降解棉籽殼復(fù)合酶的制備及用于棉布精練.pdf

1、在倡導(dǎo)節(jié)能減排、清潔環(huán)保的低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，綠色染整加工勢(shì)在必行。生物酶在棉布精練中的應(yīng)用就是一個(gè)很好的例子。棉織物的酶精練工藝是利用酶制劑的催化專一性來降解棉纖維中的非纖維素雜質(zhì)以達(dá)到去除它們的目的。該工藝作用條件溫和、對(duì)棉纖維損傷小、節(jié)能省耗和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，克服了堿精練的諸多不足，是目前公認(rèn)的理想替代工藝。然而，酶精練工藝對(duì)棉織物中的頑固雜質(zhì)--棉籽殼的去除效果較堿煮練工藝低，這已成為棉織物酶精練工藝大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的最大障礙之一。

2、依據(jù)前人對(duì)棉籽殼的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成研究結(jié)果，本論文以提高棉織物酶精練工藝中非纖維素雜質(zhì)尤其是棉籽殼的去除率為目標(biāo)，著重從酶學(xué)性質(zhì)上比較考察了木聚糖酶、纖維素酶和果膠酶三種單一酶和復(fù)配之后對(duì)棉籽殼的降解效果，發(fā)現(xiàn)了酶的種類不同導(dǎo)致棉籽殼去除率的不同，并對(duì)其降解機(jī)制進(jìn)行了探討；在此基礎(chǔ)上以鐮刀菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過添加不同誘導(dǎo)物、不同濃度和不同種類的速效碳源，從而制備出適合用于棉織物精練中的復(fù)合酶。此外，在本課題組研究的基礎(chǔ)上，通過選擇性吸附處理

3、方法對(duì)里氏木霉所產(chǎn)的復(fù)合酶進(jìn)行吸附處理，并應(yīng)用于棉織物的前處理，得到了棉織物非纖維素雜質(zhì)特別是棉籽殼的理想去除效果。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.從酶學(xué)性質(zhì)上考察了纖維素酶，果膠酶和木聚糖酶三種酶的最適pH、最適溫度、pH穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，考察了三種單一酶在它們的最適條件下水解棉籽殼的效果。研究發(fā)現(xiàn)，三種單一酶對(duì)棉籽殼的去除率最高的為稀釋五倍的木聚糖酶(32.8 U/ml)，棉籽殼凈酶解率為5.8％，與稀釋兩倍后的纖維素酶和果

4、膠酶處理得到的2.2%和1.4%棉籽殼凈酶解率相比，高出很多。此外，通過復(fù)配后，棉籽殼的凈酶解率提高到7.5%。
　　 2.以鐮刀菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別以葡萄糖和丙三醇為速效碳源，以棉籽殼、苧麻、木聚糖為誘導(dǎo)物誘導(dǎo)鐮刀菌制備以木聚糖酶為主的復(fù)合酶，并對(duì)其產(chǎn)酶歷程進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，在以丙三醇為速效碳源時(shí)鐮刀菌產(chǎn)復(fù)合酶明顯比以葡萄糖作為速效碳源時(shí)好。在培養(yǎng)基中添加量為1%(v/v)丙三醇+2%(w/v)棉籽殼組合，產(chǎn)復(fù)合酶效果最好，其

5、中木聚糖酶，纖維素酶，果膠酶酶活最高酶活依次是2.7 U/ml，0.35 U/ml，0.025 U/ml。而0.5%丙三醇+2%木聚糖組合產(chǎn)復(fù)合酶要稍遜于棉籽殼誘導(dǎo)，木聚糖酶、纖維素酶、果膠酶最高酶活依次為2.2U/ml，0.36 U/ml，0.12 U/ml。但是三種酶最高酶活并不是在同一時(shí)間里出現(xiàn)的。苧麻誘導(dǎo)效果最差。
　　 3.研究鐮刀菌誘導(dǎo)產(chǎn)生的復(fù)合酶的最適溫度、最適pH、熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性。結(jié)果表明，自制復(fù)合酶在溫度

6、超過45℃時(shí)，木聚糖酶的熱穩(wěn)定性不好，在45℃下保溫1h，殘余酶活僅剩40%左右，這直接限制了復(fù)合酶水解棉籽殼的效果。
　　 4.纖維素酶活力過高，會(huì)對(duì)棉纖維造成損傷，本論文以里氏木霉生產(chǎn)的酶液為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，考察微晶纖維素和CMC對(duì)纖維素酶的特異性吸附以制備低纖維素酶活的復(fù)合酶。研究結(jié)果表明，微晶纖維素對(duì)纖維素酶有較好的吸附，而對(duì)木聚糖酶吸附較少，在添加量為0.05g/U，吸附時(shí)間為15 min，微晶纖維素對(duì)纖維素酶和木聚糖酶的吸

7、附量分別為28.5%和0.6%。但CMC則恰好相反，它對(duì)木聚糖酶吸附作用要強(qiáng)于對(duì)纖維素酶的吸附，在添加量為0.05 g/U，吸附時(shí)間為30min，CMC對(duì)纖維素酶和木聚糖酶的吸附率分別為14%和43%。此外，從吸附時(shí)間-吸附率曲線來看，微晶纖維素對(duì)復(fù)合酶的吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)吸附過程。
　　 5.比較了酶精練和傳統(tǒng)堿精練對(duì)棉布上非纖維雜質(zhì)的去除效果以及棉布損傷情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在去除棉籽殼效果和斷裂強(qiáng)力上，酶精練要比傳統(tǒng)堿精練要好，但在