酶在纺织工业中的应用设计607746
毕业设计论文设计（论文）题目：酶在纺织工业中的应用
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酶在纺织工业中的应用
摘要
生物酶是一种天然的大分子量蛋白质,能有效催化化学反应的进程,具有作用条件温和以及操作安全的特点,被喻为"生物催化剂".
生物酶能完全生物降解,很小的用量就能发挥突出的效能,因而已越来越多地被应用于纺织染整加工中,如酶退浆、酶精练、酶漂白和酶整理等。
酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,具有广阔的应用前景.文章以棉织物为例,介绍生物酶在染整加工中的应用.
本文介绍了纺织印染工业所用生物酶制剂的种类,作用机理,选择性以及生物酶在纺织印染工业中用。并且分析了国内外的研究现状,以及生物酶技术在纺织印染工业中的前景。
[关键字]: 生物酶，应用，纺织印染工业，前景
目录
摘要 (1)
目录 (2)
第一章纺织工业中染整工艺的介绍 (3)
1.染整工艺的简介 (3)
(1)织物的精炼 (4)
(2)织物的染色 (4)
(3)织物的印花 (4)
(4)织物的整理工作 (6)
第二章生物酶的特性和作用机理 (6)
1.生物酶的结构和特性 (6)
2.生物酶的作用机理 (6)
第三章纺织印染行业所用生物酶制剂的种类 (8)
1.纤维素酶 (8)
2.蛋白酶 (8)
3.淀粉酶 (9)
4.脂肪酶 (9)
5.果胶酶 (9)
6.过氧化氢酶 (9)
7.漆酶 (10)
8.葡萄糖氧化酶 (10)
第四章生物酶在纺织印染行业的具体应用 (11)
1.生物酶的广泛应用 (11)
2.棉纺织物的退浆和精练 (11)
3.棉纺织物生物酶整理 (11)
4.印花后处理用酶 (12)
5.生物酶制剂在其他方面的应用 (12)
第五章酶在漂白中的应用 (13)
第六章酶在退浆中的应用 (14)
第七章酶在染整加工中的具体应用 (15)
1.酶在染整加工中的最新应用成果 (16)
结论 (18)
参考文献 (19)
致谢 (20)
第一章纺织工业中染整工艺的介绍
1.染整工艺的简介
染整工艺是对纺织材料(纤维、纱线和织物)进行以化学处理为主的工艺过程，现代也通称为印染。染整同纺纱、机织或针织生产一起，形成纺织物生产的全过程。
该工艺主要包括生丝及织物的精炼、染色、印花和整理四道加工工序。染整质量的优劣对纺织品的使用价值有重要的影响。预处理亦称练漂，其主要目的在于去除纺织材料上的杂质，使后续的染色、印花、整理加工得以顺利进行，获得预期的加工效果。
染色是通过染料和纤维发生物理的或化学的结合而使纺织材料具有一定的颜色。
印花是用色浆在纺织物上获得彩色花纹图案。整理是通过物理作用或使用化学药剂改进织物的光泽、形态等外观；提高织物的服用性能或使织物具有拒水、拒油等特性。大多数整理加工是在织物染整的后阶段进行的。在毛纺织物染整中往往把许多预处理过程归入整理范畴，并把整理划分为湿整理和干整理。
（1）织物的精炼
第一道为织物的精炼。蚕丝由两根单丝组成，其主体为丝朊，外层包裹丝胶。大部分的色素、油脂、蜡质和无机盐等都存在于丝胶中。这些杂质对印染的效果有很大影响，所以，必须在染色前将之除去。人们在长期实践中，掌握了丝胶受化学剂或酶的作用易溶解于热水的特性，并利用丝胶这一弱点，将坯绸或生丝放入装有肥皂（或合成洗涤剂）与纯碱（碳酸钠）的混合溶液内进行加热，丝胶加热后进行水解。经过这样的精炼，脱除丝胶而保存丝朊，并去除了色素、脂、蜡等杂质，从而取得色泽洁白的丝制品。脱胶后的生丝，称为熟丝。生
丝脱胶的程度须根据生产要求而定。
（2）织物的染色
色泽洁白的坯绸经精炼之后，开始进入染色阶段。
染色工艺就是使染料和蚕、坯绸等发生化学反应，染上各种色彩的工艺。由于蚕丝属蛋白质纤维，不耐碱，染色宜在酸性或接近中性的染液中进行。目前用于丝织物染料的主要是：酸性染料、活性染料、直接染料与还原染料等。用酸性染料染上的颜色比较鲜艳，染后用阳离子固色剂处理，可提高产品的水洗牢度。活性染料染在蚕丝上有良好的水洗牢度。织物的染色方法随织物的品种而异，如绉、纱类织物用绳状染色或溢流喷射染色，纺、绸、缎类织物则用平幅挂染或卷染。（3）织物的印花
一种色彩毕竟单调，除染色外，人们还采用印花技术使丝绸变得五彩缤纷。印花是指将染料按照设计好的花色印在织物上的一种工艺。在精炼织物上用直印、拔印、防染等方法印制是常用的印花工艺。直接印花指色浆直接通过筛网印花版印在丝织品上，是印花的基本印法之一，并可用多种染料共同印制。拔染印花，也称雕板印花，是一种使用雕白剂拔染的工艺，印染前先用具有偶氮结构的酸性染料和活性染料将丝织品染色，再在色绸上按花样需要印上含有破坏色素的雕白剂制成的雕印（拔染）浆，经汽蒸后，印浆部位的地色便呈现白色，叫做“雕白”。防染印花，就是将丝织品按花样印上“防白”浆或“色防”浆，待干燥后再行染色。由于花样部位有“防白”浆或“色防”浆中的防染剂，不会染色，而其余部分则全部上色。
（4）织物的整理工作
丝织品经过精练、染色、印花后，便可以对织物进行最后的整理工作。整理工艺主要解决前几道工序遗留的潮湿、皱折、门幅参差不齐等问题，突出丝织物本身柔软的特性并增加其服用功能，主要采
用的是机械整理和化学整理两种方法。机械整理有拉幅整纬整理，汽熨整理，轧光等方法；化学整理主要是添加化学药剂，如柔软剂、抗静电剂、防火剂、由纯碱及磷酸三钠组成的砂洗剂等，从而达到防皱、防缩、柔软、厚实的效果。处理过的面料不仅更适合穿着，丝绸的消费领域也由此而拓宽。当印花绸制成之后，便可开始制作精美的工艺品与高贵华美、极具东方神韵的服饰了。
第二章生物酶的特性和作用机理
1.生物酶的结构和特性
生物酶是具有催化功能的蛋白质。象其他蛋白质一样，酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下：a高效性：用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。
b专一性:一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。
c低反应条件：酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。
d易变性失活：在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时，如有条件酶还可以回收利用。
e可降低生化反应的反应活化能：酶作为一种催化剂，能提高化学反应的速率，主要原因是降低了反应的活化能，使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的，所以还可回收利用。
f．环保性：无毒，可生物降解。
2.生物酶的作用机理
酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构：一级结构是氨基酸的排列顺序；二级结构是肽链的平面空间构象；三级结构是肽链的立体空间构象；四级结构是肽链以非共
价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构，它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。
酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说，其主要内容是：当底物结合到酶的活性部位时，酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化，导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去。
第三章纺织印染行业所用生物酶制剂的种类
酶种类繁多,按其使用pH来分，有碱性酶、中性酶和酸性酶按其使用纤维来分：有纤维素酶和蛋白酶等；
按其来源来分，有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、脂蛋白脂肪酶、胰蛋白酶、细菌酶等。
在纺织印染加工中，目前使用比较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化氢酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八。
1.纤维素酶
纤维素酶是由不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系，是生物产生的一多组分的混合蛋白质，在适当的条件下，能使不溶性纤维素材料水解成可溶性糖的生物催化剂的总称。
用机理为：首先由内切葡聚糖酶作用于微纤维的非结晶区，使其露出许多末端供外切型酶作用，纤维由糖水解酶从非还原性末端依次分解，产生纤维二糖，然后，部分降解的纤维素进一步由内切葡聚糖酶和纤维二糖水解酶协同作用，分解成纤维二糖、三糖等低聚糖，最后由β-葡萄糖苷酶作用分解成葡萄糖。一般认为，纤维素酶主要由CBIⅠ、CBHⅡ和葡萄糖苷酶组成，这些酶在纤维素水解过程中有协同作用。
2.蛋白酶
蛋白酶是水解蛋白质肽键的一类酶的总称。按其水解多肽的方式，可以将其分为内肽酶和外肽酶两类。内肽酶将蛋白质分子内部切断，形成分子量较小的脲和胨。
肽酶从蛋白质分子的游离氨基或羧基的末端逐个将肽键水解，而游离出氨基酸，前者为氨基肽酶后者为羧基肽酶。
按其活性中心和最适pH值，又可将蛋白酶分为丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶。按其反应的最适pH值，分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。工业生产上应用的蛋白酶，主要是内肽酶。
3.淀粉酶
淀粉酶的种类按作用方式分为α－淀粉酶、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等。α-淀粉酶属于内切型淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1,4 苷键，最终水解产物为葡萄糖、麦芽糖和低聚糖，能快速降低淀粉的粘度，是最重要的一类淀粉酶。目前退浆用的淀粉酶都是α-淀粉酶。不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适反应温度。
4.脂肪酶
脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸，通常只由一条多肽链。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脂肪酸进一步氧化合成糖类。
5.果胶酶
果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质是高度酯化的聚半乳糖醛酸。
果胶酶作用于果胶物质时，果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶直接作用于果胶聚合物分子链内部的配糖键上，而果胶酯酶则使聚半糖醛酸酯水解，为聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶创造更多的位置。
6.过氧化氢酶
过氧化氢酶是一种氧化还原酶，它可以催化分解过氧化氢，生成水和氧气。过氧化氢酶又称为触酶，是种酶类清除剂，以铁卟啉为辅基的结合酶。它可促使双氧水分解为分子氧和水。
7.漆酶
是一种结合多个铜离子的蛋白质，属于铜蓝氧化镁，存在菇、菌及植物中。漆酶可存活于空气中，发生反应后唯一的产物就是水，因此本质上是一种环保型酵素。漆酶是一种氧化还原酶，可进行基因改性而获得不同的酶。
8.葡萄糖氧化酶
生物酶在纺织印染中已应用广泛，在纤维改性，真丝脱胶，原麻（苎麻、亚麻）脱胶，染整退浆、精炼、整理和净洗加工，纺织印染的废水处理以及印花后处理等方面有所应用。生物酶技术在改进染整加工工艺、节约能耗、减少环境污染、提高产品质量、增加附加值和开发新型原料产品等反面都具有独特的优势.
第四章生物酶在纺织印染行业的具体应用
1.生物酶的广泛应用
生物酶在纺织印染中已应用广泛，在纤维改性，真丝脱胶，原麻（苎麻、亚麻）脱胶，染整退浆、精炼、整理和净洗加工，纺织印染的废水处理以及印花后处理等方面有所应用。
生物酶技术在改进染整加工工艺、节约能耗、减少环境污染、提高产品质量、增加附加和开发新型原料产品等反面都具有独特的优势。
2. 棉纺织物的退浆和精练
生物酶制剂最早应用于印染行业中的织物退浆。用淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，在目前的生产工艺中，仍旧是去除淀粉浆料的重要方法。只不过现在应用的淀粉酶的工艺水平向高温高效方向发展，最高温度可达115℃，加工时间最短只有十几秒钟。现在的高温淀粉酶不但可以提高退浆效率，还可以同时去除混合浆料中的PVA
等化学浆料。
生物酶制剂用于棉纺织物的精练加工，其主要有果胶酶、纤维素酶和脂肪酶。果胶酶可以去除果胶物质，但是单一使用，达不到理想的精练效果，必须同时使用协同作用好的几种酶，还要加入少量的非离子表面活性剂，并在精练过程中施加适度的机械搅拌，这样才可以使果胶酶在有机介质中显示出良好的生物活性，可以使精练效果好，并可减少酶制剂用量和降低处理时间。
3. 棉纺织物生物酶整理
目前生物酶酶制剂技术在印染整理工业中成功应用的别一个领域是棉纺织物的生物酶整理加工。棉纺织物经过纤维素酶整理后，手感和外观可以获得大大改善。
由于棉织物表面的绒毛被去除，使织物更光洁，色泽更鲜艳。LeeG.Snyder等人的研究证实，纤维素能使针织物的外观变得光洁，而且加在洗衣粉中的纤维素能通过正常的家用洗衣机洗涤也具有类似的效果。C.Lchong等人也研究了纤维酶用量，织物间的磨擦、机械搅拌作用对织物整理性能的影响。
所有这些研究在当今广泛应用于牛仔布整理中。大多数的牛仔衣都要经过洗磨过程使其外观陈旧，在传统的石洗过程中，浮石打磨去一些染料使牛仔布的色彩变淡，而应用纤维素酶处理，进行生物石洗，就可以达到良好的效果，使其具有新型的外观、较低的价格、更短的处理时间和较少的固体残留物等优点。
4．印花后处理用酶
在日益环保的今天，难以处理的印花糊料渐渐被人们所抛弃，各科研院所纷纷研制新型环保印花糊料，四平市科学技术研究院李雪晶、马嘶鸣等研制的复合型羧甲基淀粉钠印花糊料从根本上解决了淀粉类印花糊料打浆困难、手感不好、后处理麻烦等缺点，提出了在印花后处理上添加少量淀粉活性酶制剂，这样就可以使印花效果远远超过传统的海藻酸钠和阿可印，并环保价廉，现已在国内数家大型印染企业批量应用，取得良好效果。
