纖維素酶在纖維素纖維織物整理中的應用

 纖維素酶在纖維素纖維織物整理中的應用，包括織物精練加工、柔軟整理、拋光整理、返舊整理、Lyocell纖維去原纖化處理，指出纖維素酶在紡織加工應用中存在的問題。

纖維素酶介紹：

生物酶制劑以其高效性、專一性、作用條件溫和以及環(huán)保的加工過程等特點被廣泛應用于紡織染整加工，其中纖維素酶是應用最廣、最成功的一種酶制劑。

纖維素酶是一組催化水解纖維素，生成葡萄糖的酶系總稱。目前，商品化纖維素酶主要由木霉(Trichodermaspp)和黑曲霉（Aspergillusniger）2個屬的菌株發(fā)酵生產(chǎn)制得。

纖維素酶系各組分根據(jù)其性質(zhì)和功能，主要可以分為3大類： 

(1) 內(nèi)切葡聚糖酶（endo-l，4-D-vlucanase，EC3.2.1.4，來自真菌的簡稱EG，來自細菌的簡稱Cen）。該酶可以隨機水解纖維素大分子鏈中的p-l，4-糖苷鍵，形成新的還原末端； 

 (2) 外切葡聚糖酶（exo-l，4-p-D-jucanase，EC3.2.1.91，來自真菌的簡稱CBH，來自細菌的簡稱Cex）。該酶沿纖維素鏈末端水解，依次釋放纖維二糖； 

(3) p-葡萄糖苷酶(3-D-～lucosidase，EC3.2.1.2l，簡稱BG)，又稱纖維二糖酶。該酶主要將由內(nèi)切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶水解產(chǎn)生的纖維二糖、寡糖以及低聚糖繼續(xù)水解，生成葡萄糖。 

20世紀80年代，美國科學家首先將纖維素酶應用于棉織物整理，隨后各國的研究者對纖維素酶在紡織加工中的應用進行了許多研研。目前，纖維素酶已成功應用于纖維素纖維織物的精練前處理、柔軟整理、拋光整理和牛仔織物返舊整理等。

纖維素酶在纖維素纖維織物整理中的應用： 

1.纖維素酶在棉織物精練加工中的應用 

棉織物退漿后仍有大部分的天然雜質(zhì)（棉籽殼、果膠、蠟狀物質(zhì)、蛋白質(zhì)等）、漿料和油劑殘留，導致織物潤濕性差、色澤發(fā)黃，影響了織物的外觀、手感和后續(xù)加工。因此，棉織物退漿后需要進行精練加工，去除天然雜質(zhì)。棉織物的傳統(tǒng)堿精練工藝存在能耗高、廢水排放量大、纖維損傷嚴重等缺點，已經(jīng)不符合現(xiàn)代綠色紡織加工的要求。 

用纖維素酶進行精練加工是各國科學家研究的一個重要方向。纖維素酶可以水解纖維素，使附著有雜質(zhì)的微小纖維水解弱化，在機械作用下從織物上脫落，達到去雜的目的，并且纖維素酶還可以降解棉纖維上的棉籽殼。

胡映清對纖維素酶降解棉籽殼進行研究發(fā)現(xiàn)，纖維素酶處理純的棉籽殼屑時，降解率高達80%，為纖維素酶去除棉織物中殘留棉籽殼提供了理論支持。Csiszfir等自1998年起開始研究纖維素酶在棉織物精練中的應用，發(fā)現(xiàn)對棉織物進行纖維素酶預處理可以提高堿精練的效果，聯(lián)合處理后，棉籽殼的失重率達到80%左右。該團隊還對商品化的纖維素酶降解棉籽殼進行了研究，發(fā)現(xiàn)商品化的纖維素酶可以直接降解棉織物表面的棉籽，還發(fā)現(xiàn)螯合劑EDTA可以增加纖維素酶降解棉籽殼的能力。    

雖然纖維素酶處理棉織物可以在一定程度上達到去雜的目的，但效果并不十分理想。為了進一步提高酶精練的效果，越來越多的研究利用纖維素酶與其他酶制劑（果膠酶、蛋白酶、脂肪酶、木聚糖酶、角質(zhì)酶等）復配，用于棉織物精練。在復合酶制劑中，各種酶組分之間協(xié)同作用，使雜質(zhì)能夠被更多、更快地水解。

目前，棉織物的酶法精練尚未實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用，主要是因為酶精練在處理效果上，特別是在棉籽殼去除方面不能達到傳統(tǒng)堿精練的效果，從而無法替代堿精練。

造成酶法精練效果差的原因有很多，首先，棉織物上雜質(zhì)成分很復雜，這導致單一的酶組分很難將其降解，需要多種酶的協(xié)同作用；其次，在多酶協(xié)同作用時，由于各種酶催化反應的最適條件不一致，很難保證各組分酶都能發(fā)揮較好的催化水解作用；最后，一些酶制劑尚未出現(xiàn)商品化產(chǎn)品，例如果膠酶、角質(zhì)酶等，實驗室工程酶的酶活還不高，限制了酶法精練的研究。總之，酶法精練還需要科學家進一步的研究探索。

2.纖維素酶在纖維素纖維織物柔軟整理中的應用    

生物柔軟整理是利用纖維素酶對纖維素纖維的水解作用，使纖維剛度下降，提高織物柔軟性能。 

Yanv等研究表明，利用纖維素酶處理耐久壓燙整理后的棉織物可以改善織物的手感，但是會造成織物強力和耐磨性下降。吳贊敏在其博士論文中研究采用生物-化學聯(lián)合的方法，實現(xiàn)棉織物的超柔軟整理。在該研究中，棉織物先經(jīng)過纖維素酶的減量處理，再用化學柔軟劑對其進行增量整理。經(jīng)纖維素酶處理后的棉織物能吸附更多的化學柔軟劑，并且更多的柔軟劑可以從纖維素酶水解產(chǎn)生的孔隙中進入纖維內(nèi)部，提高了柔軟效果的耐久性。CSlszaF等采用纖維素酶結(jié)合物理機械作用和有機硅柔軟劑對亞麻及含亞麻織物進行整理，發(fā)現(xiàn)酶整理能顯著削弱亞麻纖維的剛性，有效改善麻織物的手感。王革輝等對纖維素酶T225處理高支純苧麻織物的服用性能進行了研究，結(jié)果表明，經(jīng)纖維素酶T225處理后，織物抗皺性略有提高，手感更柔軟，刺癢感得到改善