生物酶在纺织品整理中的应用

活性生物酶在染整加工中的应用1活性生物酶的发展背景及其特性1.1 活性生物酶的发展背景当今社会,保护人类生存环境的呼声日益高涨,各国制定的环境政策和法规日益严格,使需要耗费大量化学品和水资源,且会产生大量污染的印染行业面临巨大挑战。

全球的纺织化学和染整工作者不断地寻求、尝试环保型的新产品、新技术和新设备。

酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,因而为越来越多的染整工作者所认可,并替代传统的一些强酸、强碱等化学品用于染整加工中。

现代生物工程技术的发展亦为酶的进一步应用提供了可能。

酶整理工艺代表了纺织工业发展的趋势,其在纺织品整理中的应用正不断向扩大领域和纵深发展。

1.2 酶的特性酶是一类天然的高分子量蛋白质,可催化化学反应的进程,被誉为“生物催化剂”。

作为催化剂,酶具有以下特性[1、2] :1.2.1 专一性酶的专一性体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物,并催化某种类型的反应。

然而酶的专一性程度视酶的种类不同而有所差异。

大多数酶呈绝对或几乎绝对专一性,只催化一种底物反应;少数专一性程度低的酶,可作用多种底物。

1.2.2 高效性酶催化反应的速率极高,一般可达几百万倍。

例如,过氧化氢酶在催化分解双氧水漂白后剩余的过氧化氢反应中,一分子的过氧化氢酶在1 s 可催化分解500 万个双氧水分子,可见其效率相当高。

1.2.3 低反应条件酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。

1.2.4 易变性失活在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变从而使酶丧失催化反应活性。

1.3 酶的催化机理酶催化某一特定的化学反应是通过降低该反应的活化能实现的。

酶催化反应的进程可表示为[3]:A + E — A-E — E + B式中:A ———底物;B ———产物;E ———酶。

生物酶在羊毛改性及羊毛织物后整理中的应用许漪高炳生(福建众和股份有限公司莆田351154)摘要：本文介绍了一种用生物酶将羊毛纤维及其织物进行脱鳞片改性，使纤维变细，从而获得仿山羊绒织物效果的工艺方法。

本文详细地分析了羊绒、羊毛纤维的特点，外观形态和微观结构以及性能上的差异，介绍了几种生物酶的特点和催化机制，以及生物酶在羊毛前处理中的应用和生物酶在羊毛织物后整理中的一种工艺。

利用生物技术改造和提升传统的纺织产业，是实现纺织产品高档化和生产清洁化的可持续发展方向之一。

关键词：羊毛；羊毛与羊绒比较；生物酶；羊毛改性；整理；性能；应用前言近几年来，随着人们生活水平的日益提高，对纺织品的质量要求也越来越高，“回归大自然”的呼声日益强烈。

纺织印染加工企业及其产品所带来的潜在性的健康危害和环境污染也越来越引起人们的关注。

利用生物技术改造和提升传统的纺织产业，实现纺织产品的高档化和生产的清洁化，不仅是人们提高生活质量的需要，而且关系到社会的可持续发展。

由于羊毛纤维结构的复杂性，采用生物酶法对土种绵羊底绒进行剥鳞片处理，对其进行仿山羊绒改性处理，纤维细度可降低2um，可使其品质支数提高1个等级，粗支羊毛细度降低可提高其可纺性，改变以往粗羊毛只用来生产地毯等产品的状况。

采用生物酶脱鳞片，使纤维变细，可取得较好的仿山羊绒织物的效果。

酶加工技术使纺织品的附加值大大提高，从而增强了市场竞争力。

近年来酶在纺织工业中的应用再一次引起人们极大关注和广泛的研究兴趣，已和超临界CO：染色、低温等离子体处理和数码喷印技术并称为目前纺织品染整加工的四大发展方向。

本文在查阅和收集有关文献及试验的基础上，汇总和整理相关资料，围绕用生物酶将羊毛脱鳞片，使纤维变细，从而使羊毛织物获得仿山羊绒效果的工艺作一介绍，以供大家参考。

1羊绒、羊毛纤维的特点和性能上的差异山羊绒是名贵的特种动物纤维之一，在当今国际市场上统称为“开士米”(Cashmere)，其纤维细、强度大、光泽好，是目前世界纺织原料中品质最好、价格最高的原料之一，被人们誉为“纤维宝石”、“软黄金”。