5．生物酶制剂在其他方面的应用
生物酶除了在纺织印染前处理及后整理中得到广泛应用外，在其它方面也有所应用。用过氧化氢分解酶应用于织物上的过氧化氢漂白，可去除织物上残留的过氧化氢，避免后续染色出现染斑和染花，是生产绿色环保纺织品的主要工艺之一。
植物、动物以及微生物中都有酶，它们对细胞的功能具有重要的作用。酶已在啤酒、葡萄酒酿造业及食品加工业中应用了很多年。在这些行业中，它们被用来加工奶酪、改良人类消费所需的豆类及谷物、清洁柑橘类水果、制造稳定的浓缩果汁等。在纺织工业中，较为著名的是酶在传统的退浆工艺中的应用，而随着生物技术的发展，在纺织生产中酶的应用越来越多，从对纤维的改性到织物的漂白都有相应的酶制剂的使用。 1酶的认识 1．1酶的特性 催化剂是一类能改变反应速度，但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点, 而且反应完成后其本身不发生变化的物质。酶是一种特殊的催化剂，作为催化剂它有一定的特点。 （1）高催化效率：在与无机或有机催化剂相比的情况下，酶的催化效率高达107 ~ 1012倍，某些酶甚至可加快反应速率高达1014倍。酶的这种高催化效率是因为酶能够显著降低反应过渡态能量。 （2）高度的专一性：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。催化反应的专一性是酶最重要的特性之一, 是酶与其它非酶催化剂最主要的不同之处，这种原理通过图1所示的锁-钥匙原理可以形象的表达。 图1 锁-玥匙原理 （3）反应条件温和：酶来自生物体，因而一般酶催化反应均可在常温常压条件下进行，有利于生产控制，并可节约能源，降低设备成本。另外，酶催化反应都在弱酸、弱碱或中性条件下进行，对环境污染小，对设备的腐蚀小，生产安全性高。 1.2酶的作用机理和过程 酶和底物的作用机理和过程如下表示：酶与底物作用→形成酶和底物的复合物→生化作用→形成酶与底物过度态络合物→酶和生成物分离而释放反应生成物和原来的酶。这样可使整个反应的活化能降低, 从而加快了反应速度。生化反应完成后, 酶和生成物分离, 酶又可重新催化反应。 1.3影响酶活性的因素 酶催化反应的效率取决于以下因素：酶的浓度、反应物浓度、保温或反应时间、反应温度、系统的PH值、所存在的活化剂及阻化剂。 在最佳的温度和PH值下，酶的催化水解反应总的反应速度取决于形成酶反应复合物的时间和生成产物的时间。要使复合物易于形成, 酶的浓度应足够高。且在酶附近的反应物浓度也应较高。反应物的浓度太高,反而不利于反应进行。这是因为过多的反应集中于酶的连接点或反应点上, 形成瓶颈其中的一种或两种情况发生都会降低反应速率。若反应时间较长, 酶的用量应低一些，较高用量的酶可降低总的反应时间, 但也不能过高。
第2节酶在工业生产中的应用 (时间：30分钟满分：50分) 一、选择题(共6小题，每小题4分，共24分) 1．根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶，下列属于胞外酶的是 ()。 A．呼吸酶B．RNA聚合酶 C．DNA聚合酶D．胰蛋白酶 解析胰蛋白酶属于消化酶，存在于消化道内，其余的酶在细胞内发挥作用。 答案 D 2．下列属于氧化还原酶的是()。 ①乙醇脱氢酶②琥珀酸脱氢酶③淀粉酶④丙酮酸羧化酶⑤谷丙转氨 酶⑥葡萄糖磷酸异构酶 A．①③B．③④C．⑤⑥D．①② 解析脱氢酶属于氧化还原酶。 答案 D 3．酶工程中酶制剂的生产按顺序排列为()。 ①酶的分离纯化②酶的固定化③酶的生产④酶的提取 A．①③②④B．③②①④ C．③④①②D．④①②③ 解析酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等。人们提供必要的条件，利用微生物发酵来生产酶的过程，叫做酶的生产。微生物发酵生产的酶种类很多，但是每种酶在培养液中的含量却很低，因此需要提取。提取液中含有多种酶、细胞代谢产物和细胞碎片等，要想获得所需要的某一种酶，就必须再进行酶的分离和纯化。为防止反应结束后酶制剂与产物混合在一起，又可以反复使用酶制剂，可以将酶进行固定化。 答案 C 4．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()。 A．有利于酶与产物分离 B．可以被反复利用 C．能自由出入依附的载体
D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应 解析固定化酶是采用包埋法、化学结合法或物理吸附法将酶固定在一定载体上，所以固定化酶不能自由出入依附的载体。 答案 C 5．在果汁生产中加入果胶酶的目的是()。 A．分解纤维素 B．增加果汁的营养成分 C．增加果汁的黏稠度 D．使榨取果汁变得更容易，并使果汁澄清 解析果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。 答案 D 6．下列关于淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的说法中，不正确的是()。 A．淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶的化学本质均为蛋白质 B．淀粉酶生产的历史长，用途广，是工业生产中最重要的一类酶 C．在植物细胞杂交中需要应用纤维素酶 D．蛋白酶不能水解淀粉酶和纤维素酶 解析由于淀粉酶、纤维素酶的化学本质均为蛋白质，故蛋白酶能够水解淀粉酶和纤维素酶，因此D 项不正确。 答案 D 二、非选择题(共2小题，共26分) 7．(14分)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。 水温/℃10 20 30 40 50 组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 时间/min
酶工程的资料 一、酶工程内容： （一）“产酶”模块，包括微生物发酵产酶、细胞工程产酶和现代分子技术产酶等； （二）“分离酶”模块，包括酶的酶学性质、酶的分离纯化等； （三）“改造酶”模块，包括酶的分子修饰、酶的固定化和酶的有机催化等； （四）“用酶”模块，包括酶在医药、食品、轻化工、环境保护和生物技术等方面的应用。 二、酶的基因工程与蛋白质工程 酶是具有催化功能的蛋白质，其催化的多样性已使其在生物产业中得到广泛应用。应用自然界酶分子进化原理，构建具有实际应用所需的高催化效率、高稳定性的酶是蛋白质工程研究的重要目标。随着人们对酶的三级结构了解的增加，越来越多的合理设计方法，比如定点突变和结构域重组，被用来改变酶的性质和功能。通过合理设计改造的酶，不仅在工业和医药等方面起着重要作用，也加深了人们对于蛋白质结构-功能关系的认识。结构域重组是自然界中蛋白质进化的一个重要途径，也是人工设计和改造酶蛋白的有效策略。天然存在的与多种功能和性质相关的蛋白质结构域为人们构建新型酶蛋白提供了重组素材。传统的结构域重组方法通过重组同源蛋白质的结构域，已经成功地构建出了许多嵌合酶。