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郝龍云，蔡玉青

0前言
應(yīng)用纖維素酶可對纖維素織物或服裝進(jìn)行生物水洗、生物拋光和柔軟整理等。纖維素酶主要由三種不同性質(zhì)的酶，即內(nèi)切葡聚糖酶(EG)，外切葡聚糖酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)組成。對于棉、麻等結(jié)晶性纖維素，只有這三種酶協(xié)同作用才能起到有效的水解作用。
棉織物在使用各種染料或涂料進(jìn)行染色的過程中，由于受到不同程度的機(jī)械摩擦力的作用，織物表面易產(chǎn)生微小的絨毛狀纖維，嚴(yán)重時會影響紡織品的品質(zhì)。采用纖維素酶對織物進(jìn)行水解拋光，可將這些絨毛去除。但是，織物上已經(jīng)上染的染料或涂料會影響酶水解的活性，具體程度隨染料或涂料等結(jié)構(gòu)和數(shù)量而變化。EunKyungChoe等人研究了直接染料、單活性基和雙活性基活性染料以及還原染料對酶水解活力的影響。但是，關(guān)于涂料染色對酶活力影響的研究迄今仍然很少。
本研究采用酸性纖維素酶對棉織物涂料染色后進(jìn)行處理，研究織物上涂料對酶蛋白的吸附以及水解性能的影響。

1試驗
1．1材料
經(jīng)退煮漂加工的純棉斜紋布(260g／m2)，酸性纖維素酶(青島海怡)，涂料紅(青島海怡)，黏合劑KB(煙臺)，其它試劑均為化學(xué)純。
1．2涂料染色
染色處方(g／L)
涂料紅5
黏合劑5
將織物在上述處理液中二浸二軋，軋余率80％，然后將織物在60℃烘干，130℃焙烘3min。
1．3酸性纖維素酶對涂料染色棉織物的作用
1．3．1酸性纖維素酶蛋白的吸附性能
將涂料染色后的棉織物裁剪成10cmx10cm試樣，置于1g／L酸性纖維素酶溶液中進(jìn)行處理，浴比20：1，處理溫度1O℃，溶液pH值5．0。用考馬斯亮藍(lán)法分別測定處理10，20，30，40，60min時溶液中殘留的酶蛋白濃度。每次試驗重復(fù)三次，取平均值。
1．3．2酸性纖維素酶對織物的水解性能
將上述涂料染色試樣，置于0～14g／L纖維素酶溶液中進(jìn)行處理，浴比20：1，處理溫度50℃，溶液pH值5．0，處理時問0~120min。處理完畢后，將織物

2結(jié)果與討論
2．1纖維素酶蛋白對涂料染色織物的吸附性能
纖維素酶蛋白在織物上的吸附量和吸附速率都會對處理效果產(chǎn)生影響。纖維素酶蛋白對涂料染色織物及未染色織物的吸附性能見表1。

表1溶液中相對游離酶濃度與處理時間的關(guān)系

由表1可以看出，未染色織物和涂料染色織物的酶處理液中，游離酶蛋白的濃度均隨處理時間的延長而逐漸降低，表明纖維素酶正逐漸吸附在織物上；當(dāng)處理時間達(dá)到30min時，溶液中相對游離酶的濃度不再有明顯變化，表明酶蛋白在織物上的吸附基本達(dá)到平衡。達(dá)到吸附平衡后，酶蛋白在涂料染色織物上的吸附量更高，說明酶蛋白對涂料染色織物的親和力更大。這種差異可從涂料和酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)加以解釋。涂料分子中含有苯環(huán)等芳香結(jié)構(gòu)，而酶蛋白三維空間結(jié)構(gòu)的表面含有大量的非極性氨基酸殘基，如酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和亮氨酸等，對非極性結(jié)構(gòu)具有較好的親和性，可以認(rèn)為形成了大量的“涂料結(jié)合區(qū)”。因此，其對涂料染色織物具有更高的親和力，平衡吸附量也更高。
2．2纖維素酶對涂料染色織物的水解性能
2．2．1纖維素酶濃度的影響
織物未染色及經(jīng)涂料染色后，分別用不同濃度纖維素酶溶液處理30min，測定其失重率，結(jié)果見圖1。

圖1酶濃度與織物失重率的關(guān)系
由圖1可知，對于未染色織物和涂料染色織物，其失重率隨纖維素酶濃度增加，均呈明顯上升；酶濃度增加到一定程度后，織物表面區(qū)域的酶蛋白逐漸飽和，失重率漸趨穩(wěn)定。相比之下，涂料染色織物的失重率明顯較低，表明涂料染色對酶的水解活性有不利影響。
涂料染色對酶蛋白水解纖維素的不利影響可從三方面進(jìn)行解釋。首先，織物上的涂

2．2．2處理時間的影響
將未染色及經(jīng)涂料染色后的織物在2g／L酶溶液中處理不同時間，測定其失重率，結(jié)果如圖2所示。
由圖2可以看出，在100min處理時間內(nèi)，未染色織物的失重率更高，失重速度也較快；而涂料染色織物失重較慢。這可能是由于除了上述一些影響酶水解活力的因素外，織物上的涂料等物質(zhì)還可能導(dǎo)致酶蛋白的變性失活，且這種失活作用會隨二者接觸時間的延長而更加明顯。

圖2處理時間與織物失重率的關(guān)系
測定織物在2g／L酶濃度下處理不同時間的強(qiáng)力損失，結(jié)果如圖3所示。

圖3處理時間與織物強(qiáng)力損失的關(guān)系
由圖3可以看出，織物強(qiáng)力損傷的變化規(guī)律與失重率類似。隨著酶水解的進(jìn)行，纖維素纖維中的無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)都會受到影響，但程度會有所不同，結(jié)晶區(qū)

3結(jié)論
(1)棉織物經(jīng)涂料染色后，酸性纖維素酶蛋白對其親和力更高。這主要是由于酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)中有大量的非極性基團(tuán)，形成“涂料結(jié)合區(qū)”所致。但是，由于織物上的涂料會降低酶蛋白對纖維素分子鏈的可及性，也有可能降低酶在織物表面的自由移動，因此會使酶的水解性能下降。
(2)涂料染色織物經(jīng)不同濃度的酸性纖維酶處理后，其顏色有所改變，色牢度無變化。隨著處理時間的延長，織物的失重率和強(qiáng)力損失都增大。