酶在紡織品染整加工中的應用

摘 要：生物酶制劑經過科學家一個多世紀的研究，已被認知達3000多種，酶應用的現狀酶的種類很多，但目前在紡織印染加工中使用較廣泛的酶制劑主要是纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、脂肪酶、過氧化酶、漆酶和葡萄糖氧化酶。本文主要論述纖維素酶和淀粉酶在紡織品及染整加工過程中應用及發展。

關鍵詞：酶 紡織品 染整 應用

1、纖維素酶

1.1 纖維素酶的定義

纖維素酶是纖維素是由各種不同催化特性的酶組成的多組分的酶體系。一般認為，纖維酶主要由CBIⅠ、CBHⅡ和葡萄糖苷酶組成的，這些酶在纖維素水解過程中具有協同作用。纖維素酶正式應用于紡織品化學加工中已有20多年歷史。

1.2 纖維素酶在紡織品染整加工中的作用

纖維素酶在紡織品染整加工中所起到的主要是水解作用，纖維 素酶的水解是固液多相反應，首先纖維素酶擴散到纖維表面或內部，吸附到纖維底物上，而進一步發生水解反應。

1.3 纖維素酶在生物拋光整理中的應用原理

生物拋光是一種用纖維素酶改善棉織物表面的整理工藝，以達到持久的抗起毛起球并增加織物的光潔度和柔軟度。天然纖維素的結構復雜，結晶度高，在一定酶濃度和時間條件下很難把纖維素完全水解成葡萄糖單體，僅對織物表面或伸出織物表面的茸毛狀短小纖維作用。生物拋光也就是去除從纖維表面伸出的細微纖維，經纖維素酶處理后稍經機械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的織物。生物拋光的主要功效是使服裝和面料長久保持光鮮、手感更柔軟。與傳統的加工方法比，生物拋光有如下優點：織物表面更光潔無茸毛；織物表面顯得更加均勻；減少起毛起球的趨向；增加懸垂性并具滑爽手感；處理的織物更具有環保意義。經過生物拋光處理的織物還有諸多優點：穿著洗滌不易起球，染色鮮艷，保色保新時間長，尤其對印花織物效果更好。

1.4 纖維素酶在牛仔褲加工中作用

纖維素酶還應用于牛仔褲產品的洗滌加工，代替石洗加工工藝。最早應用在靛藍牛仔服裝的洗滌整理上，以獲得與石磨相同的染料脫色，洗白等褪色防舊效果。這種加工的原理是，首先將牛仔服裝上的漿料充分去除，充分發揮纖維素酶對牛仔服裝表面的剝蝕作用；纖維素酶僅對牛仔服裝表面部分水解，造成纖維在洗滌時發生脫落，在纖維素酶處理時，牛仔服裝在轉鼓中不斷發生摩擦，加速服裝表面纖維的脫落，并使吸附在纖維表面的靛藍等染料一起去除，產生石磨洗滌的效果，并具有獨特的外觀和柔軟的手感。目前應用的纖維素酶大多為中性或酸性纖維素酶。纖維素酶用于牛仔服裝水洗石磨加工，加工后的服裝雪花點多、立體感強、色光好；與傳統的石磨工藝相比，酶洗工藝條件溫和，耗能降低，減少了服裝和設備的磨損，水洗效率高；與傳統的化學助劑整理工藝相比，酶洗工藝大大減少了污水排放，有利于環境保護。

2、淀粉酶

2.1 淀粉酶的定義

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶類總稱，通常通過淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料，由于淀粉酶的高效性及專一性，主要應用與退漿，酶退漿的退漿率高，退漿快，污染少，產品比酸法、減法更柔軟，且不損傷纖維。用淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料，在目前的生產工藝中，仍舊是去除淀粉漿料的重要方法。只不過現在應用的淀粉酶的工藝水平向高溫高效方向發展，最高溫度可達115℃，加工時間最短只有十幾秒鐘。現在的高溫淀粉酶不但可以提高退漿效率，還可以同時去除混合漿料中的PVA等化學漿料。

2.2 淀粉酶的種類及其作用

（1）種類：淀粉酶的種類按作用方式可分為α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支鏈淀粉酶和異淀粉酶等。

（2）作用：α-淀粉酶屬于內切型淀粉酶，它作用于淀粉時從淀粉分子內部以隨機的方式切斷α-1，4 苷鍵，最終水解產物為葡萄糖、麥芽糖和低聚糖，能快速降低淀粉的粘度，是最重要的一類淀粉酶。如淀粉酶應用于棉織物的退漿。傳統的棉織物退漿工業應用氧化劑、酸等退漿劑，這就產生了一個缺點：退漿劑在與淀粉作用的同時，也會與纖維素發生作用，并降低織物的強力。如果控制不當，甚至會引起織物全部降解。酶能夠發生選擇性反應并把淀粉轉化到可溶狀態。淀粉酶能夠完全破壞淀粉，同時又不損傷纖維素，這是淀粉酶退漿的一個非常突出的優點。淀粉酶退漿工藝分為浸漬、保溫處理和水洗三個階段。浸漬階段：這個階段包括織物吸收酶溶液，使漿料凝膠化。其主要目的是使織物被酶溶液充分潤濕，充分保持酶的穩定性，使漿料凝膠化。為使織物充分地被酶溶液潤濕，可在70℃或更高溫.。目前退漿用的淀粉酶都是α-淀粉酶。不同來源的α-淀粉酶具有不同的熱穩定性和最適反應溫度。α-淀粉酶的淀粉改性劑使得淀粉在調漿過程中降解和簡單變性.故可部分取代PVA對純棉、滌棉等織物上漿，大大降低了上漿成本，減少環境污染，并順應廠找國今后新型漿料的發展方向：“高質量、多功能、少組分、系列化、少用或不用PVA”。另外，近年來，α-淀粉酶還被用于變性淀粉生產中的淀粉預處理工藝中。實現淀粉在變性前被降解，提高變性效率，制得r高濃低粘的高質量的變性淀粉漿料。

3、結語

生物酶處理具有環保、節能、高效等特點，符合可持續發展的要求，有利于綠色紡織、綠色染整，在紡織中具有廣闊的發展前景。酶在纖維改性加工中不僅要求高效，而且要求對纖維的損傷小，因此開發紡織專用酶和降低酶制劑成本成為今后纖生物酶研究和開發的重要方向。