生物酶在纺织工业中的应用_十三_
酶的应用与工业生产
酶的应用与工业生产酶是一类具有高效催化活性的蛋白质生物催化剂，广泛存在于自然界中，对许多化学反应起着关键作用。
随着科技的进步和人们对环保、高效生产的需求，酶的应用在工业生产中显得越来越重要。
本文将介绍酶在工业生产中的应用和相关的生产流程。
一、酶在食品工业中的应用1. 酶在面包和面制品生产中的应用面包和面制品的生产过程中需要进行发酵，而酶可以分解碳水化合物转化为发酵所需的营养物质和二氧化碳，促进面团的膨胀。
同时，酶还能改善面包的质地和口感，使得面包更加松软可口。
2. 酶在乳制品生产中的应用乳制品生产中常用的酶有乳清蛋白酶和凝乳酶。
乳清蛋白酶能够将乳清中的蛋白质分解为多肽和氨基酸，从而改善乳制品的口感和稳定性。
凝乳酶则能够促使牛奶凝结，产生乳酪和奶酪等乳制品。
二、酶在制药工业中的应用1. 酶在药物合成中的应用酶能够催化复杂有机分子的合成，从而在药物合成中起到关键的作用。
例如，通过酶催化反应，可以合成高效抗癌药物、抗生素和激素等。
与传统的化学方法相比，酶催化反应具有选择性高、副反应少的优点。
2. 酶在药物转化中的应用许多药物在人体内需要经过转化才能发挥治疗作用。
而酶能够催化这些药物的转化反应，使其更容易被人体吸收和代谢。
例如，酶可以将不活性的药物转化为活性形式，提高药效。
三、酶在能源生产中的应用1. 酶在生物质能源生产中的应用酶能够分解生物质中的多糖类物质，如纤维素和木聚糖，产生发酵所需的糖类物质。
这些糖类物质可以被微生物发酵为生物气体、生物醇和生物柴油等可再生能源，用于替代化石燃料。
2. 酶在生物燃料电池中的应用生物燃料电池是一种将生物质能直接转化为电能的装置，而酶在其中起到的是催化剂的作用。
酶能够催化生物质中的氧化反应和还原反应，从而产生电子和离子，在电解质中产生电流。
四、酶在纺织工业中的应用1. 酶在纺织品整理中的应用酶可以用于处理纺织品的整理工艺，如去除纤维表面的不纯物和污渍，改善纺织品的柔软度和光泽度，提高纺织品的品质。
生物酶技术在印染工业中的应用
高出麻 率 ， 技 术上 是可 行的 。 晓 春等 研 究 表 明在 最优 在 毕
工艺条 件下 采用生物 酶 与碱 氧一 浴 脱胶 工艺 ， 处理 光 叶楮 韧皮制 得的 光叶 楮纤 维 各品 质指标 相 对较 好 ， 用于 纺织 应 行业 很有潜力。 最优工艺为 ： 生物 酶用量 ４ ／ ， Ｌ 浴比 １ １， ｇ ： ０ 时 间 ４ｈ 温度 ５ ～ ５ ， ０ ５℃； ｌ ａ ｉ３９ ２ ／ ， 助￣ Ｎ ２ Ｏ ・Ｈ Ｏ ６ｇＬ Ｊ Ｓ Ｍｇ Ｏ ・Ｈ２用 量为 ０１ 浴 比为 １ １ Ｓ ４７ Ｏ ． ％； ：０条件下， ａ Ｈ ５ Ｎ Ｏ ｇ ， 氧水 ４ ／ ， ／ 双 Ｌ Ｌ 煮练 时间 １０ ｉ。 ｇ ５ ｎ ｍ
会对纤维造 成一定的 损伤， 脱胶 后的麻纤维成 单纤维状 态， 大 麻单 纤维 长度仅 ２ 左 右， ０ｍｍ 很难 直 接用于 纺织 ； 而且
中珍珠 粉 碳 酸钙 含 量保 留率 高 ， 采用 酶精 练 完全可 以取 代 碱 精 练 。 ｈ ｅ ｎ ｎ ￣Ｈ ｌｎ Ｅ ｐ等 通过 比较 传 统 Ｓ ｏＹ ｕｇＫａｇ ｅ ｐ ｓ ｅ Ｈ．
统 的化 学 漂 白。 阎贺 静 等 采用 精练 漂 白一浴 法 ， 酶 精 练 在 时加 入Ｈ Ｏ￣Ｅ Ｔ 结果 表明处理 后的棉织物其 棉籽壳 、 １ Ｄ Ａ， ３
蜡 质和 果胶 质的去 除率 与传统 精 练 和漂 白工艺相 当 。 酶精 练 和 漂 白工 艺全 过 程均 在较 低 温度 下进行 ， 且能 达 到比较
考虑 ， 法及微生物 法脱胶 被认为 是极有发 展前途 的。 酶
究发现 角质酶通 过 对棉 纤维 角质的分解 可提 高棉针 织物 的
润湿性 能 ， 增加 角质酶用量可使更 多的角质被 分解 ， 从而 达 到更 好 的润 湿性能 。 角质酶 和 果胶 酶复合后能 不 同程 度 地 提 高棉针织 物的果胶 去除率 、 棉蜡 去 除率和润 湿性能 ， 中 其