它们或具有新的催化活力，或改变了底物特异性，或在稳定性上获得了提高，等等。一般来讲，重组亲本的同源性越低，嵌合酶获得新功能的可能性越大。重组低同源性的亲本蛋白质的困难在于，来源于不同亲本的结构域在重组过程中往往会破坏结构域界面上的相互作用，导致无活力的嵌合酶。因此，蛋白质工程的合理设计需要加深对蛋白质进化机制的理解，以及有效地构建嵌合蛋白质的新策略。 蛋白质的合理设计是最早出现的蛋白质工程方法，它发展迅速并有着广泛的应用。合理设计是在对蛋白质结构-功能关系的认识的基础上，通过定点突变等技术对蛋白质的性质和功能进行改造的一种方法。应用合理设计改造蛋白质依赖于对蛋白质三级结构的了解。随着计算生物学的发展，即使目标蛋白质并没有获得解析的晶体结构，人们也可以通过与其同源的蛋白质结构进行计算机同源建模，获得其可能的结构。理论与实验相结合的特性使得合理设计成为研究蛋白质结构-功能关系的强有力的途径。根据设计所涉及的范围，合理设计可以分为如下几类： 1 定点突变（site-directed mutation） 定点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等技术向目的 DNA 片段中引入所需变化，包括碱基的添加、删除、点突变等[5]。定点突变能迅速、高效地提高 DNA 所表达的目的蛋白的性质。
纤维素酶在纺织工业中的应用 报告人：张雨菲16300270102 一、技术原理 纤维素酶(Cellulase)是一种复合酶，是由降解纤维素的一组酶的总称。 将纤维素酶分离可分为C1酶、Cx酶、葡萄糖苷等三种组分。用纤维素酶降解纤维素，C1酶仅能作用于纤维素的结晶部分，主要分解产物为纤维素二果糖；Cx酶仅能作用于可溶性纤维素的衍生物和膨胀或部分降解纤维素；葡萄糖苷分为外切β-1，4-葡聚糖酶和内切β-1，4-葡聚糖酶。内切β-1，4-葡聚糖酶可以随机切断纤维素链的β-1，4-苷键；外切β-1，4-葡聚糖酶可从纤维素链的非还原性末端分解下葡萄糖单位。它们的水解产物为纤维素二糖、纤维素寡糖和葡萄糖。葡萄糖苷酸可使C1酶、Cx酶的水解产物转化为葡萄糖。三种酶各有专一性，但能相互协调。 由纤维素酶催化的三种类型的反应：内切酶、外切纤维素酶、β-葡糖苷酶 纤维素酶的β-葡糖苷酶活性的细节
纤维素酶的作用机制非常复杂，现在为止还没有完全弄清楚。除了各组分对纤维素分子的分解作用，目前越来越多的研究显示纤维素酶各组分之间有协同作用。不过，大体上它的水解作用可以分为以下几步:(1)酶分子从水相转移到纤维的表面；(2)酶分子与纤维表面结合，形成E+S的复合物；(3)把水分子转移到酶与底物复合物的激活位点；(4)在酶与底物的复合物催化下，水与纤维的接触表面发生发应；(5)产生的产物转移到水相中。 二、技术应用 ①减量处理 纤维素织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重，并引起许多性能变化。减量处理主要是改善织物的柔软、弹性和悬垂性。棉织物经过纤维素酶整理后，手感和外观可以有很大的改善。因为织物表面的绒毛被去除，处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低，光滑度和悬垂性提高，使织物获得更好的手感。 ②生物抛光处理 生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺，以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。天然纤维素的结构复杂，结晶度高，在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体，仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维，经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。 ③水洗和石磨处理 纤维素酶还广泛应用于牛仔裤产品的洗涤加工，代替石洗加工工艺。最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上，以获得与石磨相同的染料脱色，洗白等褪色防旧效果。这种加工的原理是，首先将牛仔服装上的浆料充分去除，充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用；纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解，造成纤维在洗涤时发生脱落，在纤维素酶处理时，牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦，加速服装表面纤维的脱落，并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除，产生石磨洗涤的效果，并具有独特的外观和柔软的手感。 ④其它处理 除上述处理外，纤维素酶还与脂肪酶、果胶酶共同应用于棉织物的精练加工，去除棉纤维中的天然杂质，为后续染色、印花和整理加工创造条件。酶精练后的织物润湿性、强度保留率与碱精练相同，失重率较少，耗水率低。纤维素酶整理也用于粘胶、Lyocell和醋酸纤维织物，能改善织物的手感、悬垂性，去除织物表面的绒毛，减少了粘胶织物的起球倾向和Lyocell织物的原纤化倾向。苎麻织物存在手感粗糙性差、穿着刺痒感问题，严重影响了苎麻织物的服用性能，通过纤维素酶减量整理，能够使织物获得柔软的手感和光洁的布面，刺痒感消失或改善。 三、技术优缺点 优点：①纤维素酶处理具有环保、节能、高效、无毒等特点，其副产品和废液可以作为肥料, 对环境无害。②酶具有专一性, 特定的酶只能水解特定的化学键。③酶在温和的温度、pH 和压力下使用。 缺点：①使用酶会提高成本,。②且酶对温度、pH 、湿度和污染物敏感。 ③酶的货架期比化学药品短。
酶在生活和生产当中的应用 1.洗涤剂工业： 加酶洗衣粉——碱性蛋白酶类易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍。 2.乳制品工业： 凝乳酶——奶酪生产的凝结剂，并可用于分解蛋白质。 乳糖酶——降解乳糖为葡萄糖和半乳糖，获得没有乳糖的牛乳制品，有利于乳品的消化吸收。 3.纺织工业： 淀粉酶——广泛地应用于纺织品的褪浆，其中细菌淀粉酶能忍受100～110℃的高温操作条件。 纤维素酶——代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布，提高牛仔服质量。 4.医疗和药品工业： 胰蛋白酶——用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。 5.酿酒工业： 麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶——将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽，从而提高乙醇的产量。 1.洗涤剂和个人用品工业用酶： 洗涤剂是工业用酶最大的应用领域。在洗衣、洗碗、公共清洗及隐形眼镜等的清洗中，酶无处不在。蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、可除去衣领、袖口处的污渍及血渍、菜渍、油渍等一系列生活污垢；而纤维毒酶的参与则通过对棉织物纤维的修复作用而达到“织物复新” 的效果。 含有淀粉葡萄糖和葡萄糖氧化酶的牙膏及漱口液可防止牙菌班的形成，减少口臭。将来，多酚氧化酶在合适的介质中可完成生物染化的工作。这将使爱美人进一步心再的心为美丽而付出受化学品毒害的代价。 2酶在食品工业的应用： 3酶在纺织品整理中的应用：
