复合精炼酶研究

      传统的精炼加工过程通常使用以碱为主，表面活性剂为辅的精炼体系，对棉织物进行高温处理，使棉的伴生物分解、乳化而去除。这种处理过程是发生激烈化学反应的过程，其工艺路学长、耗能多，而且需要用酸中和并用大量水冲洗，精炼废水中无机盐的浓度很高，使纤维发生失重强度下降。这不符合清洁生产的基本要求，而棉织物的酶精炼技术由于加工条件比化学方法温和，耗能低，废弃物少，因此，近年来逐渐变成棉织物前处理加工的重点研究课题。

    研究显示，将纤维素酶与果胶酶混合成精炼剂，利用它们的协同效应处理棉纤维得到了好的精炼效果。在这种处理过程中，果胶酶使棉纤维中的果胶分解，纤维素酶使初生细胞中的纤维素大分子分解，将纤维素表面杂质及部分初生细胞壁去除，达到精炼的目的。国内研究者利用此两种酶对棉精梳针织物进行精炼处理，在工艺配方中，纤维素酶和果胶酶的比例是1：2.国外研究者认为，虽然纤维素酶可以提高织物的吸湿性，但是强力损失及织物失重严重，含有纤维素酶的果胶酶也存在这种缺陷。考虑到蛋白质在杂质中的含量较高，因此，可以将以蛋白酶作为棉煮练的添加剂。结果证明，采用蛋白酶、纤维素酶和果胶酶组成的复合酶对棉织物进行精炼处理，不仅处理时间短，温度低，而且失重小，ph值适用范围宽。

      果胶酶是分解果胶的多种酶的总称，广泛存在于植物的果实和微生物体内。其活性域ph值一般为3～4，温度在40～50℃.研究发现，单纯使用果胶酶煮练的棉织物的吸水性差，主要原因是有油蜡存在。果胶酶体系的煮练能力可以通过加入混合型的表面活性剂而增加，其煮练效果可以达到传统精炼的效果。这主要与表面活性剂对油蜡的乳化作用有关。但是这种煮练的缺点是煮练时间长或使用的酶的浓度高。

      除了普通的果胶酶以外，原果胶酶和碱性果胶酶也越来越受到研究者的关注。原果胶酶能够催化不溶性原果胶而分解出游离水溶性果胶质，根据其作用机理通常可以分为a和b两种类型。其中a型原果胶酶能切断原果胶质中聚半乳糖醛酸部分，聚半乳糖醛酶、果胶质裂合酶、果胶酸盐裂合酶都属于此类。b型原果胶酶能够分解聚半乳糖醛酸以外的部分，形成水溶性果胶质，阿拉伯酶、鼠李半乳糖醛酶属于此类。研究结果表明，用原果胶酶处理的棉纱可达到露出纤维素纤维的程度，所得的精炼效果和氢氧化钠精炼效果相同。此外，原果胶酶对纤维素不起作用，所以可抑制酶处理后纤维强度的降低。novo公司近年来已经成功地分离出碱性果胶酶，其使用温度为55℃左右，ph值为9.5左右，使用条件温和，稳定性好，可以和螯合剂、润湿剂拼用。在吸水方面，碱煮练和该种生物煮练的织物没有显著的差别。工厂试验结果显示使用碱性果胶酶进行煮练的棉织物获得了相当于常规煮练的吸水性，而且成本比常规前处理低，织物手感比较柔软。

      国内研究者考察了碱性果胶酶、中性纤维素酶、碱性蛋白酶、木聚糖酶以及它们组成的复合生物酶制剂对棉针织物一浴一步法的精炼加工工艺，实验结果见表：

                          棉针织物经各种酶精炼后性能的改善

    注：1、酶用量分别为碱性果胶酶：4g/l,中性纤维素酶1g/l,木聚糖酶1g/l.

    2．“_”表示30min测试时间内不润湿。

      从上表可知，复合酶的精练效果都好于单一酶精炼。碱性果胶酶与三种酶的复合作用中，碱性果胶酶和中性纤维素酶复合处理，棉针织物润湿性改善最为明显。这是因为这两种酶会产生协同作用，也就是说，碱性果胶酶水解表皮层果胶质，会为中性纤维素酶产生更多的作用位点，而中性纤维素酶水解也会使更多表皮层中的果胶质暴露给碱性果胶酶。进一步的研究表明，经过复合酶精炼的织物在染色性能方面也接近常规碱碱精炼织物水平，而且强力损失更小。

      果胶酶与特定的淀粉酶以及纤维素酶等都具有良好的协同作用，这为短流程前处理如退浆精炼一浴法工艺的进行提高了可能。