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酶在纺织工业中的应用

植物、动物以及微生物中都有酶，它们对细胞的功能具有重要的作用。酶已在啤酒、葡萄酒

酿造业及食品加工业中应用了很多年。在这些行业中，它们被用来加工奶酪、改良人类消费

所需的豆类及谷物、清洁柑橘类水果、制造稳定的浓缩果汁等。在纺织工业中，较为著名的

是酶在传统的退浆工艺中的应用，而随着生物技术的发展，在纺织生产中酶的应用越来越多，

从对纤维的改性到织物的漂白都有相应的酶制剂的使用。

1酶的认识

1．1酶的特性

催化剂是一类能改变反应速度，但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点,而且反应完成

后其本身不发生变化的物质。酶是一种特殊的催化剂，作为催化剂它有一定的特点。

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（1）高催化效率：在与无机或有机催化剂相比的情况下，酶的催化效率高达10~10

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倍，某些酶甚至可加快反应速率高达10倍。酶的这种高催化效率是因为酶能够显著降低

反应过渡态能量。

（2）高度的专一性：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行

某种类型反应的特性。催化反应的专一性是酶最重要的特性之一,是酶与其它非酶催化剂最

主要的不同之处，这种原理通过图1所示的锁-钥匙原理可以形象的表达。

图1锁-玥匙原理

（3）反应条件温和：酶来自生物体，因而一般酶催化反应均可在常温常压条件下进行，有

利于生产控制，并可节约能源，降低设备成本。另外，酶催化反应都在弱酸、弱碱或中性条

件下进行，对环境污染小，对设备的腐蚀小，生产安全性高。

1.2酶的作用机理和过程

酶和底物的作用机理和过程如下表示：酶与底物作用→形成酶和底物的复合物→生化作用→

形成酶与底物过度态络合物→酶和生成物分离而释放反应生成物和原来的酶。这样可使整个

反应的活化能降低,从而加快了反应速度。生化反应完成后,酶和生成物分离,酶又可重新

催化反应。

1.3影响酶活性的因素

酶催化反应的效率取决于以下因素：酶的浓度、反应物浓度、保温或反应时间、反应温度、

系统的PH值、所存在的活化剂及阻化剂。

在最佳的温度和PH值下，酶的催化水解反应总的反应速度取决于形成酶反应复合物的时间

和生成产物的时间。要使复合物易于形成,酶的浓度应足够高。且在酶附近的反应物浓度也

应较高。反应物的浓度太高,反而不利于反应进行。这是因为过多的反应集中于酶的连接点

或反应点上,形成瓶颈其中的一种或两种情况发生都会降低反应速率。若反应时间较长,酶

的用量应低一些，较高用量的酶可降低总的反应时间,但也不能过高。

2.酶在纺织生产中的应用

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。

2.1酶退浆

传统的退浆剂为酸、碱及氧化剂等,若是操作不当,易使织物受到损失,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,又不对纤维造成损伤。而用于

退浆使用的酶是淀粉酶，淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,它也是纺织工业中最早进行

工业化应用的酶制剂之一。

淀粉酶的种类很多（图2），比较重要的是α-淀粉酶和β-淀粉酶。酶退浆是应用淀粉酶(主要

是α-淀粉酶)对淀粉的分解作用,迅速降低分子质量和溶液黏度使浆料迅速洗脱的工艺。酶

退浆的退浆率可以达到90%～95%,浆料的去除不需要剧烈的机械作用,用水量少,可以

在低温条件下达到退浆效果。织物用酶进行退浆,不仅作用的化学条件(温度、pH值)缓

和,而且机械作用和常规退浆工艺相比也缓和得多,这都非常有利于高湿膨胀、高原纤化原

料的退浆处理。此外,淀粉酶退浆对织物的损伤小、手感柔软、丰满,光泽好,且染色鲜艳。

图2各种淀粉酶及其作用形式

根据浆料组成的不同,酶退浆除使用淀粉酶外,其它酶制剂也可应用。如用蛋白酶实现蛋白

(皮胶、骨胶和明胶等)浆料的退浆,纤维素酶进行CMC浆料的退浆等,对多元混合浆料还

可以用复合酶进行退浆。

2.2精练

果胶物质