4.饲料工业用酶： 5啤酒工业酿造用酶：传统方法将谷物转化成啤酒的酶的来自麦芽。如要麦芽汗中酶活性变化或过低可能导致一系列质量问题：提取率低，麦汗分离时间长，发酵慢，啤酒的口味及稳定性差等。 工业酶可用来补充麦芽天然含有的酶，用辅料（玉米、小麦、大米、等淀粉类原料）酿啤酒，大麦酿啤酒时分别加入α淀粉酶、β-葡聚糖酶及蛋白酶可确保酿造质量。 麦芽汗分离和啤酒过滤是酿酒工艺两个常见的难关。在糖化过程中的β葡聚糖酶和戊聚糖酶的应用可解决这些问题。 啤酒发酵初期酵母产生的双乙酰使啤酒有一种类似乳酪味道。当啤酒中双乙酰的含量下降到某一水平（大约0.07PPM）时，则标志着啤酒的成熟。发酵早期加入α乙酰乳酸脱羧酶可促进双乙酰分解，缩短啤酒发酵时间并确保良好的风味 6酶与燃料酒精： 7淀粉糖工业用酶；20世纪60年代，糖化酶的应用很使快大多数葡萄糖生产工艺都由酸水解变成酶小解。由于酶瓜的高效性和专一性，人们可以大规模地生产纯度更高、更易结晶的产品。1973年，固定化葡萄糖异构酶的开发使得高果糖浆的工业化生产成为可能。这一工业还迅速采用了由分子生物学和遗传工程学得到的新酶，使工艺不断得到优化和突破。 淀粉（主要来源于小麦、玉米、木薯和马铃薯等）制糖的主要转化步骤是液化、糖化和异构化。 在淀粉悬浮液中加入耐温型的α-淀粉酶，搅拌后通过喷射液化器在105110C的温度下经一系列管道统停留约5MIN，使淀粉完全糊化。部分液化了的淀粉经板式换热所产生的麦芽糊精经糖化酶或真菌α-淀粉酶进一步糖化，可生产各种不同甜度的甜味剂，如麦芽糖浆及高转化糖浆。应用α-淀粉酶、糖化酶及普鲁兰酶可生产高麦芽糖浆和中转化糖浆，其麦芽糖含量接近80%。 另外，淀粉经酶水解后还可发酵生产酒精、多元醇、维生素C和青毒素及其他抗生素等8发酵工业与酶：中华民族早在5000年前就开始利用微生物发酵生产食品、酿造调味品和饮用酒类，是世界上最早应用发酵技术的民族之一。 随着人类对微生物生理活动规律认识的加深，利用外源的高活力工业酶制剂将淀粉分解成为菌种利用效率最高的葡萄糖，并加入到发酵培养基中。形成了在时间与空间上均可分别进行的糖化和发酵工艺。这种工艺将工业化的α淀粉酶和葡萄糖淀粉酶（即糖化）的应用引入发酵工业，并立即带来发酵工业技术进步的巨大飞跃。 时至今日，仅仅是淀粉分解为葡萄糖的酶制剂已远远不能满足发酵工业的需求，具备以下特征的酶越来越受到发酵工业的青睐：更宽的PH、温度适应范围；更少的副产物生成；减少化学品使用以处于环境保护。 除了上述两种酶的应用外，越来越多的酶被不断地引入到发酵工业中以使人们可利用更多的原料来源，或使生产过程更环保和便利。 9制革工业用酶：
纤维素酶在纺织行业的应用 1 引言 纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，绝大多数由绿色植物通过光合作用合成。微生物对纤维素的降解、转化是自然界中碳素转化的主要环节。 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的多组分酶的总称。目前，纤维素酶产品广泛应用于纺织、饲料、酿造、制药、造纸等行业，尤其是在纺织行业的应用范围目前正在不断扩大。 2 纤维素酶 纤维素酶的研究最早是1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现了分解纤维素的纤维素酶。纤维素酶是能水解纤维素β-1，4-葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称，它不是单一酶，而是起协同作用的多组分酶系。 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产生纤维素酶。主要的有：康氏木霉、里氏木霉、黑曲霉、斜卧青霉、芽孢杆菌等。丝状真菌产生的纤维素酶一般在酸性或中性偏酸性条件下水解纤维素底物，而嗜碱细菌产生的纤维素酶在碱性范围起作用。 纤维素酶分子是由球状的催化结构域（CD）通过一个富含脯氨酸或羟基氨基酸的连接桥（Linker）和纤维素结合结构域（CBD）三部分组成。连接桥的作用可能是保持CD和CBD之间的距离。纤维素结合结构域执行着调节酶对可溶和非可溶性底物专一性活力的作用，对酶的催化活力是非常必需的。催化作用域的三维结构极其复杂，对酶的催化活力起决定作用。[1，4] 3 纤维素酶对纤维素的作用机理 目前，一种理论认为：纤维素酶水解纤维素是β-1，4-内切葡聚糖（纤维二糖水解）酶（EG，Endo-β-Glucanase）,β-1,4-外切葡聚糖（纤维二糖水解）酶（CBH,Cellobiohydrolase）和β-葡萄糖苷酶（BG, β-Glucosidase）协同作用下进行的。首先，EG酶随机水解切断无定型区的纤维素分子链，使结晶纤维素出现更多的纤维素分子基端，为CBH酶水解纤维素创造条件，CBH酶的水解产物纤维二糖则由BG酶水解成葡萄糖，因而纤维素酶水解纤维素的过程可以简单表示为：EG→CBH→BG。 目前的研究表明，EG酶实际上至少包括EGⅠ、 EGⅡ、 EGⅢ和 EGⅤ四种，CBH 至少包括CBHⅠ和CBHⅡ两种。 另外一种理论认为：纤维素酶是由葡聚糖内切酶（Cx酶）、葡聚糖外切酶（C1酶）、β-葡萄糖苷酶三个主要成分所组成的诱导型复合酶系。其中C1酶起水化作用，它作用于不溶性的固体表面，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使纤维素链易于水化。Cx酶随机水解非结晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的β-1,4-寡聚物，葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。该假说的基本降解模式如下：