生物酶技术在印染工业中的应用
生物酶技术在印染工业中的应用本文重点介绍了生物技术在纺织染整行业中的研究现状及应用研究成果,并对其未来的应用前景进行了展望。
Ｔｈis paｐer mａinlｙintｒoｄuced cuｒｒent resear ｃｈanｄapplｉcａtioｎｓituａtiｏn of bio-ｅｎzyｍeｉn dyeing aｎｄfinisｈiｎg indusｔrｙiｎdoｍestic ａｎｄoｖerｓeas markets,aｎd fiｎally pｒeｓｅnｔed ａbriｅf oveｒvieｗfor tｈe dｅvelopment of ｂio－ｅｎｚyme apｐlｉed in textｉle industry.近年来，生物技术在印染行业中的应用越来越广泛,例如生物前处理、生物后整理技术和生物技术在染化料中的应用,以及生物技术在印染废水处理中的应用等。
酶具有生物降解性,对环境友好，同时经酶处理的纺织品具有许多特殊的功能，大大提高了纺织品的服用性能和附加值,能满足市场上不同消费群体的需求，具有很好的发展前景。
１生物酶在前处理中的应用前处理工序一般流程长、处理条件强烈(高温、高浓度、强碱、强氧化剂)、占地面积大、工作环境差和排污量大、含杂复杂、时间长且加工质量难以控制,而且使用化学法前处理污染严重、水资源耗量大、废水处理负担重。
前处理过程可能的污染源包括:①精练中所用的酸碱会导致废水含极端的pH值;②由于精练工序一般在高温下进行,因而产生高温的废水;③废水的高悬浮物主要来自退浆及精练工序所产生的毛屑、纤维及淀粉、胶和蜡等杂质,使废水中的BＯＤ值提高，另外常用的醋酸等酸化剂也会提高BOＤ值;④废水的COD高主要来自PＶA等化学浆料。
1．1生物酶在退浆中的应用采用酶法退浆,具有以下特点。
（1）酶退浆废水ｐH值低，可生化性好,符合清洁生产和绿色环保要求。
(2）酶退浆作用快,效果好,退浆率高达7 级，而传统碱退浆只能达到 4 级。
生物酶在工业生产中的应用
生物酶在工业生产中的应用酶是一类具有生物催化活性的蛋白质分子，是生物体内许多化学反应的催化剂。
由于其高效、低成本、选择性好等特点，在工业生产中得到了广泛应用。
本文将重点介绍生物酶在工业生产中的应用。
一、食品加工领域食品加工是酶在工业中最早得到应用的领域之一。
在制糖过程中，以淀粉为基础的原料需要先经过液化、糖化等步骤，通过添加淀粉酶和葡萄糖异构化酶等酶类可以提高原料的转化率和产品质量。
在面包、饼干等烘焙食品制作过程中，通过添加面筋酶可以改善面团的性质，增加食品的口感和风味。
此外，生物酶在乳制品、啤酒、醋等食品加工中也起到了重要的作用。
二、纺织、皮革和造纸工业在纺织工业中，纤维素酶可以使棉纤维表面的棉质颗粒被有效地去除，从而提高纺纱的效果。
在皮革工业中，酶可以替代传统的鞣制工艺，加速皮革的鞣制过程，提高产品的柔软度和舒适度。
在造纸工业中，纸浆漂白过程中的漂白酶可以减少化学药剂的使用，降低成本，同时也对环境产生较小的污染。
三、生物燃料和能源领域生物燃料和能源是当今社会中备受关注和重视的领域之一。
利用生物酶分解生物质，可以将其转化成可燃性气体、乙醇等可再生能源，从而减少对石化燃料的依赖，降低温室气体的排放。
此外，在生物柴油、生物乙醇等生物燃料的生产过程中，通过添加酶类催化剂可以提高反应速率和产率，降低生产成本。
四、医药和制药工业酶在医药和制药工业中应用广泛，例如在药物合成中，通过添加酶类催化剂可以提高合成效率、纯度和产率。
在抗生素、激素等药物的生产过程中，通过添加酶类催化剂可以使得反应顺利进行，减少副产物的产生。
此外，酶还可以用于制备蛋白质药物、生物治疗等方面。
五、环境保护领域生物酶在环境保护领域中也起到了重要的作用。
酶可以用于处理工业废水和废气，降解废水中的有机物和废气中的有毒气体，从而减少对环境的污染。
