3新型生物酶在漂白中的應(yīng)用
3．葡萄糖氧化酶對(duì)棉織物的漂白
諸多研究表明：用葡萄糖氧化酶代替化學(xué)漂白劑來實(shí)現(xiàn)對(duì)棉織物的生物漂白處理應(yīng)用前景極好[3-4]不僅在紡織品的印染加工中有所應(yīng)用，還可將葡萄糖氧化酶加入到洗滌劑中制成日常的洗滌用品[361，對(duì)于咖啡、茶漬、紅酒等的去除有特殊效果．GOD對(duì)棉織物漂白通常以退漿f淀粉漿料=4％(ow1)]后廢液為原料，如果用淀粉酶退漿，則可以使淀粉分解為葡萄糖，可直接用于葡萄糖氧化酶的催化反應(yīng)．葡萄糖氧化酶對(duì)棉織物的漂白一般分為：f1)在一定條件下用GOD催化葡萄糖氧化，產(chǎn)生足量的H202以滿足漂白的需要；(2)用產(chǎn)生的過氧化氫溶液進(jìn)行漂白處理．
其中，如何保證產(chǎn)生足量的H2o是整個(gè)應(yīng)用過程的關(guān)鍵．P．Anis等人I7187~8通過研究影響產(chǎn)生HO量的因素(如GOD用量、pH值、溫度、處理時(shí)間、葡萄糖用量)得出了最佳工藝：pH4．1(醋酸調(diào)節(jié))、GOD[酶活10U／g，用量0．O1％(owf)1、55℃處理45min、葡萄糖用量4024mg／L．采用此法產(chǎn)生的H202質(zhì)量濃度為800～1000mg／L．T．Tzanov等人在研究中還發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)條件對(duì)過氧化氫的產(chǎn)量起著很關(guān)鍵的作用[313，因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中需要有氧氣的參與．在對(duì)漂白應(yīng)用的研究方面，通過對(duì)酶法漂白和傳統(tǒng)化學(xué)試劑漂白效果的比較，以CIE白度為指標(biāo)，得出了合理的漂白工藝.
采用酶法對(duì)棉織物進(jìn)行漂白，所得白度與傳統(tǒng)化學(xué)法效果較為接近；其中，用固定化酶所產(chǎn)生的白度效果基本上可以達(dá)到傳統(tǒng)H20漂白效果(不同的數(shù)據(jù)來源，結(jié)論可能存在偏差)，對(duì)于一些染深色或?qū)椢锇锥纫蟛桓叩那闆r，用GOD進(jìn)行處理完全可以滿足要求．P。Anis等人[37187對(duì)漂白pH值的研究結(jié)果表明：雖然酸性或中性條件可以不用或少用堿劑，但是產(chǎn)生的漂白效果卻很不理想，最佳的pH值仍是堿性條件0o～il)．而各最佳工藝的溫度條件還屬于高溫，因?yàn)榈蜏鼗蚴覝貤l件對(duì)白度提高并不明顯．
由此看來，GOD對(duì)棉織物漂白雖然已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，但是要想突破堿劑、高溫等條件的制約，達(dá)到傳統(tǒng)法漂白的效果，還需要進(jìn)～步的研究．葡萄糖氧化酶雖然在棉織物漂白中的應(yīng)用研究已有眾多成果，但在麻類織物中的漂白研究還未見報(bào)道，鑒于對(duì)棉織物漂白所產(chǎn)生的良好效果，相信GOD對(duì)麻類織物的漂白也將顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值．
3．2漆酶對(duì)棉織物的漂白
最先將漆酶應(yīng)用于棉織物漂白的是T．Tzanov等人[5]807，他們首次報(bào)道了用低濃度漆酶預(yù)處理結(jié)合H202可以增加織物白度這一成果．棉織物在H202漂白之前，利用漆酶價(jià)體體系在溫和條件下(60oC、pH=5、10min)對(duì)其進(jìn)行間歇式或者浸軋預(yù)處理，可以減少H202用量而達(dá)到理想的效果．L．Pereira等人[6]69利用從Trameteshirsuta中分離出的漆酶對(duì)其漂白原理進(jìn)行了研究．他們分別研究了不同的黃酮類物質(zhì)被漆酶氧化的狀況，結(jié)果表明：桑色素、毛地黃黃酮、櫟精、蕓香甘可以被氧化，芹菜素則不受其影響；這些黃酮類物質(zhì)的氧化則是棉織物白度提高的主要原因．然而對(duì)于棉織物中所有色素在一起時(shí)的漂白機(jī)理則比較復(fù)雜，但整個(gè)過程中氧氣的消耗則說明了黃酮類物質(zhì)的氧化，而且氧化產(chǎn)物間的相互作用產(chǎn)生了易溶或易受H202影響的有色物質(zhì)．這可能是棉織物漂白后白度增加的原因．C．Basto等人將超聲波結(jié)合漆酶對(duì)棉織物進(jìn)行預(yù)處理.
