脂肪酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

1、脂肪酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用王小花洪楓陸大年朱利民(東華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院上海200051)摘要:從脂肪酶的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍出發(fā)對(duì)目前脂肪酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)行了綜述。主要介紹了脂肪酶在羊毛纖維氈縮性的改善、絲綢纖維上的油脂和蠟質(zhì)的去除、棉纖維的脫漿以及滌綸纖維性能的改善等方面的作用及研究進(jìn)展。探討了脂肪酶在紡織工業(yè)應(yīng)用研究中存在的幾個(gè)問(wèn)題并對(duì)其在紡織工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用做了展望。關(guān)鍵詞:脂肪酶羊毛絲棉滌綸中圖分類號(hào):TS10114文獻(xiàn)標(biāo)

2、識(shí)碼:A文章編號(hào):100321456(2005)0620022203作為一種生物催化劑脂肪酶(EC3111113Lipase)除了具有作用條件溫和、高選擇性和高特異性、環(huán)境友好、使用安全且能循環(huán)利用等酶的共同特點(diǎn)外還有其獨(dú)特的性質(zhì):其一它是一種特殊的酯鍵水解酶能催化天然底物油脂(甘油三酯)水解產(chǎn)生脂肪酸和甘油在水解過(guò)程中存在產(chǎn)物甘油單酯和甘油二酯其二是它只能在異相系統(tǒng)即水—油界面或有機(jī)相中作用對(duì)水溶性底物沒(méi)有催化作用。目前脂肪酶廣泛應(yīng)用

3、于油脂水解、食品風(fēng)味和香味的改進(jìn)醫(yī)療醫(yī)藥、皮革脫脂、廢紙脫墨、低等油脂的改性以及洗滌劑和化妝品中。本文就脂肪酶近十年來(lái)在紡織工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展做一簡(jiǎn)要的綜述。1脂肪酶在羊毛纖維上的應(yīng)用羊毛纖維表面的鱗片層是導(dǎo)致其氈縮及染色性和手感不好的一個(gè)關(guān)鍵因素為了改善羊毛的這個(gè)缺點(diǎn)常設(shè)法除去鱗片層。傳統(tǒng)的有機(jī)氯法因其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題受到了廣泛的質(zhì)疑人們期望用一種較溫和的、環(huán)境友好的方法來(lái)代替有機(jī)氯整理用蛋白酶去除鱗片層是近年來(lái)研究的一個(gè)方向。但蛋白

4、酶處理去除鱗片層時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題即由于鱗片層的外部有一層類脂層使得蛋白酶無(wú)法直接與鱗片層反應(yīng)因此一般應(yīng)先除去類脂層。除去類脂層的傳統(tǒng)的方法一般是采用氧化劑如雙氧水、次氯酸鈉等化學(xué)試劑。由于脂肪酶具有可以作用于脂類的特點(diǎn)不少研究者嘗試用該酶來(lái)除去類脂層。同時(shí)鑒于以上原因在用于處理羊毛纖維時(shí)脂肪酶很少單獨(dú)使用而通常與蛋白酶或其他整理劑一起使用來(lái)改善羊毛的性質(zhì)。如MonlleoD等人1用商品脂肪酶處理羊毛纖維并研究了處理后的羊毛纖維的物理和化學(xué)

5、變化。他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)無(wú)水堿液處理后的羊毛纖維其表面存在脂肪酸去除這些脂類物質(zhì)便可改善羊毛的性質(zhì)。為了測(cè)定各種脂肪酶對(duì)羊毛表面脂類的作用MonlleoD等人合成了一種與其結(jié)構(gòu)類似的脂肪酸3—O—棕櫚酰絲氨酸(3—O—PS)。他們發(fā)現(xiàn)脂肪酶PalataseM1000L和Leitase10L對(duì)3—O—PS的活性最大但脂肪酶對(duì)于3—O—PS的活性與對(duì)羊毛的活性并沒(méi)有相關(guān)性。在實(shí)驗(yàn)條件下商品脂肪酶對(duì)羊毛纖維上的脂類無(wú)作用而三酰基甘油脂肪酶Ⅱ型能使羊毛