生物酶在纺织工业中的应用生物酶是一种重要的生物催化剂，可以催化生物体内其他化学反应。

在纺织工业中，生物酶也得到了广泛的应用，可以提高纤维的柔软度和光泽度，改变纤维的表面形态和化学性质，增强染色和整理效果，大大提高了纺织品的品质和附加值。

一、酶在纤维素类纤维加工中的应用纤维素类纤维是一种天然的高分子化合物，包括棉、麻、竹、木、草等植物纤维。

这些天然纤维素类纤维的表面有许多比较完美的结构孔或微凹点，还含有大量的半纤维素和腐殖质。

这使得纤维素类纤维更容易被酶降解，从而得到更好的加工效果。

1.纤维素酶纤维素酶是一种能够将纤维素分解为较短的纤维素链和葡萄糖分子的酶。

纤维素酶被广泛地应用于棉、麻、竹、木等天然纤维素类纤维的加工中，可以改变纤维的表面形态和化学性质，增强染色和整理效果，从而提高了纺织品的品质和附加值。

2.木聚糖酶木聚糖酶是一种能够降解木质素、木聚糖和半纤维素的酶。

木聚糖酶被广泛地应用于亚麻、竹、木等天然纤维素类纤维的加工中，可以提高纤维的柔软度和光泽度，改变纤维的表面形态和化学性质，增强染色和整理效果，从而提高了纺织品的品质和附加值。

二、酶在蛋白质类纤维加工中的应用蛋白质类纤维是一种天然的高分子化合物，包括丝、毛、羊绒等动物纤维。

这些天然蛋白质类纤维含有大量的多种氨基酸，结构复杂，酶降解能力较差，但是在纺织品加工中，又必须进行一定的酶处理，才能达到良好的柔软度、光泽和色泽效果。

1.蛋白酶蛋白酶是一种能够将蛋白质降解为氨基酸和小分子多肽的酶。

蛋白酶被广泛地应用于丝、毛、羊绒等天然蛋白质类纤维的加工中，可以改变纤维表面的形态和化学性质，增强染色和整理效果，提高纺织品的品质和附加值。

2.胰蛋白酶胰蛋白酶是一种能够将蛋白质分解为氨基酸和小分子多肽的酶。

胰蛋白酶被广泛地应用于丝、毛、羊绒等天然蛋白质类纤维的加工中，可以提高纤维的柔软度和光泽度，改变纤维的表面形态和化学性质，增强染色和整理效果，从而提高了纺织品的品质和附加值。

活性生物酶在染整加工中的应用1活性生物酶的发展背景及其特性1.1 活性生物酶的发展背景当今社会,保护人类生存环境的呼声日益高涨,各国制定的环境政策和法规日益严格,使需要耗费大量化学品和水资源,且会产生大量污染的印染行业面临巨大挑战。

全球的纺织化学和染整工作者不断地寻求、尝试环保型的新产品、新技术和新设备。

酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,因而为越来越多的染整工作者所认可,并替代传统的一些强酸、强碱等化学品用于染整加工中。

现代生物工程技术的发展亦为酶的进一步应用提供了可能。

酶整理工艺代表了纺织工业发展的趋势,其在纺织品整理中的应用正不断向扩大领域和纵深发展。

1.2 酶的特性酶是一类天然的高分子量蛋白质,可催化化学反应的进程,被誉为“生物催化剂”。

作为催化剂,酶具有以下特性[1、2] :1.2.1 专一性酶的专一性体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物,并催化某种类型的反应。

然而酶的专一性程度视酶的种类不同而有所差异。

大多数酶呈绝对或几乎绝对专一性,只催化一种底物反应;少数专一性程度低的酶,可作用多种底物。

1.2.2 高效性酶催化反应的速率极高,一般可达几百万倍。

例如,过氧化氢酶在催化分解双氧水漂白后剩余的过氧化氢反应中,一分子的过氧化氢酶在 1 s 内可催化分解500 万个双氧水分子,可见其效率相当高。

1.2.3 低反应条件酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。

1.2.4 易变性失活在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变从而使酶丧失催化反应活性。

1.3 酶的催化机理酶催化某一特定的化学反应是通过降低该反应的活化能实现的。

酶催化反应的进程可表示为[3]:A + E — A-E — E + B式中:A ———底物;B ———产物;E ———酶。

1881、纤维素酶1.1 纤维素酶的定义纤维素酶是纤维素是由各种不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系。