此外，在土壤修复和污染物降解中，酶也可以发挥重要的催化作用。
六、其他领域除了以上几个领域外，生物酶还被广泛应用于纺织品洗涤剂、工业清洁剂、生物传感器等方面。
生物酶在工业生产中的应用
生物酶在工业生产中的应用生物酶是一类具有催化活性的蛋白质，能够加速化学反应的进行，并在反应结束后恢复原状。
在工业生产中，生物酶广泛应用于许多领域，包括食品加工、纺织工业、制药业等。
本文将重点介绍生物酶在工业生产中的应用。
一、食品加工行业1. 面包制作在面包制作过程中，利用酵母中的蔗糖酶将蔗糖分解为葡萄糖，然后通过酵母发酵将葡萄糖转化为二氧化碳和乙醇，使面团发酵膨胀。
此外，还可以使用淀粉酶将面团中的淀粉分解为麦芽糖，提高面团的发酵性能。
2. 啤酒酿造在啤酒酿造过程中，利用酵母中的酵母酶将麦芽中的淀粉分解为单糖，然后利用酶进行发酵生成乙醇和二氧化碳，从而完成麦芽中的糖分转化为酒精的过程。
酶不仅提高了酿造的效率，还改善了啤酒的口感和质量。
3. 乳制品生产在乳制品生产过程中，酶起到了重要的作用。
例如，利用乳糖酶将牛奶中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，使乳制品更易于消化吸收；利用凝乳酶将乳中的蛋白质分解为酸性蛋白质，促进乳凝块的形成等。
二、纺织工业1. 漂染工艺在纺织品的漂染过程中，常常需要使用酶来去除纤维素表面的杂质，提升纺织品的染色效果。
例如，利用纤维酶去除棉纤维表面的微小鳞片，增加纤维的柔软度和光泽度；利用苏木酶去除麻纤维表面的脂肪和润滑剂，提高染色的均匀性。
2. 石浆漂白在造纸工业中，石浆漂白是一个重要的环节。
利用漆酶或过氧化氢酶等酶类，可以有效去除石浆中的木质素、半纤维素和颜料等杂质，提高纸浆的质量和漂白效果。
三、制药业1. 酶制剂的开发与生产制药业中广泛使用的葡萄糖酶、淀粉酶、蛋白酶等酶制剂，用于药物合成、废水处理以及其他生产工艺中。
这些酶制剂能够提高反应的速度和产率，并且具有高效、环保等优点。
2. 蛋白质工程通过蛋白质工程，可以改造酶的结构和性能，使其适应更广泛的应用需求。
通过定向进化等技术手段，可以提高酶对特定底物的活性和选择性，为制药业的研发提供了更多可能。
综上所述，生物酶在工业生产中具有重要的应用价值。
生物酶在纺织工业中的应用
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。
酶技术在轻工业中的应用
酶技术在轻工业中的应用随着生物技术的不断发展，酶技术在各个领域的应用越来越广泛。
其中，轻工业作为国民经济的重要支柱产业，对酶技术的需求也在不断增加。
本文将介绍酶技术在轻工业中的应用现状、前景、具体案例以及优势和不足之处，以期为相关领域的发展提供参考。
酶技术与轻工业概述酶技术简介酶是一种具有生物催化功能的蛋白质，可以在特定条件下加速化学反应的进行。
酶技术就是利用酶的特性，通过合理的工艺流程，将底物转化为产品的方法。
轻工业概述轻工业是指不断向消费领域转移的工业产品的生产和制造，包括日常生活用品、文化用品、耐用消费品等。
轻工业的发展对于国家经济的增长和社会进步具有重要意义。
酶技术在轻工业中的应用领域纺织工业在纺织工业中，酶技术可用于纺织物的生物整理，提高织物的柔软度和抗皱性。
同时，也可用于染料和印染废水的处理，降低环境污染。
造纸工业在造纸工业中，酶技术可用于改进纸张的质量和生产效率。
例如，利用木聚糖酶处理纸浆，可以提高纸张的强度和防水性。
食品工业在食品工业中，酶技术可用于生产功能性食品、饮料和调味品等。
例如，利用酶技术生产的高果糖浆，具有更高的甜度和更低的热量。
酶技术在轻工业应用中的具体案例纺织工业：利用蛋白酶对纺织物进行生物整理，可以显著提高织物的亲肤性和抗皱性，同时降低对环境的污染。
造纸工业：木聚糖酶在造纸工业中的应用可以提高纸张的强度和防水性，从而提高纸张的质量和生产效率。