随全球对环保的日益重视及人们对纺织品要求的提高，纺织染整工业受到很大的挑战。传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质：如强酸、强碱、氧化剂、还原剂等，不仅消耗资源，损伤纤维材料，而且产生严重污染。解决这一问题的根本途径在于寻找对纤维和环保不具有侵犯性的工业过程，即发展环境友好型染整工艺，实施绿色染整加工。 生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂，其化学本质为蛋白质。酶的生产和应用，在国内外已具有80多年历史，进入20世纪80年代，生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展，酶的制造和应用领域逐渐扩大，酶在纺织工业中的应用也日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，体现了生物酶在染整工业中的优越性。现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。本文从酶的特性及作用机理，阐述了生物酶在常见纤维品种上的应用，展望了生物酶在染整工业中的应用前景。 l 生物酶的特性和作用机理 1．1生物酶的结构和特性 生物酶是具有催化功能的蛋白质。象其他蛋白质一样，酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下： 高效性：用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。 专一性：一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。 低反应条件：酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。 易变性失活：在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时，如有条件酶还可以回收利用。 可降低生化反应的反应活化能：酶作为一种催化剂，能提高化学反应的速率，主要原因是降低了反应的活化能，使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的，所以还可回收利用。 1．2生物酶的作用机理 酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构：一级结构是氨基酸的排列顺序；二级结构是肽链的平面空间构象；三级结构是肽链的立体空间构象；四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构，它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说，其主要内容是：当底物结合到酶的活性部位时，酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化，导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去。 2 应用于染整工业的生物酶的种类 生物酶技术应用于染整加工主要有两个方面：(1)天然纤维织物的前处理加工，用生物酶去除纤维或织物上的杂质，为后续染整加工创造条件。(2)织物的后整理加工，用生物酶去除纤维表面的绒毛，或使纤维减量，以改善织物的外观、手感和风格。目前应用的生物酶主要有以下几种。 2．1果胶酶 果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质
生物酶技术在印染工业中的应用 本文重点介绍了生物技术在纺织染整行业中的研究 现状及应用研究成果，并对其未来的应用前景进行了展望。 This paper mainly introduced current research and application situation of bio-enzyme in dyeing and finishing industry in domestic and overseas markets, and finally presented a brief overview for the development of bio-enzyme applied in textile industry. 近年来，生物技术在印染行业中的应用越来越广泛，例如生物前处理、生物后整理技术和生物技术在染化料中的应用，以及生物技术在印染废水处理中的应用等。酶具有生物降解性，对环境友好，同时经酶处理的纺织品具有许多特殊的功能，大大提高了纺织品的服用性能和附加值，能满足市场上不同消费群体的需求，具有很好的发展前景。 1 生物酶在前处理中的应用 前处理工序一般流程长、处理条件强烈（高温、高浓度、强碱、强氧化剂）、占地面积大、工作环境差和排污量大、含杂复杂、时间长且加工质量难以控制，而且使用化学法前处理污染严重、水资源耗量大、废水处理负担重。前处理过
程可能的污染源包括：①精练中所用的酸碱会导致废水含极端的pH值；②由于精练工序一般在高温下进行，因而产生高温的废水；③废水的高悬浮物主要来自退浆及精练工序所产生的毛屑、纤维及淀粉、胶和蜡等杂质，使废水中的BOD 值提高，另外常用的醋酸等酸化剂也会提高BOD值；④废水的COD高主要来自PVA等化学浆料。 1.1 生物酶在退浆中的应用 采用酶法退浆，具有以下特点。 （1）酶退浆废水pH值低，可生化性好，符合清洁生产和绿色环保要求。 （2）酶退浆作用快，效果好，退浆率高达7 级，而传统碱退浆只能达到 4 级。 （3）碱退浆使浆料疏松、膨化，未将其分解为小分子物质，因此对水洗要求较高，水量、温度控制不当，会使浆料重新凝结、聚集，沾污布面，形成浆斑，从而造成大批量半制品回修。而酶退浆则使浆料在酶的作用下催化分解为水溶性很高的小分子物质，浆液粘稠度低，不会再次凝结。 （4）酶退浆半制品手感柔软，强力损伤小。对强降比较严重的功能性整理（如免烫、阻燃整理等）品种，特别适合采用酶退浆。 淀粉酶是纺织工业中最早进行工业化应用的酶制剂之一，如采用淀粉酶代替碱去除坯布上的淀粉浆料。使用淀粉
毕业论文毕业设计论文 设计（论文）题目：酶在纺织工业中的应用 开始日期：2013 年9 月 1 日 完成日期：2013 年11 月11 日 指导教师：康北莉 学生专业：染整专业 班级：染整 1101 日期：2013-10-12 学生姓名：景永强 化工与纺织学院
酶在纺织工业中的应用 摘要 生物酶是一种天然的大分子量蛋白质,能有效催化化学反应的进程,具有作用条件温和以及操作安全的特点,被喻为"生物催化剂". 生物酶能完全生物降解,很小的用量就能发挥突出的效能,因而 已越来越多地被应用于纺织染整加工中,如酶退浆、酶精练、酶漂白和酶整理等。 酶制剂作为一种生物制剂,无毒无害,它的开发应用顺应了绿色 生产加工和可持续发展的要求,具有广阔的应用前景.文章以棉织物 为例,介绍生物酶在染整加工中的应用. 本文介绍了纺织印染工业所用生物酶制剂的种类,作用机理,选 择性以及生物酶在纺织印染工业中用。并且分析了国内外的研究现状,以及生物酶技术在纺织印染工业中的前景。 [关键字]: 生物酶，应用，纺织印染工业，前景
目录 摘要 (1) 目录 (2) 第一章纺织工业中染整工艺的介绍 (3) 1.染整工艺的简介 (3) (1)织物的精炼 (4) (2)织物的染色 (4) (3)织物的印花 (4) (4)织物的整理工作 (6) 第二章生物酶的特性和作用机理 (6) 1.生物酶的结构和特性 (6) 2.生物酶的作用机理 (6) 第三章纺织印染行业所用生物酶制剂的种类 (8) 1.纤维素酶 (8) 2.蛋白酶 (8) 3.淀粉酶 (9) 4.脂肪酶 (9) 5.果胶酶 (9) 6.过氧化氢酶 (9) 7.漆酶 (10) 8.葡萄糖氧化酶 (10) 第四章生物酶在纺织印染行业的具体应用 (11) 1.生物酶的广泛应用 (11) 2.棉纺织物的退浆和精练 (11) 3.棉纺织物生物酶整理 (11) 4.印花后处理用酶 (12) 5.生物酶制剂在其他方面的应用 (12) 第五章酶在漂白中的应用 (13) 第六章酶在退浆中的应用 (14) 第七章酶在染整加工中的具体应用 (15) 1.酶在染整加工中的最新应用成果 (16) 结论 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