結(jié)果表明：漂白后白度比單獨(dú)用漆酶預(yù)處理的白度還要高1．67．試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度超聲波處理會(huì)造成酶活性的喪失，為此，可在處理液中加入高度降解的PVA作為漆酶的穩(wěn)定劑，同時(shí)還可以增加織物白度．可能原因是：(1)PVA增加了處理液粘度；(2)在超聲波或攪拌作用下，PVA被漆酶催化氧化，同時(shí)產(chǎn)生過氧化氫，有利于白度的進(jìn)一步提高．最終結(jié)果表明：用低強(qiáng)度超聲波(7結(jié)合漆酶預(yù)處理30min，不會(huì)影響漆酶的活性，還可達(dá)到理想的白度效果．超聲波與漆酶的這種協(xié)同增白作用主要是因?yàn)槌暡ǖ目栈?yīng)使得漆酶更容易進(jìn)入到纖維內(nèi)部，增大了接觸底物的機(jī)會(huì)，加速了色素物質(zhì)的轉(zhuǎn)變．漆酶／介體體系較強(qiáng)的氧化還原作用還可用于牛仔服裝的水洗，除去靛藍(lán)染料，使其顏色變淺，呈現(xiàn)出返舊的效果．1996年，丹麥的Novozyme公司推出了第一只工業(yè)水洗漆酶／介體體系DeniLiteMT,并將其用于棉織物的漂白；2001年，印度的Zytex公司在LMS體系的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種以特殊方式降解靛藍(lán)染料的商品酶制劑Zylite．
3．3木聚糖酶的輔助漂白
在纖維素織物的退漿和煮練過程中，一些非纖維素雜質(zhì)的去除，尤其是漿料、果膠、木聚糖等雜質(zhì)的去除可以提高織物的吸水性，從而有利于后續(xù)的漂白、染色等濕加工．Dhiman等人從Bacillusstearothermophilus中分離出一種寬pH值(6．0～12．5)、寬溫幅(37 85cC)的木聚糖酶，將其用于棉織物的退漿和煮練．在pH值9．5、70℃的條件下，用5g／L木聚糖酶對(duì)棉織物進(jìn)行退漿(90min)和煮練(18orain)，木聚糖酶對(duì)織物中的雜質(zhì)有特殊的作用效果，采用該酶法進(jìn)行退漿和煮練，纖維變得更為柔軟和光滑．與傳統(tǒng)堿劑法相比，退漿后織物的白度提高11．8％，這種效果部分地歸功于淀粉、半纖維素的降解去除及還原糖的釋放；煮練后織物的失重率僅為O．83％，強(qiáng)力損失降低．
同時(shí)，木聚糖酶處理還可以使棉籽殼發(fā)生部分水解，因此有利于后續(xù)漂白時(shí)漂白劑進(jìn)入到纖維內(nèi)部[2ol塒，減少漂白劑用量．Kundu等人『41將木聚糖酶結(jié)合纖維素酶用于黃麻纖維的前處理，可以和常規(guī)工藝處理收到同樣的效果．利用0．2U／g纖維素酶和2．6U／g木聚糖酶的混合酶液在pH值5、45℃下對(duì)黃麻預(yù)處理6h，再用H202漂白，可使白度提高3％，還減少了H20用量．Day等人發(fā)明了一種新的用半纖維素酶增白麻類f亞麻、苧麻、黃麻、大麻等1纖維、紗線及織物的方法．所用的半纖維素酶包括多種酶如木聚糖酶、甘露聚糖酶、糖苷酶、葡萄糖苷酶、阿拉伯糖苷酶等，其中木聚糖酶是主要成分．將其在合適的pH值、溫度和助劑條件下對(duì)這些纖維素材料進(jìn)行處理，能夠通過它們的相互作用使有色物質(zhì)去除或改性，從而增加白度．如在pH值7．0f磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié))、40℃下對(duì)亞麻織物處理60min，然后進(jìn)行淋洗，即可使其6值比處理前下降1．9．
4展望
葡萄糖氧化酶、漆酶和木聚糖酶在印染工業(yè)中的應(yīng)用可節(jié)約水、電、化學(xué)試劑的用量，減少對(duì)環(huán)境的污染(如對(duì)退漿廢液的再利用)，還大幅降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本．這些漂白用酶與水解酶f如淀粉酶、纖維素酶、果膠酶等)的復(fù)配使用也使得用生物酶進(jìn)行纖維素類織物的一浴法前處理成為可能，從而推動(dòng)印染工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展．目前，漂白用酶在印染加工中的應(yīng)用仍存在一些不足，如中性、低溫條件下織物的白度還不能令人滿意，對(duì)酶的利用率仍較低等．
因此，今后對(duì)酶的研究還應(yīng)在如下幾個(gè)方面多做努力:
擴(kuò)大酶漂白的研究范圍．如葡萄糖氧化酶用于麻類織物的研究，具有還原氧化作用的漆酶在麻類織物中的應(yīng)用；加強(qiáng)酶漂白的工藝研究．不同來源的酶其最佳的活性條件不一，用于處理時(shí)所采用的工藝也相異，處理的效果也就不同；在更為溫和的處理?xiàng)l件下，進(jìn)一步提高白度及結(jié)合其他酶實(shí)現(xiàn)對(duì)棉織物的一浴法前處理是加速漂白酶應(yīng)用的“推動(dòng)力”；
注重對(duì)固定化酶制劑的研究．目前，在研究階段所使用的漂白酶仍多是游離酶，而且本身的產(chǎn)量就有限，成本較高．在篩選高產(chǎn)酶源較為困難的情況下，將其制成固定化酶制劑是提高利用率、降低成本的有效辦法之一．
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