食品工业：利用酶技术生产的高果糖浆具有更高的甜度和更低的热量，可以作为功能性食品和饮料的甜味剂。
酶技术在轻工业中的优势和不足之处(1)高效性：酶具有极高的催化效率，可以在常温常压下进行催化反应，节约能源。
(2)专一性：酶只能催化一种或一类底物进行反应，这种专一性使得酶在生产过程中具有更强的针对性，提高产品质量和效率。
(3)环保性：酶促反应不产生污染环境的副产物，有助于实现绿色生产。
不足之处(1)稳定性：酶的活性受环境影响较大，如温度、pH值和金属离子等，这降低了其在工业生产中的稳定性。
生物酶在纺织印染工业中的应用
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。
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生物酶在纺织工业中的应用 ( 十三 )
物退浆 , 一般需要 2 h 才能达到退浆 目的 , 因而 , 目前的 PVA 分 解酶的活力还太低。
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染 ( 2011 N o . 7)
上。虽然部分分解可以降低废液的 色度 , 但由于 染料结 构没有 被完全降解 , 因而 分解产 物的 毒性 可能更 大。如一 种 Cora llina IAM 1212( 细菌 ) 对结晶紫 的分解 产物 是一种 致突 变性和 致癌 的物质 ( 图 8) 。图 9 为上流式 厌氧污 泥床 ( UA SB ) 对一 种偶氮 染料的处理结果 [ 7] 。
图 7 微生物降解偶氮染料可能机理
生物的生化 降解。 但经 过 菌种 驯 化 , 完 全可 能 获得 能 对 某些 ( 类 ) 阳离子表面活性剂进行生化降解的菌种。
通常情况下 , 厌氧菌对大部分合 成色素 均停留 在部分分 解
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染 ( 2011 N o . 7) 非离子表活剂 的生化 降解 速度 一般 和聚 氧乙 烯链 的长 度 参考文献 :
图 6
PVA 由图 6 可知 , PVA 分解酶实际上是仲醇 氧化酶 或脱氢酶 和 水解酶的混合物 , 可能还有其它的酶制剂成分。在分解 PVA 过 程中各种酶同样需要 一定的协同作用。 目前的关键是进 行 高产 率、 高催 化效 率的 菌株 培养 , 降 低 酶制剂的生产成本。 这是决定 PVA 分 解酶是否 能够 得到工 业 化应用的关键。 10. 7 印染废水生化处理中的氧化还原酶 10. 7. 1 对染料的降解 染料的特性决定了其较难 生化降解 , 这 不仅是 因为目前 的 染料大多为合成有机 物 , 更是因为染 料在合 成时要 求具有特 别 的稳定性 , 如耐光、 耐酸碱、 耐热等。 染料的 生化降 解形式包 括 完全分解和部分分解 两类。 完全分解是微生物将色素 作为唯一 的碳源 和能源 , 最终 转 化为 CO2 和 H 2 O 的降解称为完全降解。从目前的研究看 , 仅在 偶氮类和蒽醌类染料 中发现个别染料可 以被微 生物完 全降解。 总的来看 , 采用细菌 对合成 色素 进行 完全 分解 较困 难 , 而且 天 然菌种即使能够 对某种 色素 进行 完全 分解 , 其 效率 也不 高 , 需 要进行基因改性 , 有的可能需要多种菌种的协同作用。 从目前的研究现状看 , 酶法对天 然染料 或废水 中有机物 的 降解主要依靠微生物 所释放的酶进 行。由于废 水成分 复杂、 结 构多样 , 完全采用酶制剂进行废水处 理存在 成本和 处理效率 的 问题。而通过菌种 的驯 化可以 获得 具有 某类 废水 专一 性的 菌 种 , 有可能实现不同废水的生化降 解 , 因 而有很 高的实 用价值。 细菌对染料的降解是 一个复杂过程 , 有厌氧 和好氧 两种处理 形 式。图 7 给出的是 偶氮染 料通 过厌 氧菌 产生 氧化 还原 酶可 能 的降解途径。