专选课《纺织生物技术基础》 大作业 姓名 学号 班级轻化工程
酶工程在染整前处理中的应用 摘要本文主要介绍了生物酶的种类和特点，以及其在染整工业前处理中的应用,讨论了目前这些生物技术用于染整工业的优势及存在的主要问题,展望了生物技术应用于染整工业的前景。 关键字生物酶；纺织染整；前处理；展望 Application of Enzyme Engineering in Dyeing and Finishing Pretreatment Abstract This paper mainly describes the types and characteristics of enzymes,and elaborate theapplication in pretreatment of dyeing and finishing industry. The article also discusses advantagesand main problems of biotechnology for dyeing and finishing industry,looks to the prospects of biotechnology applied to dyeing and finishing industry. Key words Enzyme; Textile Dyeing and Finishing; Pretreatment; Future development. 随着世界人口的迅速增长,纺织染整工业不断发展。传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质,不仅消耗资源,而且产生严重污染。随着生物工程技术的发展及纺织绿色加工要求的提高，酶工艺已成为纺织加工的重要发展方向之一。目前，纺织酶加工工艺已涉及了几乎所有的纺织湿加工领域，酶制剂的种类不断丰富，出现了一系列的高性能纺织专用酶产品。纺织酶加工理论、酶加工设备和工艺也有了很大发展。纺织酶加工作为生化技术在传统纺织行业中的成功应用，是纺织加工的新领域，它和传统的纺织湿加工技术有很大的不同，纺织加工的特点决定了纺织用酶制剂是一个富有开拓前景的领域。目前国际上关于生物酶在染整工业中应用的研究十分活跃,本文将对生物酶在纺织染整前处理领域的应用作相应的介绍。[1] 1染整用生物酶制剂的种类及特点 酶是一种由生物体产生的高效生物催化剂广泛地存在于动物内脏、植物茎叶果实和微生物体中生物体新陈代谢的生化反应。绝大多数是在酶催化下进行的。酶可以引起氧化还原、水解裂解和凝聚等反应酶的品种繁多。随着遗传学生物工程学的发展酶的生产与应用也得到了进一步的重视和发展，在纺织上使用酶对纤维材料进行处理已有多年历史。最初大多集中在丝麻的脱胶和棉织物的退浆方面，近几十年来采用酶对纤维素纤维和羊毛纤维进行的减量加工或改性加工。[2]在欧美和日本得到大力开发，特别是用纤维素酶处理纤维素纤维使其表面光洁，从而改善织物手感和服用性能，其工业化应用日趋广泛。进入80年代后用蛋白酶对羊毛纤维进行减量加工，即剥鳞片处理从而使其细度变小光泽更好，加工后的产品手感轻薄柔软滑爽，且具有防缩性和抗起球性，可作为夏季服装面料可见酶在纺织加工中有着广泛的用途。 1.1α-淀粉酶 α-淀粉酶用在染整前处理的退浆工艺中，主要用来处理以淀粉浆为主的浆料，是应用比较成功的酶制剂。我国有很好的α-淀粉酶菌种，尤其适用于原纤化Lyocell产品的退浆，能够保证处理质量的稳定。目前已研发出了淀粉酶制剂的宽域（pH值和温度）产品，这对酶退浆工艺的控制十分有利。同时还研发了耐高温的α-淀粉酶制剂，这种酶制剂可适应连续化的高温退浆工艺，有利
酶在染整中的应用酶工程是研究酶的生产和应用的一门技术性学科。经过了这个学期对酶技术的系统学习，我对酶的一些基本性质原理以及生产等方面已经有了较为深入的认识。而关于这些酶技术知识的学习，最终都是为了更好的应用到生产实践中去，所以对酶在各方面工业生产中的实际应用也是很重要的一个学习方面，所以现借助有关资料，谈一谈我对酶在染整方面应用的了解。随全球对环保的日益重视及人们对纺织品要求的提高，纺织染整工业受到很大的挑战。传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质：如强酸、强碱、氧化剂、还原剂等，不仅消耗资源，损伤纤维材料，而且产生严重污染。解决这一问题的根本途径在于寻找对纤维和环保不具有侵犯性的工业过程，即发展环境友好型染整工艺，实施绿色染整加工。 生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂。酶在纺织工业中的应用日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，如生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的有一下应用：1生物酶在羊毛改性及毛纺织品后整理中的应用；2柔软改性处；3防毡缩改性处理理；4低温染色的改性处理；5羊毛的丝光改性处理6土种绵羊底绒仿山羊绒及羊毛细化改性处理；7抗起毛起球处理；8柔软改性处理。这体现了生物酶在染整工业中的优越性。现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。生物酶的特性和作用机理1生物酶的结构和特性：
生物酶是具有催化功能的蛋白质。象其他蛋白质一样，酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下：a高效性：用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的103 106倍。b专一性：一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。c低反应条件：酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行。d易变性失活：在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时，如有条件酶还可以回收利用。e可降低生化反应的反应活化能：酶作为一种催化剂，能提高化学反应的速率，主要原因是降低了反应的活化能，使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的，所以还可回收利用。 f．环保性：无毒，可生物降解。2生物酶的作用机理: 酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构：一级结构是氨基酸的排列顺序；二级结构是肽链的平面空间构象；三级结构是肽链的立体空间构象；四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构，它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说，其主要内容是：当底物结合到酶