一般认为，纤维酶主要由CBI Ⅰ、CBH Ⅱ和葡萄糖苷酶组成的，这些酶在纤维素水解过程中具有协同作用。

纤维素酶正式应用于纺织品化学加工中已有20多年历史。

1.2 纤维素酶在纺织品染整加工中的作用纤维素酶在纺织品染整加工中所起到的主要是水解作用，纤维 素酶的水解是固液多相反应，首先纤维素酶扩散到纤维表面或内部，吸附到纤维底物上，而进一步发生水解反应。

1.3 纤维素酶在生物抛光整理中的应用原理生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺，以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。

天然纤维素的结构复杂，结晶度高，在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体，仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。

生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维，经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。

生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。

与传统的加工方法比，生物抛光有如下优点：织物表面更光洁无茸毛；织物表面显得更加均匀；减少起毛起球的趋向；增加悬垂性并具滑爽手感；处理的织物更具有环保意义。

经过生物抛光处理的织物还有诸多优点：穿着洗涤不易起球，染色鲜艳，保色保新时间长，尤其对印花织物效果更好。

1.4 纤维素酶在牛仔裤加工中作用纤维素酶还应用于牛仔裤产品的洗涤加工，代替石洗加工工艺。

最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上，以获得与石磨相同的染料脱色，洗白等褪色防旧效果。

这种加工的原理是，首先将牛仔服装上的浆料充分去除，充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用；纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解，造成纤维在洗涤时发生脱落，在纤维素酶处理时，牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦，加速服装表面纤维的脱落，并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除，产生石磨洗涤的效果，并具有独特的外观和柔软的手感。

生物酶在纺织印染工业中的应用杨 丹 花兆辉（西安 西安工程大学 710048）[摘 要]：本文介绍了纺织印染工业所用生物酶制剂的种类,作用机理,选择性以及生物酶在纺织印染工业中的应用。

并且分析了国内外的研究现状,以及生物酶技术在纺织印染工业中的前景。

[关键字]:生物酶,应用,纺织印染工业,前景0．前言众所周知,生物技术是21世纪三大关键高新技术之一,而酶工程又是生物技术的重要组成部分。

酶（enzyme）是生物体内多数反应的一种生物催化剂，除少数RNA 外几乎都是蛋白质。

酶不改变反应的平衡，它只是通过降低活化能加快化学反应的速度。

酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类反应。

除此以外，还具有高效性、温和性。

酶的温和性，是指酶所催化的化学反应一般是在比较吻合的条件下进行的。

在纺织印染工业中，生物酶是一种无毒、无害，对环境友好的生物催化剂[1-3]，而且它有较大并且独特的优越性：（1）作为一种生物催化剂，无毒无害；（2）生产过程中处理条件温和，作用专一；（3）需用量少，节约成本；（4）反应后释放的酶可继续催化另一个反应；（5）产生的污染容易处理[4]。

酶制剂的生物处理主要是用特定的酶制剂作用到纱线表面从而达到处理目的的一种生物化学处理过程。

利用生物酶处理的目的是：（1）清洁织物表面，减少表面绒毛；（2）防止织物的起球性；（3）改善织物的手感；（4）改善织物的悬垂度；（5）增进织物的吸水性；（6）改善织物与染料的亲和力、给色率和色光[5]。

1．纺织印染行业所用生物酶制剂的种类酶种类繁多，按其使用pH来分，有碱性酶、中性酶和酸性酶；按其使用纤维来分，有纤维素酶和蛋白酶等；按其来源来分，有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、脂蛋白脂肪酶、胰蛋白酶、细菌酶等。

在纺织印染加工中，目前使用比较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化氢酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八类[6-7]。

1.1 纤维素酶纤维素酶是由不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系，是生物产生的一种多组分的混合蛋白质，在适当的条件下，能使不溶性纤维素材料水解成可溶性糖的生物催化剂的总称。

