曲刚性降低,悬垂性提高,手感柔软,并且消除了刺痒感[9]。。从而使织物的手感得以显着改善,且光泽柔和,有优异的悬垂性和抗折皱性[10]。。
③退浆
古板的退浆为碱、酸或氧化剂等,操作不当,易使织物强力受到严重损失,并且酸碱和氧化剂对情形有污染。。使用生物酶如淀粉酶退浆,不但能节约化工质料,缩短工艺时间,还可减轻劳动强度,提高产品质量[6]。。
④漂白
纤维素纤维织物酶漂白可接纳2种要领:一是直接破损自然纤维素举行漂白,如在H2O2和O2保存下,过氧化酶与漆酶对染料脱色;二是将淀粉变为葡萄糖后爆发H2O2,再使用其间接氧化漂白,所用酶为葡萄糖淀粉酶及葡萄糖氧化酶。。其作用机理是,淀粉在葡萄糖淀粉酶的作用下转化为β-D葡萄糖,β-D葡萄糖再在葡萄糖氧化酶的作用下爆发H2O2和葡萄糖酸,一方面H2O2对织物漂白,另一方面葡萄糖酸能和金属离子螯合,使漂白浴稳固,防止纤维脆化,虽然酶漂白的织物白度较通例相同浓度H2O2碱性漂白的稍差,但其漂白后织物手感柔软且厚实[6]。。
⑤染色
纤维织物经由酶前处理、整理或生物酶加入的脱胶后染色,由于纤维素酶处理后,纤维或织物变得多孔松散,提高了染色速率,但又消融了无定性区,造成染料对基质物的亲和性下降,对染料分子吸附的有用体积降低,使平衡上染率下降[6]。。
⑥废液和废物处理
纺织湿加工在一定水平上会给情形带来肩负———废液和废物处理[6]。。实践证实,酶制剂也能在三废处理上施展很着述用,现在的趋势是应用牢靠化酶或牢靠化微生物处理法取代古板接纳的微生物爆气法[2]。。2.4、生物酶在麻纺行业中应用优势
酶是一种作为取代古板化学催化剂的生物催化剂,具有生物降解性和重复使用性的特点,切合生态要求。。接纳生物酶对纺织品举行湿加工,不但服用性能获得提高,不损伤皮肤,并且生产能耗低,废液易生物降解,切合生态纺织品的要求。。如使用无氯漂白,开发过氯化无酶举行H2O2漂白,即能镌汰纺织漂染历程中爆发的氯气,镌汰对情形的破损,改善车间事情情形,又可阻止含磷类、含硅类稳固剂在织物上残留;使用一种复合生物酶对麻纤维举行生物处理使纤维破碎度大大提高,纤维柔软度、整齐度和可纺性也大大提高;一种生物酶可以取代石磨洗靛蓝牛仔服的浮石,意味着对衣服造成的损伤镌汰了,对机械的磨损镌汰了,浮石灰尘也镌汰了[9]。。
3、酶在应用中可能泛起的问题与对策
3.1、可能泛起的问题
自然酶具有高效并且高度专一的催化特征,并已普遍应用于各个领域,但它并非完善无缺,这主要体现在如下几方面:①酶的活性专一性和作用适条件常不可顺应生产工艺的要求[2];②酶是卵白质,容易变性失效,一般经不起高温、强碱、强酸、有机溶剂以实时间等的磨练[2];③酶的生产本钱高,不易运输和生涯;④酶制剂生产厂家和详细应用领域严重脱节,如现在麻纤维生物酶处理中使用的生物酶主要泉源于食物加工用酶,活力低,因素简单,而要使生物酶在麻纺行业中获得充分生长,开发麻专用酶制剂以及复合酶制剂是麻纺行业和生物手艺的交织点之一。。
3.2、对策
为知足生产实践的需要,提高酶的应用价值,通常举行酶的刷新。。酶的刷新直接的要领是从酶分子的化学结构水平上举行刷新,即酶分子工程。。其包括调解酶的活性结构,改变酶的作用微情形,引入氢键、疏水键、盐桥,加固酶的活性结构的刚性和强度;建设选择性屏障,阻止直接和免疫系统、卵白水解酶系统接触等。。其中,现在用于酶分子刷新的要领有3种:①化学修饰法;②变形诱导构象重修法或称解键复性构象重修法;③卵白质工程,即修建在基因工程基础上的基因定位突变法。。
4、展望
麻纺行业中生物酶的应用无论在纤维的前处理、质料可纺性能的提高、产品性能的改善照旧情形�； ；；；；�,都决议麻纺行业与生物手艺的连系将会为麻纺行业可一连、快速生长提供有利条件。。并且它们的连系切合国际生长趋势,将会降生真正意义上的“绿色纺织品”。。以后,只要能寻找更合适的酶源,降低酶的生产本钱,制成清静、有用的剂型和建设优化的高产工艺条件[2],并将2个领域充分交织连系,即可充分验展各自的价值。。
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