图 5 葡萄糖质量浓度和过氧化氢产生量 N agase 生化工业公司生产的青霉 葡萄糖 氧化酶 0. 1 g /L, pH 值 5, 50 , 空气量 3 L /m in 。
文献标识码 : A
文章编号 : 1000- 4017( 2011) 07- 0042- 03
11. 1 . 13), 或至少含有其中的一 种。 M nP 通过 形成 M n2+ /M n3+ 氧化还原对 攻击酚类 底物进行氧 化还原反应 , 而 L iP 则通过形 成的自由基达到氧 化反应 目的 , L iP 对 没有甲 氧基 取代酚 的木 质素单元的氧化 还原能 力较 强。因而 白腐 菌分 泌的 木质 素酶 也是一种多酶 复 合体 , 其 中 氧化 还原 酶 是木 质 素分 解 酶 的主 体 [ 4-6] 。由于木质素结构 的复 杂性 , 对 木质 素酶 降解 木质 素的 具体历程和机理尚不清楚 , 有待进一步的研究。 10. 6 PVA 分解酶 为了实现生化 退浆 , 获 得 PVA 分 解酶 具 有极 大的 实 用意 义。同时 , PVA 分解酶还可用于纺 织污水处 理。日本工 业技术 科学院为此进行了全国性的 PVA 分解菌的筛选工作 , 在革兰氏 阴性细菌中成功 获得 了几 种 PVA 分 解菌 , 筛选 出 N o . SK - 95 和 No . R S701 两种从未发现的新菌株。前者可以 快速降低 PVA 的黏度 , 是能够产生 PVA 内切分解酶的菌株 , 可用 作 PVA 的退 浆处理 ; 后者 能够 快速 利用 PVA 并繁 殖 , 可 用作 PVA 污 水处 理 , 是一种产生高效外 切分解酶的菌株。 目前对 PVA 分解酶的催化反应机理尚不清楚 , 但分析可能 是如图 6 所示的反应 过程 , 是 多种 酶参 与的 反应 , 其 过程 可分 为氧化和水解二步 ( 图 6) 。通常 PVA 的醇 解度越高 , 反应速度 越快 , 但差异并不大。目前将淀 粉酶和 PVA 分解酶混合用于织
陈石根 , 周润琦编著 . 酶学 [ M ] . 上海 : 复旦大学出版社 , 2001 . 周文龙 编著 . 酶 在纺 织中 的应用 [ M ]. 北 京 : 中 国纺 织出 版社 , 2002. 陈 坚 , 华兆泽 , 堵国成著 . 新 型纺织酶制 剂的发酵 与应用 [ M ]. 北京 : 化学工业出版社 , 2007 .
图 9 U A SB 厌氧处理对一种偶氮染料的处理效果
从图 9 可以 看出 , 处理 后 废 液在 可 见光 区 已经 没 有 吸收 峰 , 说明染料的色 度已 经完全 被脱 除 , 但在 紫外 区仍 然有 很强 的吸收峰。由此可见 , UA SB 处理仅将 染料转变 为无色结 构 , 而 不能实现完全降解。所以 , 染料 在生化处 理中达 到脱色 效果并 不难 , 但对染料的彻底 降解则较困难。 由于染料的非完全降解特性 , 废液中 的染料 经过生 化处理 后必须作进一步的处理 , 否则排入水体后 这些难 降解物 质会进 入食物链 , 危险性很大 。好氧菌 处理是降 解厌氧 处理产 物的有 效方法。因而建议 采用 厌氧 /好氧 结合 的处 理方 法 , 进行 印染 废水较彻底的降解。 染料结构和生化 降解 有很 大的 关系。 活性 污泥 法对 直接 染料和酸性染料有较高的脱色效果 , 但对 活性染 料的脱 色效果 相对较差。研究还发现 , 生化脱 色效果还 与染料 中某一 类结构 有关 [ 8] 。 10. 7 . 2 对表面活性剂的生化降 解性能 表面活性剂由于 无色 无味 , 不 存在 染料 那样 的脱 色问 题 , 因而表面活性剂的生化降解更着眼 于彻底 的降解 , 即将 表面活 性剂转化为二氧化碳、 水等无机产物。表 面活性 剂的生 化降解 性会随着离子性的不同而有差异。 在阴离子表面活 性剂 中 , 带支 链结 构的 生化 降解 性较 差 , 不带支链结构的生化降解性相 对较好。就 具体产 品看 , 脂肪醇 硫酸酯 AES 和烯基磺酸钠 AO S 生化 降解性 较好。近年 来研制 开发的烷基葡萄糖苷 ( A. P . G ) 和 多肽 基表面 活性 剂也属 于可 生化降解的产品。另外 , 亲水基 团是羧基 的阴离 子表面 活性剂 一般比较容易生化降解。 阳离子表面活性剂由于生化毒 性相对 较大 , 一般不 利于微
