酶的熱穩(wěn)定性研究及其在棉織物退漿、精練中的應(yīng)用.pdf

1、生物酶的高效性、專一性和環(huán)境友好等特性使其受到人們的關(guān)注，應(yīng)用也越來越廣泛。但由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，在高溫時不可避免發(fā)生失活行為，生物酶的熱穩(wěn)定性差已經(jīng)成為限制其高溫應(yīng)用的重要瓶頸，因此研究生物酶的熱穩(wěn)定性及探索提高酶耐熱性的方法具有極為重要的意義。
　　 本論文首先研究了α-淀粉酶在溶液中的熱穩(wěn)定性，探討了各種添加劑對α-淀粉酶耐熱性的影響，并研究了酶在失活前后的粒徑和熒光變化情況，分析了引起α-淀粉酶熱失活的原因。結(jié)果表明，

2、中溫α-淀粉酶在溶液中的熱失活符合一級動力學(xué)，其熱穩(wěn)定性很差，醋酸鈣、乳酸鈉、L-組氨酸和低分子量殼聚糖(LWCS)能夠明顯提高α-淀粉酶的耐熱性。其中，LWCS的效果最好。醋酸鈣和乳酸鈉的復(fù)合物對α-淀粉酶A的熱穩(wěn)定性具有促進作用，這種作用效果比單獨使用兩種添加劑要好得多，但對α-淀粉酶B卻沒有這種效果。α-淀粉酶在高溫下，粒徑增大，發(fā)生聚集，而熱穩(wěn)定劑能通過抑制酶的聚集延緩酶的失活。而熒光光譜分析表明，熱穩(wěn)定劑的加入也改變了酶的構(gòu)象

3、，使其處于更完美的狀態(tài)，從而提高了酶的耐熱性。
　　 在退漿時，酶的失活行為發(fā)生在織物上，本論文也研究了α-淀粉酶在棉織物上的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，中溫α-淀粉酶在棉織物上的熱失活同樣符合一級動力學(xué)，但失活速率相對其在溶液中明顯變慢，這說明棉織物也是α-淀粉酶很好的熱穩(wěn)定劑。加入各種添加劑后，酶的耐熱性進一步得到改善，尤其是LWCS的加入，能夠使α-淀粉酶在100℃以上保持較好的熱穩(wěn)定性。
　　 在此基礎(chǔ)上，通過單因素和正

4、交實驗，確定了各種因素對棉織物α-淀粉酶退漿效果的影響，得到了最佳的處理工藝為：α-淀粉酶B濃度為0.5g/L，LWCS濃度為15mmol/L，汽蒸時間為15min，汽蒸溫度為100℃，溶液pH值為6，在此工藝條件下對棉織物進行退漿處理后，測定退漿率為98.6％。
　　 果膠酶在紡織上，尤其是在棉織物精練中的應(yīng)用，越來越廣泛，但果膠酶的性能研究卻不夠深入。本論文詳細探索了精練用果膠酶酶活的測定方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，果膠酶A由于能夠水解

5、蘋果果膠，而且產(chǎn)物在紫外區(qū)236nm處出現(xiàn)特征吸收峰，所以可以采用紫外法測定其活性。但果膠酶A無法作用于棉織物上的果膠，所以不能用于棉織物精練；果膠酶B由于無法水解蘋果果膠，不能采用紫外法測定其活性，但果膠酶B能水解棉織物上的果膠，因此可以以棉織物上的果膠為底物，通過研究果膠酶B對果膠的去除情況，測定其酶活。
　　 本論文也研究了果膠酶B的酶學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性，當(dāng)果膠酶B的濃度為0.16g/L時，果膠酶B的最適溫度為70℃，最適p

6、H值范圍為7～9。果膠酶B在低于70℃具有較好的熱穩(wěn)定性，在70℃時失活半衰期為131.2min。
　　 棉織物上的果膠和蠟質(zhì)都會影響其潤濕性能，而且蠟質(zhì)的影響效果要遠遠大于果膠物質(zhì)。因此，在精練時需要結(jié)合果膠酶和表面活性劑的作用，同時去除果膠和蠟質(zhì)。通過單因素實驗和正交分析，確定果膠酶棉織物精練的最佳工藝為：預(yù)處理(沸水煮5min)→處理液(果膠酶B溶液2 g/L，pH=7)→兩浸兩軋(軋液率100％)→90℃處理30min→

7、2g/L平平加O溶液中100℃煮20min→充分水洗。處理后，果膠去除率為93.8％，毛效為18.4cm。
　　 本論文采用一浴法對棉織物進行退漿、精練，確定最佳的處理工藝為：處理液(α-淀粉酶0.5 g/L，果膠酶B1g/L)→兩浸兩軋(軋液率100％)→90℃處理20min→2g/L平平加O溶液中100℃處理20min→充分水洗。在此工藝條件下測得織物的前處理效果為：退漿率96.4％，果膠去除率90.4％，毛效18.6cm。