酶在纺织工业中的应用设计607746
毕业设计论文设计（论文）题目：酶在纺织工业中的应用
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生物酶在纺织品加工中的应用 ————纤维素酶应用 1、前言 生物酶是一种无毒、无害，对环境友好的生物催化剂。生物酶用于纺织印染工业具有较大的优越性：作为一种生物催化剂，无毒无害；生产地程中处理条件温和，作用专一；需用量少，节约成本；反应后释放的酶可继续催化另一个反应；产生的污染容易处理。 酶制剂的生物处理主要是用特定的酶制剂作用到纱线表面的一种生物化学处理过程。生物处理的目的是：清洁织物表面，减少表面绒毛；防止织物的起球性；改善织物手感性能；改善织物悬垂度；增进织物的吸水性；改善织物与染料的亲和力、给色率和色光。[1] 生物酶制剂经过科学家一个多世纪的研究，已被认知达3000多种，目前在纺织印染加工中使用较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八类：①纤维素酶。纤维素是由各种不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系。一般认为，纤维酶主要由CBIⅠ、CBH Ⅱ和葡萄糖苷酶组成的，这些酶在纤维素水解过程中具有协同作用。②果胶酶。果胶酶主要由果胶裂解酶、果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶组成。 ③脂肪酶。脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸可进一步氧化合成糖类； ④过氧化氢分解酶。过氧化氢酶是一种氧化还原性酶，它可以催化分解过氧化氢，生成水和氧气。⑤蛋白酶。由微生物分泌的蛋白酶由于所用菌种不同而差别很大，但大体是一样的，就是由蛋白酶将蛋白质分解为肽，肽再水解生成氨基酸。⑥淀粉酶。淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、减法更柔软，且不损伤纤维。⑦漆酶、葡萄糖氧化酶。漆酶是一种氧化还原酶，诺和信公司的Denilit II S就是通过基因改性的黑曲霉漆酶，可以进行牛仔服装仿旧整理工艺，获得的织物手感厚实，表面光洁、色泽明快、淡雅。葡萄糖氧化酶主要进行织物的漂白整理，这种酶处理对双氧水的产生非常有效，处理使不需添加双氧水稳定剂，处理后织物手感柔软、丰满。而本文主要探讨纤
生物酶在造纸中的应用 制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一，但也是森林、能源、化学品等资源消耗和环境污染的大户。全球的造纸工业每年要砍伐数亿立方米的林木，而其中约半数变为废弃物又被排回了周围的大气和水流中，给人类生存的生态环境造成了巨大威胁和危害。减少能源和化学品消耗、提高纸浆得率、污水生物处理等都是克服上述困难的根本途径。而生物技术恰恰在这些方面都是可以大有作为的。 1、前言 近年来生物技术在纸浆造纸工业中取得了突飞猛进的发展，在制浆造纸工业中使用的生物酶主要有：纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、脂肪酶等。这些酶在制浆、漂白、脱墨、树脂控制、改善纤维性能等方面发挥着重大的作用。 2、生物酶的应用 2.1 生物制浆 经过生物酶降解的原料，结合化学、机械制浆再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶。如韧皮纤维会有果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物制浆的基本生产工艺：木片→酶处理→化学或机械制浆生物化学浆和生物机械浆具有能耗低、环境压力轻、耗碱量大幅下降、强度性能好。 2.2 生物漂白 用于纸浆漂白的酶主要有半纤维素酶和木素降解酶，半纤维素酶包括木聚糖酶和聚露糖酶。木素降解酶主要有木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。生物漂白的目的主要是少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。聚木糖酶用于纸浆的漂白预处理能够提高纸浆的白度、降低漂剂用量和漂白段废水的污染负荷，对浆的粘度和成纸强度无不利影响。对于那些大量使用二氧化氯和双氧水的漂白工艺而言，能够显著降低生产成本。但是，从其助漂机理中我们可以
生物技术在纺织工业中的应用 摘要介绍了生物技术在纺织工业中的广泛应用，包括新型纺织纤维的开发、化学处理、纺织品风格整理等方面。新纤维的开发为纺织工业拓宽了原材料领域，而生物酶在纺织工业的应用顺应了清洁生产以及节能环保这一全球大趋势。 关键词生物技术；新纤维；生物酶；织物整理 生物技术是指利用生物学的各种研究方法和手段，应用先进的生物工程技术生产出适用于各种特定要求的物质，最终实现为各个行业服务的目的的一种新型跨学科技术。【3】随着生物技术日新月异的发展，其在纺织工业中的应用也日渐广泛，并取得了理想的效果。 1．生物技术在新纤维开发上的应用【1,2】 将现代生物技术运用于纺织纤维的开发领域已经取得了非常大的成功。这不仅有效的改进了现有纺织原料存在的不足，还可根据需要开发出适合纺织生产的新纤维，扩大了原料的范围，为纤维材料的研发开辟了新的途径。 天然彩色棉纤维: 将发色基冈植入白棉的基因中，通过基因重组将发色基冈整合到棉花的基冈组中，进而表达出目的基闪的色泽，从而获得具有天然色彩的彩棉纤维。其它新型棉纤维.利用现代生物技术中的基因工程技术可向棉纤维中引入其它成分，形成天然多成分棉， 蜘蛛丝: 通过对蜘蛛丝蛋白的研究获得了相对应的基因，将该基因通过转基因手段植入奶牛和山羊乳腺细胞的DNA中，从其分泌的乳汁中可以获得经过重组的蜘蛛丝蛋白，并可从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。另外可利用微生物发酵技术将表达蜘蛛丝蛋白的有关基因，重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等这一类微生物的基因组中，通过发酵培养使其产生大量的蜘蛛丝蛋白。 改性羊毛: 运用DNA分析技术及DNA片段分离技术鉴别出优秀的绵羊，从而更加科学准确的选择良种绵羊，以便大批繁殖还将能控制羊毛细度的基因植入绵羊体内，从而获得又细又长又软的羊毛，为生产高档轻薄型毛织物提供了原料。 具有生物特性的纺织纤维，如：抗微生物技术在纺织品中的应用、甲壳素和壳聚糖在纺织上的应用、Lyocell纤维、聚乳酸纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、竹纤维等。 2生物技术在织物整理中的应用 随着人类环境保护和安全健康意识的不断提高，纺织品印染加工对环境的污染及纺织服装残留的各种有害物质对人类健康的影响越来越引起世界各国的关注，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。企业对清洁生产的认识逐步增强，节能环保的新技术、新工艺、新设备的推广应用将是大势所趋。生物酶制剂，作为一种节能减