3.3溶菌酶
溶菌酶(Lysozyme)存在于動植物、微生物甚至噬菌體中.它是一種專門作用于微生物細(xì)胞壁的水解酶,全稱為1,4-β-N-溶菌酶,是一種有效抗菌劑,具有抗病毒、止血、消腫、鎮(zhèn)痛及加快組織修復(fù)等功能.[15]溶菌酶固定化后可用于產(chǎn)業(yè)用紡織品和抗菌功能紡織品的開發(fā).劉賢明等[16]將溶菌酶固定在人造纖維制成的HEPA空氣過濾高效濾材上,從而制得生物殺菌濾材,并將其作為空調(diào)的空氣凈化系統(tǒng),開發(fā)具有高效除塵和殺菌功能的產(chǎn)業(yè)用紡織品.陳建龍[17]通過共價偶聯(lián)法和自組膜技術(shù)將雞蛋清溶菌酶和海洋低溫溶菌酶固定于玻璃纖維構(gòu)成的空氣過濾材料表面,結(jié)果表明:在干燥條件下,固定化溶菌酶可以儲存更長時間,且保持一定的熱穩(wěn)定性,固定化溶菌酶可以在氣相狀態(tài)下破壞金葡球菌細(xì)胞壁并將其殺滅.胡英俊[18]采用吸附法和戊二醛交聯(lián)法將溶菌酶固定在羊毛織物上,從而賦予羊毛纖維優(yōu)良的抗菌效果.
3.4漆酶
漆酶是一種含多個銅離子的多酚氧化酶,可分為漆樹漆酶和真菌漆酶.漆酶能催化許多芳香族化合物的降解[19],根據(jù)漆酶對染料降解的原理,在紡織染整方面主要用于印染廢水的脫色、染色織物上浮色的生物酶洗、牛仔服裝的仿舊整理和棉織物的生物漂白.近年來,為提高酶的重復(fù)使用性,國內(nèi)外對漆酶的固定化進(jìn)行了深入研究.張寒飛、Reyes P、Patricio P Z等[20-22]以磁性聚苯乙烯微球、活化的瓊脂糖、金屬鋁及IRA-400離子交換樹脂為載體制備固定化漆酶,分別處理含不同染料(直接、酸性、活性染料)的印染廢水,結(jié)果發(fā)現(xiàn):固定化漆酶對染料的降解速率比游離酶快,而且廢水中染料的毒性也降低了80%,處理后的廢水還可以重復(fù)利用,大大降低了水的消耗量.王平等[23]用海藻酸鈣、明膠及聚乙二醇進(jìn)行漆酶包埋,經(jīng)氯化鈣固化和戊二醛交聯(lián)后得到固定化漆酶,并用于全棉針織物直接、活性、還原染料的染色后處理,結(jié)果表明:固定化漆酶酶洗工藝可替代傳統(tǒng)皂洗工藝,可有效去除全棉針織染色物表面的浮色,提高織物的濕處理牢度,還能降低后處理殘液的色度,減輕了印染廢水處理的負(fù)擔(dān),有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù).
3.5脂肪酶
脂肪酶(Lipase)又稱甘油酯水解酶(Glyeerolesterhydrolase),能催化天然底物油脂(甘油三酯)水解,生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯.[24]脂肪酶具有很重要的工業(yè)應(yīng)用價值,目前在紡織工業(yè)中主要用于羊毛、絲綢纖維上的油脂和棉纖維蠟質(zhì)的去除以及滌綸纖維性能的改善等.固定化脂肪酶在紡織行業(yè)中的應(yīng)用報道不多,主要是以紡織纖維為載體進(jìn)行固定化,提高其穩(wěn)定性和重復(fù)使用率.曹國民[25]和劉新喜[26]等分別以對-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)活化的天然蠶絲、棉纖維為載體,用共價交聯(lián)法固定脂肪酶,重復(fù)使用率高達(dá)6~10次.文獻(xiàn)[27]以絲光棉、氨乙基化棉、谷酰胺醛與氨乙基化棉反應(yīng)生成的戊二醛化棉等作為基質(zhì)物固定脂肪酶,開發(fā)具有生物抗油污功能的織物,但洗滌后,酶活易喪失,表明在非衣料領(lǐng)域用脂肪酶固定化的織物也有應(yīng)用前景.