从目前的处理效果看 , 葡萄糖氧 化酶漂 白处理 织物的黄 度 略高 , 但白度和常规的双氧水氧化 非常接 近。酶漂 白处理在 中 性条件下进行 , 处理后织物手感柔 软丰满。 织物采 用活性染 料 染色 , 其染色深度较常规漂白稍低 , 但染 色牢度 接近 , 因而酶 漂 白在实际应用中是可 行的。 目前该工艺的主要问题是 成本较高 , 还 不能进 行产业化 应 用。 10. 5 木质素酶 麻类纤维中含有 木质素 , 使纤 维具有 刚硬的 手感。木质 素 是植物中仅次于纤维 素的最丰富和最重 要的有 机高聚 物 , 由 一 系列苯丙烷单元通过 醚键和碳碳键联接 的复杂 无定形 高聚物。 木质素的化学结构复 杂 , 许多植物的 木质素 结构现 仍未完全 清 楚 , 仅有一些结构模 型。木 质素 的先 体具 有酚 基结 构 , 因而 木 质素可以通过氧化还 原酶 ( 如漆酶 ) 催化 形成苯氧自 由基 , 通过 自由基反应完成木质 素生化聚合或降解 [ 1-3] 。 木质素的先体结 构 :
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染 ( 2011 N o . 7)
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生物酶在纺织工业中的应用 ( 十三 )
周文龙
( 浙江理 工大学材料与纺织学院 , 浙江 杭州 310018)
关键词 : 染整工业 ; 酶 ; 应用 中图分类号 : TS190 2 10. 4. 2 纺织应用 由图 5 可见 , 葡 萄糖 氧 化酶 处 理对 双 氧 水的 产 生非 常 有 效。由于产物中含 有对 铁等金 属离 子螯 合能 力很 强的 葡萄 糖 酸 ( 由葡萄糖内酯水解得到 ), 处理时一般无需添 加双氧水 稳定 剂。葡萄糖可以从淀粉退浆产 物中得到 , 但 退浆过 程中的水 洗 会去除一半以上的葡 萄糖 , 而且溶液 中还含 有相对 分子质量 较 高的低聚糖。目前的研究一般 不采用处 理液中 的葡萄 糖 , 而 是 将处理液全部 排放。主 要是因 为退 浆和 精练 后处 理液 中的 有 机物含量过高 , 影响 处理 效果。 因而 , 漂 白处 理时 需在 处理 液 中加入新的淀粉和葡 萄糖淀粉酶 , 或直接 加入葡 萄糖。在处 理 过程中 , 为了顺利产 生过 氧化 氢 , 必须 通入 氧气 或空 气。若 采 用开放式设备 , 处理液和空气能够充分接触 , 则无需强制供气。 木质素的功能之一是保护植物 细胞不 被外界 微生物 侵蚀 , 这种特性决定了 木质素 不能 被大多 数微 生 物所 分解。因 此可 生产木质素酶 的 菌种 较少 , 这为 木质 素 酶的 生 产带 来 很 大难 度 , 生产成本高。 在已知的木质素降解微生物 中 , 研究较 多的是 白腐菌。根 据白腐菌降解木质素所得木质素碎 片及其 低分子 产物的 研究 , 证明白腐菌可以使木质素的 C - C 键氧化断 裂、 C - C 键断 裂、 芳醚键断裂、 芳香 环氧 化开裂、C3 和 C 5 的脱 甲氧基 以及 C 4 上甲基化等反应 , 并使 木质素 降解。由 此可 见 , 白腐菌 对木 质素的降解形式是多种多样的。根 据目前 的研究 , 白腐 菌能分 泌漆酶、 木质素酶 L iP( 二芳基 丙烷 氧 氧 化还原酶 EC1 . 11. 1. 14) 和锰过氧 化物 酶 M nP ( 锰 II 过氧 化氢 氧化 还原 酶 EC1.