6、的結(jié)構(gòu)發(fā)生一些變化。EI2SyedH等人2研究了酶處理對(duì)于羊毛防氈縮性的作用。他們先用脂肪酶除去羊毛纖維外表面的脂類再用谷胱甘酞還原酶(GR)Π還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)還原二硫鍵而后用木瓜蛋白酶進(jìn)行后處理。結(jié)果表明與未處理的羊毛相比經(jīng)該方法酶處理后的羊毛的收稿日期:20041021作者簡(jiǎn)介:王小花(1978)女東華大學(xué)紡織化學(xué)與染整工程在讀博士主要從事紡織品生物表面改性方面的研究。2005年第6期—24—酯產(chǎn)生明顯分

7、解的商品脂肪酶處理滌綸織物。結(jié)果表明滌綸織物經(jīng)處理后吸水速度加快抗靜電性增強(qiáng)染色性能提高。2001年Akbar等報(bào)道了脂肪酶水解對(duì)滌綸長(zhǎng)絲紗線的改性作用14。2種復(fù)合長(zhǎng)絲滌綸紗線在不同的溫度下以不同的拉伸率被拉伸后在相似的條件下用酶進(jìn)行水解。結(jié)果表明酶水解后滌綸紗線的失重率小于015%強(qiáng)度損失達(dá)10%斷裂延伸度下降7%～25%水吸收率升高達(dá)50%但酶水解僅限于纖維表面與纖維的拉伸率相比纖維表面積對(duì)酶水解作用的影響更大。我國(guó)的張健飛等人曾

8、以對(duì)苯二甲酸二乙酯為PET的模擬物選用4種脂肪酶對(duì)該模擬物和PET纖維的降解性能進(jìn)行了研Repts(GermanEdition).199475(5):402404.EI2SyedHHamedRRKantouchAetal.Enzyme2basedfeltproofingofwoolJ.AATCCReview20022(1):2528.El2SayedHKantouchAHeineEetal.Developingazero2AOXshri

9、nk2resistprocessfwool.Part1:preliminaryresultsJ.ColationTechnol2001117(4):234238.樊增祿戴瑾瑾朱泉.酶對(duì)羊毛染色性能的影響J.毛紡科技2001(3):2023.黃玉麗王憲迎王樹蘭.羊毛生物防氈縮技術(shù)的研究J.印染2004(6):13.勞繼紅葉圣于.堿性脂肪酶對(duì)重油滯頭原料的除油研究J.絲綢2002(9):2426.勞繼紅葉圣于.滯頭原料的脂肪酶除油研究J.紡

10、織學(xué)報(bào)200122(4):3738.GulrajaniMLAgarwalRGroverAetal.DegummingofsilkwithlipaseproteaseJ.IndianJFibreTextileResearch200025(1):6974.AchwalWB.EnzymatictreatmentsfremovelofimpuritiessofteningofcottonJ.Colourage1993(12):2324.Gupt

11、aS.EnzymeApplicationsinChemicalProcessingofTextilesA.ProceedingsoftheAnnualInternationalConference其應(yīng)用范圍和對(duì)象也較窄主要用于羊毛防縮、絲綢除油去蠟以及改善滌綸親水性等方面。筆者認(rèn)為以后脂肪酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用研究應(yīng)向3個(gè)方面發(fā)展其一是拓寬其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用研究領(lǐng)域譬如用于污水處理和降解去除滌綸纖維中的三聚物等方面其二是在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上

12、優(yōu)化脂肪酶的處理?xiàng)l件研究脂肪酶與其它酶類或整理劑的配伍性和協(xié)作性其三是有目的地篩選商品脂肪酶或用微生物發(fā)酵法制備脂肪酶提高其應(yīng)用研究的針對(duì)性。9]1011121314參考文獻(xiàn):151]MonlleoDJuliaMRPinazoAetal.UseoflipasesfwoolmodificaitonJ.MelliTextilberichteΠInternationalTextileApplicationsoflipasesinthetext

13、ileindustryWANGXiao2huaHONGFengLUDa2nianZHULi2min(CollegeofChemistryChemicalEngineeringDonghuaUniversityShanghai200051China)Abstract:Theapplicationsoflipasesinthetextileindustrywerereviewed.Theeffectsofthelipasesonimprov

14、ingfeltproofingofwooldewaxingdegreasingofsilkdesizingofcottonmodificationofpolyesterfibreswereintroduced.Problemsinthisresearchareawerediscussed.Furtherapplicationsoflipasesinthetextileindustrywereprospected.Keywds:lipas