酶在染整中的应用酶工程是研究酶的生产和应用的一门技术性学科。

经过了这个学期对酶技术的系统学习，我对酶的一些基本性质原理以及生产等方面已经有了较为深入的认识。

而关于这些酶技术知识的学习，最终都是为了更好的应用到生产实践中去，所以对酶在各方面工业生产中的实际应用也是很重要的一个学习方面，所以现借助有关资料，谈一谈我对酶在染整方面应用的了解。

随全球对环保的日益重视及人们对纺织品要求的提高，纺织染整工业受到很大的挑战。

传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质：如强酸、强碱、氧化剂、还原剂等，不仅消耗资源，损伤纤维材料，而且产生严重污染。

解决这一问题的根本途径在于寻找对纤维和环保不具有侵犯性的工业过程，即发展环境友好型染整工艺，实施绿色染整加工。

生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂。

酶在纺织工业中的应用日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，如生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的有一下应用：1生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的应用；2柔软改性处；3防毡缩改性处理理；4低温染色的改性处理；5羊毛的丝光改性处理6土种绵羊底绒仿山羊绒及羊毛细化改性处理；7抗起毛起球处理；8柔软改性处理。

这体现了生物酶在染整工业中的优越性。

现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。

生物酶的特性和作用机理1生物酶的结构和特性：生物酶是具有催化功能的蛋白质。

象其他蛋白质一样，酶分子由氨基酸长链组成。

其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。

生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下：a高效性：用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。

b专一性：一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。

酶在纺织加工中的应用酶在纺织湿加工中的应用最先是用于淀粉退浆。

进人90年代后，酶在织物湿加工中的应用非常广泛，从退、煮、漂、染、后整理到废物处理;应用的织物从天然纤维到Tencel等再生纤维素纤维及涤纶等合成纤维。

近年来随着生物工艺学的发展，许多新的酶制剂品种不断涌现，生物技术及应用的最新进展将对印染产品的开发和清洁工艺的采用带来深远的影响，着重介绍酶应用的新进展。

1 退浆传统的工业退浆剂为碱、酸或氧化剂等，操作不当，易使织物强力受到严重损失，而且碱、酸和氧化剂对环境有污染。

利用生物酶退浆，既可减轻对环境的污染，又不损伤纤维。

使用的酶制剂开始是低温细菌淀粉酶(a一淀粉酶)。

后来开发了高温细菌淀粉酶(在95℃一97℃下使用)，处理浴温度较高，酶的活性较高，这样酶剂量降低后也能达到退浆的目的，而且加工时间缩短。

Lange等人发现将淀粉酶与脂肪酶混合组成退浆浴，对含有动物脂(润滑剂)的棉织物进行退浆时，效果很明显，并证实淀粉酶与脂肪酶之间存在协同作用，借助脂肪酶催化脂类水解为水溶性的甘油、脂肪酸盐等，提高退浆效果，而且改善了后序的染色性能，织物也变得柔软。

2精练(煮练)最早的生物煮练是用纤维素酶。

虽然煮练后织物的润湿性和吸水性得到提高，但是织物强力和重量损失较大，因此可以认为纤维素酶有助于生物抛光，但不是前处理的合适选择。

后来日本坂井拓夫发现原果胶酶可用于棉织物精练。

处理后棉的润湿性和果胶质的游离与化学精练相同。

NovoNordik的科学家分离出一种碱性果胶酶，能快速催化初生胞壁基质中聚半乳糖醛酸盐的水解，既溶解掉果胶质，又使蜡质充分乳化而除去，不会重新沾污。

而且织物重量和强力的损失比碱煮或纤维素酶处理都小。

又有发现蛋白酶可作为棉的煮练剂。

用牙抱杆菌培植出的蛋白酶煮练棉织物后，与实验室碱煮(100℃，60min)效果相似。

而且水解蛋白酶处理的温度和时间(25℃和45℃，10min一30min)比果胶降解酶低，给反应介质提供较大的pH范围(4一7)，织物的重量损失也较小。

生物酶在纺织染整中的应用对生物酶进行介绍，简要概述了生物酶的特点和在纺织业中的应用价值，通过生物酶在染整前处理、后处理等不同时期的应用范围，与传统印染方法对比，突出了生物酶在纺织染整中的应用优势，提出生物酶处理与其它生产工序结合，更有利于进一步缩短工艺流程并且降低生产成本。

