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5、生物酶在羊毛改性及毛紡織品后整理中的應(yīng)用

毛紡織品后整理中使用主要是蛋白酶。蛋白酶是水解肽鍵的一類酶，大量研究表明，中性蛋白酶和堿性蛋白酶對(duì)羊毛表面鱗片的催化作用大于酸性蛋白酶，尤以堿性蛋白酶為最好。蛋白酶對(duì)羊毛減量有兩個(gè)模式：酶減量剝離模式和酶減量的水解模式。酶減量剝離模式是指羊毛在蛋白酶的作用下，通過蛋白酶對(duì)羊毛CMC球狀蛋白的水解，使羊毛細(xì)胞（包括鱗片細(xì)胞和皮質(zhì)細(xì)胞）剝離纖維主體的減量形式（物理減量），由于羊毛的CMC對(duì)羊毛的機(jī)械性能至關(guān)重要，因而剝離模式對(duì)羊毛的機(jī)械性能損傷很大；酶減量的水解模式是指蛋白酶對(duì)羊毛的減量是通過化學(xué)水解達(dá)到（化學(xué)減量），水解模式要求蛋白酶對(duì)通常化學(xué)惰性結(jié)構(gòu)——鱗片表層蛋白或細(xì)胞膜蛋白能夠以較快的速度水解，研究表明：水解模式將蛋白酶的作用集中在羊毛表面，因而對(duì)羊毛的機(jī)械性能損傷小。

蛋白酶對(duì)羊毛的減量作用已經(jīng)得到肯定，并對(duì)羊毛的防氈縮，低溫染色，抗起毛起球，柔軟整理和生物拋光等方面起著良好的作用[8]。

5.2.1防氈縮改性處理

通過酶處理部分或全部剝蝕羊毛表面的鱗片層，減小或降低羊毛的定向摩擦效應(yīng)。

目前用蛋白酶對(duì)羊毛進(jìn)行防氈縮處理主要可歸納為有二步法和三步法。二步法防氈縮處理主要是氧化(或還原)—酶處理方法，用氧化劑或還原劑對(duì)毛織物進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)蛋白酶處理，毛織物可獲得較好的防氈縮性。Cornell等人研究了氧化一酶處理一聚合物三步防氈縮工藝，該工藝防縮效果非常好，但成本相對(duì)較高。

5.2.2低溫染色的改性處理

通過蛋白酶對(duì)鱗片層的水解（水解模式），或通過蛋白酶優(yōu)先催化水解纖維細(xì)胞間的粘合物（剝離模式），達(dá)到縮短染料擴(kuò)散通道和減少染料擴(kuò)散阻力的效果，即使在低溫條件下，染色速率也很快。Dr V A Shenai采用蛋白酶Novlan(Novo)對(duì)毛織物進(jìn)行改性處理后，織物對(duì)染料的吸收作用增加，可顯著提高上染速率。

5.2.3土種綿羊底絨仿山羊絨及羊毛細(xì)化改性處理

采用預(yù)處理—蛋白酶法對(duì)土種綿羊底絨進(jìn)行剝鱗片處理，對(duì)其進(jìn)行仿山羊絨改性處理，纖維細(xì)度可降低2um，這恰好使其品質(zhì)支數(shù)提高1個(gè)等級(jí)，粗支羊毛細(xì)度降低可提高其可紡性，改變以往粗羊毛只用來生產(chǎn)地毯等產(chǎn)品的狀況。采用NaCl飽和溶液預(yù)處理，枯草桿菌蛋白酶ASl398脫鱗片，使纖維變細(xì)，取得了較好的仿山羊絨織物的效果。采用“生物絲光一聚氨酯處理一柔軟處理”三步法對(duì)羊毛衫進(jìn)行仿山羊絨處理，也取得了很好的效果。但該方法存在處理不勻、對(duì)纖維損傷大、成本較高的缺點(diǎn)，因此，至今還沒有成熟的工業(yè)化應(yīng)用。

但也有人認(rèn)為：無論從羊毛的結(jié)構(gòu)還是從蛋白酶對(duì)羊毛的作用機(jī)理來看，減量對(duì)羊毛直徑的變小是非常有限的，除非有新的羊毛增強(qiáng)技術(shù)。

5.2.4羊毛的絲光改性處理

采用蛋白酶對(duì)羊毛進(jìn)行絲光處理，可使羊毛表面光滑平整，對(duì)光線呈有規(guī)則的反射，從而顯現(xiàn)較好的光澤。采用琉基乙酸銨預(yù)處理，復(fù)合酶處理的工藝，使毛織物的光澤得到明顯提高，粗絨毛光澤提高了25％，細(xì)絨毛由于光澤本身較好，只提高了15％。

5.2.5抗起毛起球處理

用蛋白酶對(duì)羊毛進(jìn)行處理，角質(zhì)層硬的部分被水解，所以纖維間的摩擦起球被抑制，顯示了抗起球的特點(diǎn)；羊毛的鱗片被部分被剝除，其機(jī)械性能受到一定的損傷，因而受到摩擦作用時(shí)毛茸容易脫落，可提高毛織物的抗起毛起球等級(jí)。

5.2.6柔軟改性處理

用蛋白酶MaxacalL處理毛織物，羊毛采用預(yù)處理—蛋白酶聯(lián)合處理，毛纖維的剛度降低，可使織物的柔軟度增加，并具有良好的懸垂性。在柔軟劑配合下，羊毛織物可以獲得超柔軟效果，解釋原因與纖維素酶柔軟機(jī)理相似，即蛋白酶處理在羊毛纖維表面形成微孔，使柔軟劑易于吸附。

另外，將蛋白酶用于毛織物的染前預(yù)處理，結(jié)果手感柔軟、質(zhì)地潔白，染后得色鮮艷；將印花后毛織物或色織物在室溫條件下用蛋白酶處理，結(jié)果白地白度增加、花紋色澤鮮艷，手感柔軟；用蛋白酶對(duì)純羊毛毛毯進(jìn)行風(fēng)格整理，使鱗片大部分去除，由此產(chǎn)生光澤和堅(jiān)挺的觸感，在使用中不產(chǎn)生纏結(jié)，效果基本上與傳統(tǒng)的氯堿法相當(dāng)，且具有環(huán)保無腐蝕的特點(diǎn)。

目前，蛋白酶整理研究中存在的一個(gè)主要問題是如何保證酶整理的均勻性，控制羊毛纖維的損傷，這樣才能使蛋白酶對(duì)羊毛整理具有工業(yè)化應(yīng)用的實(shí)際意義。這方面最近的研究進(jìn)展表現(xiàn)在以下幾方面：

首先，要從本質(zhì)上改善微生物蛋白酶對(duì)羊毛的水解性能，要通過生物工程手段，尋找和培養(yǎng)可對(duì)羊毛鱗片表層蛋白進(jìn)行水解的菌種，獲得以水解模式進(jìn)行減量的微生物蛋白酶，這樣才能有效地改變羊毛的某些性質(zhì)、而并不過度地?fù)p傷它的結(jié)構(gòu)。2002年日本報(bào)道一種水解角蛋白的酶種，在防氈縮處理過程中纖維損傷較小。也有通過蛋白酶的固定化和改性，阻止酶對(duì)纖維內(nèi)部的侵蝕的研究報(bào)道，Artur Cavaco[9]報(bào)道通過聚乙二醇對(duì)蛋白酶的改性，防止和減少了蛋白酶對(duì)纖維內(nèi)部的損傷。