3.6纖維素酶
纖維素酶(cellulase)是一類降解纖維素生成葡萄糖的多組分酶的總稱,可用多種微生物、植物和動物制取.根據(jù)其作用方式可分為外切β-1,4-葡聚糖苷酶(簡稱CBH)、內(nèi)切β-1,4-葡聚糖苷酶(簡稱EG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(簡稱BG).在3種酶的協(xié)同作用下,纖維素最終被降解成葡萄糖.近年來,纖維素酶在紡織行業(yè)中應(yīng)用取得了可喜的進(jìn)展,如利用纖維素酶去除織物表面的絨毛、光潔織物表面抗起毛起球、使織物柔軟膨松、提高織物的懸垂度、改善光澤及進(jìn)行牛仔服裝水洗等加工.[28]但纖維素酶易失活,為提高使用效率,國內(nèi)外進(jìn)行了其固定化研究.鄭連英等[29-30]利用幾丁質(zhì)和多孔淀粉接枝聚合物作載體固定纖維素酶,提高其穩(wěn)定性及專一性.另外,纖維素酶會侵蝕到纖維內(nèi)部水解纖維素,使其強(qiáng)度明顯降低,而固定化酶分子只吸附在纖維表面,很難進(jìn)入纖維內(nèi)部,保證纖維素酶對纖維的減量反應(yīng)控制在其表面進(jìn)行,不會明顯降低纖維的強(qiáng)度.[31]
3.7蛋白酶
蛋白酶(protease)是水解肽鍵的一類酶,用于對羊毛進(jìn)行生物防氈縮機(jī)可洗整理,同時使整理后的羊毛制品產(chǎn)生超柔軟、高光澤度的拋光效果和抗起毛起球、低溫染色、仿山羊絨等功能,是使羊毛制品高檔化、高附加值的有效途徑之一[32];蛋白酶還可用于生絲脫膠與絲織物水洗整理.由于游離蛋白酶不穩(wěn)定,反應(yīng)條件難以控制,將酶進(jìn)行固定化是解決問題的主要途徑之一,目前,研究較多的是木瓜蛋白酶固定化.另外,通過固定化技術(shù)還可以阻止生物防縮加工中蛋白酶對羊毛蛋白纖維內(nèi)部的侵蝕.Silva C等[33]用聚乙二醇對蛋白酶改性固定,防止和減少了蛋白酶對纖維的損傷.Stanescu M.D[34]用固定化蛋白酶處理后羊毛的質(zhì)量損失較小.
4·結(jié)語
近年來,酶在紡織印染方面的固定化及應(yīng)用研究已取得了很大的進(jìn)展,主要是以紡織纖維材料為載體制備固定化酶,提高了其穩(wěn)定性和重復(fù)使用率;與游離酶相比,固定化酶能更高效地用于漂染廢水處理;利用固定化酶技術(shù)進(jìn)行纖維的改性和功能及產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā).今后的研究工作應(yīng)側(cè)重于:(1)建立多酶固定化系統(tǒng),可節(jié)省酶分離純化的時間和費(fèi)用,進(jìn)行多酶反應(yīng);(2)開發(fā)新型固定化技術(shù)、改進(jìn)傳統(tǒng)固定化方法,挖掘和探究新型載體材料,使固定化酶朝著活力保持率高、使用壽命長、易于分離和可再生等方向發(fā)展;(3)應(yīng)用生物酶固定化技術(shù)開發(fā)更多的產(chǎn)業(yè)用紡織品和功能紡織品及相關(guān)生物染整化學(xué)品.隨著新技術(shù)新材料在酶固定化中的應(yīng)用,載體性質(zhì)和固定化方法與固定化酶性能之間關(guān)系研究的深入,固定化酶在紡織印染行業(yè)的研究一定會取得更大的成果,其應(yīng)用范圍也會不斷擴(kuò)大.
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