生物酶是由活�(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有�(jī)物,大部分為蛋白�(zhì),也有極少部分為RNA。據(jù)上海波^恩^斯^諾^美授�(quán)生物�(yī)�(xué)技�(shù)服務(wù)中心A23介紹,酶的生�(chǎn)和應(yīng)�,在�(guó)�(nèi)外已具有80多年歷史,�(jìn)�20世紀(jì)80年代,生物工程作為一門(mén)新興高新�(shù)在我�(guó)得到了迅速發(fā)�,酶的制造和�(yīng)用領(lǐng)域逐漸�(kuò)大,酶在紡織工業(yè)中的�(yīng)用也日臻成熟,由�(guò)去主要用于棉織物的退漿和蠶絲的脫�,至�(xiàn)在在紡織染整的各�(lǐng)域的廣泛�(yīng)用,體現(xiàn)了生物酶在染整工�(yè)中的�(yōu)越��
生物酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)。象其他蛋白�(zhì)一�,酶分子由氨基酸�(zhǎng)鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀,一部分成折疊的薄片�(jié)�(gòu),而這兩部分由不折疊的氨基酸鏈連接起來(lái),而使整�(gè)酶分子成為特定的三維�(jié)�(gòu)。生物酶是從生物體中�(chǎn)生的,它具有特殊的催化功�,其特性如下:高效性:用酶作催化劑,酶的催化效率是一般無(wú)�(jī)催化劑的10^3~10^6��
�(zhuān)一性:一種酶只能催化一�(lèi)物質(zhì)的化�(xué)反應(yīng),即酶是僅能促�(jìn)特定化合�、特定化�(xué)鍵、特定化�(xué)變化的催化劑�
低反�(yīng)條件:酶解催化反�(yīng)不象一般催化劑需要高�、高�、強(qiáng)�、強(qiáng)堿等劇烈條件,而可在較溫和的常溫、常壓下�(jìn)��
易變性失活:在受到紫外線(xiàn)、熱、射�(xiàn)、表面活性劑、金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及其它化學(xué)試劑如氧化劑、還原劑等因素影響時(shí),酶蛋白的二�(jí)、三�(jí)�(jié)�(gòu)有所改變。所以在大生�(chǎn)�(shí),如有條件酶還可以回收利用�
可降低生化反�(yīng)的反�(yīng)活化能:酶作為一種催化劑,能提高化學(xué)反應(yīng)的速率,主要原因是降低了反�(yīng)的活化能,使反應(yīng)更易�(jìn)�。而且酶在反應(yīng)前后理論上是不被消耗的,所以還可回收利��
酶蛋白與其它蛋白�(zhì)的不同之處在于酶都具有活性中心。酶可分為四�(jí)�(jié)�(gòu):一�(jí)�(jié)�(gòu)是氨基酸的排列順�;二�(jí)�(jié)�(gòu)是肽鏈的平面空間�(gòu)象;三級(jí)�(jié)�(gòu)是肽鏈的立體空間�(gòu)�;四�(jí)�(jié)�(gòu)是肽鏈以非共�(jià)鍵相互結(jié)合成為完整的蛋白�(zhì)分子。真正起決定作用的是酶的一�(jí)�(jié)�(gòu),它的改變將改變酶的性質(zhì)(失活或變�)。酶的作用機(jī)理比較被�(rèn)同的是Koshland�“誘導(dǎo)契合”�(xué)�(shuō),其主要�(nèi)容是:當(dāng)?shù)孜锝Y(jié)合到酶的活性部位時(shí),酶的構(gòu)象有一�(gè)改變。催化基�(tuán)的正確定�?qū)τ诖呋饔檬潜匾�?。底物誘�(dǎo)酶蛋白構(gòu)象的變化,導(dǎo)致催化基�(tuán)的正確定位與底物�(jié)合到酶的活性部位上��
生物酶技�(shù)�(yīng)用于染整加工主要有兩�(gè)方面�(1)天然纖維織物的前處理加工,用生物酶去除纖維或織物上的雜質(zhì),為后續(xù)染整加工�(chuàng)造條件�(2)織物的后整理加工,用生物酶去除纖維表面的絨毛,或使纖維減�,以改善織物的外觀、手感和�(fēng)�。目前應(yīng)用的生物酶主要有以下幾種�
1果膠酶:主要是由果膠裂解�、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶和果膠酯酶組�。果膠物�(zhì)是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用于果膠物�(zhì)�(shí),果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶直接作用于果膠聚合物分子鏈內(nèi)部的配糖鍵上,而果膠酯酶則使聚半糖醛酸酯水�,為聚半乳糖醛酸酶和果膠酸鹽裂解酶創(chuàng)造更多的位置�
2脂肪酶:能將脂肪水解成甘油和脂肪�,脂肪酸�(jìn)一步�(jìn)行B一氧化,每次脫下一�(gè)C2物,生成乙酰COA(N—�(huán)己基辛基�),�(jìn)入TCA(三羧�)�(huán)徹底氧化或�(jìn)入乙醛酸�(huán)合成糖類(lèi)�
脂肪酶(EC3.2.2.3,甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶,其在紡織加工中主要用于絹紡原料脫脂處�;同�(shí),只�(méi)在羊毛洗毛中是較好的助洗劑,能去除羊毛附生雜�(zhì)、脂�,使羊毛獲得可紡�;對(duì)棉織物�(jìn)行精煉處�,能有效的去除棉的脂蠟;�(duì)滌綸�(jìn)行處�,可改善滌綸表面的親水性�
3蛋白酶:由微生物分泌的蛋白酶因菌種不同而異,例如枯草桿菌分泌明膠酶和酪蛋白酶,可以水解明膠和酪蛋白;費(fèi)氏鏈酶菌分泌角蛋白酶,可以水解動(dòng)物的�、角、蹄的角蛋白。蛋白酶將蛋白質(zhì)分解成肽,再�(jīng)肽酶水解成氨基酸�
4 纖維素酶:是一�(gè)多組分酶體系,紡織工�(yè)中應(yīng)用的纖維素酶大多�(shù)是由木酶屬真菌制造的。纖維素酶中的纖維素二糖水解酶又�(chēng)為外切纖維素�,由CHB I和CHB II兩種酶組�,而內(nèi)切葡聚糖�,又�(chēng)為內(nèi)切纖維素酶,至少�5種纖維素�(EG I、EG II、EG HI、EG IV、EG V)組成。此�,還�13一葡萄糖醛�。這些纖維素酶在纖維素的水解中具有�(xié)同作��
5�(guò)氧化氫酶:是一種氧化還原酶,催化分解過(guò)氧化氫成為水和氧�,它主要用于漂白工藝后去除殘余的雙氧�,提高后繼染色性能和質(zhì)�,并且沒(méi)有過(guò)量危�(xiǎn)。過(guò)氧化氫酶也可用于紗線(xiàn)染色�(jī)、溢流噴射染色機(jī)、絞�(pán)染色�(jī)和卷染機(jī)等的氧漂生物凈化處理�
6淀粉酶:是水解淀粉和糖原的酶�(lèi)總稱(chēng),通常通過(guò)淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿�,由于淀粉酶的高效性及�(zhuān)一�,酶退漿的退漿率�,退漿快,污染少,產(chǎn)品比酸法、減法更柔軟,且不損傷纖�。淀粉酶的種�(lèi)很多,根�(jù)織物不同,設(shè)備組合不同,工藝流程也不�,目前所用的退漿方法有浸漬�、堆置法、卷染法、連續(xù)洗等,由于淀粉酶退漿機(jī)械作用小,水的用量少,可以在低溫條件下達(dá)到退漿效�,具有鮮明的�(huán)保特��
生物酶的分類(lèi)
按生物酶水解蛋白�(zhì)的方式可分為以下幾種�
�1)切�(kāi)蛋白�(zhì)分子�(nèi)部肽�,生成相�(duì)分子�(zhì)量較小的多肽�(lèi),這類(lèi)酶一般叫�(nèi)肽酶�
�2)切�(kāi)蛋白�(zhì)或多肽分子氨基或羧基末端的肽�,而游離出氨基�,這類(lèi)酶叫外肽酶。作用于氨基末端的稱(chēng)為氨肽酶,作用于羧基末端的稱(chēng)為羧肽酶;(3)水解蛋白質(zhì)或多肽的脂鍵�
�4)水解蛋白質(zhì)或多肽的酰氨��
按酶的來(lái)源可以分為動(dòng)物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白��
微生物纖維酶又可分為�(xì)菌蛋白酶、霉菌蛋白酶、酵母蛋白酶和放�(xiàn)菌蛋白酶�
按生物酶作用的最� pH 可以分為 pH2.5-5.0 的酸性生物酶、pH9.5-10.5 的堿性生物酶、pH7-8 的中性生物酶。為了方便起�(jiàn),微生物蛋白酶常用這種分類(lèi)方法;根�(jù)生物酶的活性中心和最適反�(yīng) pH 可以分為絲氨酸生物酶、巰基生物酶、金屬生物酶和活性中心有兩�(gè)羧基的酸性生物酶�
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