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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。蛋白酶對羊毛減量有兩個模式：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對羊毛的機(jī)械性能至關(guān)重要，因而剝離模式對羊毛的機(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通?；瘜W(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，因而對羊毛的機(jī)械性能損傷小。

蛋白酶對羊毛的減量作用已經(jīng)得到肯定，并對羊毛的防氈縮，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，但成本相對較高。

5.2.2低溫染色的改性處理

通過蛋白酶對鱗片層的水解（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)對毛織物進(jìn)行改性處理后，織物對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—蛋白酶法對土種綿羊底絨進(jìn)行剝鱗片處理，對其進(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個等級，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)還是從蛋白酶對羊毛的作用機(jī)理來看，減量對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

采用蛋白酶對羊毛進(jìn)行絲光處理，可使羊毛表面光滑平整，對光線呈有規(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毛茸容易脫落，可提高毛織物的抗起毛起球等級。

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羊毛的水解性能，要通過生物工程手段，尋找和培養(yǎng)可對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，阻止酶對纖維內(nèi)部的侵蝕的研究報道，Artur Cavaco[9]報道通過聚乙二醇對蛋白酶的改性，防止和減少了蛋白酶對纖維內(nèi)部的損傷。