标签：生物酶；染整；应用0 引言作为由活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的生产和应用在国内外已经有着八十余年的历史，在本世纪八十年代，随着生物工程在国内的发展，酶的制造和应用范围也越来越广，尤其在纺织工业领域得到了广泛的应用。

1 染整加工类生物酶生物酶在纺织业的使用主要用于染整方面，其特点又与在其它领域使用的酶不同。

生物酶的共同特点虽然都是追求高效高转化率，但是在纺织染整业，对生物酶的要求还需要对纺织物纤维的低伤害，要求在保证高效高转化率的基础上对纤维的损伤降到最低，而生物酶只对特定的目标物质产生作用，对于织物纤维损伤小甚至是无损伤。

2 生物酶在纺织染整工业中的发展概况生物酶的应用领域非常广阔，在纺织工业中，曾经主要用来做棉织物的退浆和蚕丝的脱胶处理，而如今的纺织染整领域中，从前期处理到后整理加工都少不了生物酶的作用。

现在，酶处理工艺已被世界公认为是一种完全符合环保要求的生态生产工艺。

3 生物酶在纺织染整中的应用生物酶在纺织染整工业中通常为颗粒状及液体制剂两类。

粉状的酶制剂因为易形成粉尘危害，对操作工人的身体有损，因此少有使用。

在染整过程中酶主要应用于两个方面：一是用于天然纤维如棉、丝等织物的前期加工处理，去除纤维或织物上的杂质为后续的染整加工打下良好基础。

二是织物的后整理加工，去除纤维表面的细小绒毛或使纤维减量，经生物酶处理过的织物外观整洁美丽、手感柔软顺滑。

3.1 生物酶退浆织物在织造前都经过“浆洗”，而浆料在印染过程中又会对于染料的上色造成阻碍。

所以在织物染色前需要进行退浆处理。

传统最常用的退浆方法是采用先碱后酸的方法，对大部分浆料都有效，但是对于织物纤维有着无法避免的损害。

生物酶在工业中的应用生物酶是生物体内具有催化反应作用的一类蛋白质分子。

它们在生物中承担着重要的生理功能，如消化食物、合成物质、传递信号等。

然而，生物酶不仅仅存在于生物体内，它们也可以被用于工业生产中，为现代工业生产带来了巨大的便利和效益。

本文就生物酶在工业中的应用进行探讨。

一、生物酶在食品加工中的应用生物酶在食品加工中有着广泛的应用。

例如，酶制面包是利用了面团中的淀粉酶，将淀粉转化为糖，提高气泡的稳定性，使得面包更加松软。

此外，生物酶也被用于奶制品加工中。

比如，利用凝乳酶将牛奶中的蛋白质剪断成更小的分子，从而达到凝固的目的。

生物酶在食品加工中的应用，可以提高食品品质、提高生产效率，并且具有较高的安全性。

二、生物酶在纺织工业中的应用纺织工业是涉及到化工、材料、机械等多个领域的集大成者，生物酶在其中也有着重要的应用。

例如，利用酯酶将未固化的多异氰酸酯溶液中的双分子酯分离成单分子酯，提高了纺织品的柔软性和舒适度；在纯化工序中使用酶解法分离纤维素和涤纶，使得纺织品的产量得到了显著提高。

此外，生物酶还被广泛用于纺织废水的处理中，将废水中有害物质降解，达到环保减排的目的。

三、生物酶在发酵工业中的应用发酵工业是一种利用微生物代谢过程进行有机化学反应以合成目标化合物的工业。

生物酶在其中发挥着极为重要的作用。

例如，蛋白酶、葡萄糖淀粉酶等可以用来加速酿造过程、提高发酵效果；乳酸菌、酵母菌等则可以用来进行酒精发酵、果酸发酵等。

近年来，生物技术的发展，更是使得发酵工业的生产效率和产物品质有了明显提高。

四、生物酶在制药工业中的应用制药工业是利用化学和生物技术制造药品的工业。

生物酶在其中也占有重要地位。

例如，利用酶制剂可以加速某些药物的合成，并且提高产物的纯度和活性；蛋白酶可以用来剪切，将某些药物分离净化，避免不必要的副作用；酶可控释剂可以将药物的释放效率和时间进行调控，提高药效持久性。

在制药工业中，生物酶的应用不仅体现了现代化学和生物学的交叉深度，也为人类健康事业做出了巨大贡献。