纤维素酶在纺织工业中的应用 报告人:张雨菲16300270102 、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Cl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CⅠ酶、Cκ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。 Endocellulase Exocellulase cellobiase B-glucosidase) Glucose 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 zyme R Enzyme Enzyme OH zyme 纤维素酶的β-葡糖苷酶活性的细节
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。 、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 技术优缺点 优点:①纤维素酶处理具有环保、节能、髙效、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
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