【集萃網(wǎng)觀察】生物酶在羊毛染整加工中的研究與應(yīng)用綜述
簡(jiǎn)要闡述酶催化機(jī)理，綜合討論了生物酶在羊毛紡織品染整加工中的研究及應(yīng)用最新進(jìn)展，指出生物酶處理工藝在節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、提高產(chǎn)品附加值方面有明顯的優(yōu)勢(shì)和必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
1前言
近幾年來(lái)，隨著人們生活水平的日益提高，對(duì)紡織品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，“回歸大自然”的呼聲日益強(qiáng)烈。紡織印染加工企業(yè)及其產(chǎn)品所帶來(lái)的潛在性的健康危害和環(huán)境污染也越來(lái)越引起人們的批評(píng)和關(guān)注。諸多方面的綜合因素促使人們超越傳統(tǒng)工藝的束縛，尋找新的突破口。酶是具有催化能力的特殊蛋白質(zhì)，除了具有一般催化劑的特征外，對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化作用有更為顯著的特點(diǎn)：（1）酶的催化效率高，比一般催化劑高106-1013倍，提高了染整加工行業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率；（2）酶的催化反應(yīng)具有高度的專一性，酶對(duì)其作用底物有嚴(yán)格的選擇性，可以適用于生產(chǎn)中對(duì)單一纖維的處理；（3）酶催化反應(yīng)的條件溫和，一般酶在接近常溫和中性的環(huán)境下便可以催化反應(yīng)，節(jié)約能源，設(shè)備要求低。（4）酶的催化活力可調(diào)節(jié)控制；（5）無(wú)毒性。因而，生物酶被譽(yù)為“環(huán)境的友好使者”（environment-friendly）。另外，酶加工使紡織品的附加值大大提高，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以，近年來(lái)酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用再一次引起人們極大關(guān)注和廣泛的研究興趣，已和超臨界CO2染色、低溫等離子體處理和數(shù)碼噴印技術(shù)并稱為目前紡織品染整加工的四大發(fā)展方向[1]。
2酶的催化機(jī)制
酶含有的三維結(jié)構(gòu)的活性中心，形如溝縫、孔隙、袋囊、空腔或凹穴, 酶在進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，首先和底物形成酶-作用物復(fù)合體，該復(fù)合體一經(jīng)形成，生化反應(yīng)立即進(jìn)行，最后，復(fù)合體破碎，所生成的產(chǎn)物迅速與酶分子分離，分離后的酶分子又回復(fù)到最初形式，仍具有活力。如圖1所示[2]：
其中，關(guān)于酶與底物形成酶-作用物復(fù)合體（或中間絡(luò)合物），即酶的催化專一性，有三種學(xué)說(shuō)：
一種學(xué)說(shuō)是1894年德國(guó)化學(xué)家E.Fisher提出的鎖-鑰學(xué)說(shuō)[4]，如圖2所示[2]。
這個(gè)學(xué)說(shuō)認(rèn)為，酶與底物結(jié)合時(shí)，酶的活性中心結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)必須吻合，它們就如同鎖和鑰匙一般，齒合性非常好地結(jié)合成中間絡(luò)合物。鎖-鑰學(xué)說(shuō)的缺點(diǎn)在于認(rèn)為酶的結(jié)構(gòu)是剛性的，若如此，在一個(gè)酶促可逆反應(yīng)中，酶不可能同時(shí)與底物和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)都相配。
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