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酸性纤维素酶与靛蓝染色织物吸附性能的研究

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集萃印花网  2011-08-04

    【集萃网观察】摘要：研究了酸性纤维素酶对靛蓝染色织物的吸附性能，试验表明酶在纤维表面呈多分子层吸附。同时也研究了pH值、靛蓝染色深度和表面活性剂对吸附性能的影响。纤维素酶在pH值为4.88时的吸附性能最好.而且随着靛蓝染色深度的提高织物表面吸附的纤维素酶含量也提高。表面活性剂的存在也影响着酶与织物之间的吸附性能。非离子表面活性剂能促进酶与织物之间的吸附，而阳离子和阴离子表面活性剂则降低了织物表面吸附的酶含量。

　　纤维素酶的水解是同液多相反应。纤维素酶必须首先扩散到纤维表面或内部.吸附到纤维素底物上.才能进一步水解纤维素纤维因此.在纤维素的降解过程中研究纤维素酶与纤维素分子间的吸附具有重要的意义，有助于更好地控制酶的水解过程。牛仔织物的酶洗正是利用纤维素酶对纤维素纤维可控制的水解（侵蚀）反应，使得部分纤维溶解，染料（靛蓝、硫化、还原染料等）也借助水洗设备的摩擦和揉搓作用而随之脱落.从而达到或超过石磨水洗的“穿旧感”效果本实验用纤维素酶处理靛蓝染色织物来模拟牛仔织物的酶洗过程.研究了纤维素酶和靛蓝染色织物之问的吸附过程。纤维素酶与纤维素纤维之间的吸附不仅与酶自身的因素有关.也与底物的性质有密切关系。本文以纯棉针织物为材料，研究了影响酸性纤维素酶SHL,~f！纯棉针织物之间吸附性能的影响因素.如酶用量、pH值、靛蓝染色深度以及表面活性剂等。

　　1试验

　　1.1实验材料及试剂

　　18.2tex纯棉双罗纹针织物：酸性纤维素酶SHL（活力为388.83U/g，丹麦诺威信公司）;冰乙酸、乙酸钠、氢氧化钠、无水碳酸钠、酒石酸钾钠、无水硫酸铜均为分析纯：十二烷基硫酸钠（SDS）为化学纯;表面活性剂TX一10.AEO一9.柔软剂3810均为工业品：靛蓝染料为商品

　　1.2实验仪器

　　722型分光光度计.国华SHA—B型恒温振荡器.CS101一AB型电热鼓风干燥箱.电子天平.奥立龙868型酸度计

　　1.3实验方法

　　1.3.1实验内容

　　研究pH值、纤维素酶用量、靛蓝染色深度以及表面活性剂对纤维素酶和纤维之间吸附性能的影响纯棉织物的靛蓝染色：取不同用量的靛蓝染料，加入l5g/L的氢氧化钠和保险粉，然后在50℃下全浴还原15min，把织物加入染浴中.在耐洗色牢度机上于30℃下染色45rain.取出在室温下氧化30min，然后皂煮，水洗，烘干。

　　1.3.2实验步骤

　　用醋酸一醋酸钠配制适当用量和pH值的纤维素酶溶液，然后加入织物于规定的温度下处理一定的时间。取出加入织物前后的酶液少许.采用Lowrv法测定溶液中的蛋白质含量.计算吸附在每克织物上的蛋白质含量。

　　2结果与讨论

　　2.1酶质量浓度对吸附的影响

　　纤维素酶主要是通过纤维索吸附区（CBD）与纤维素纤维发生结合.同时有些CBD的存在能够使棉纤维变成短纤维，具有疏解结品纤维素的功能.从而促进纤维素酶更容易水解纤维素纤维。

　　图1是酸性纤维素酶SHL在30℃下的吸附等温曲线由该图可以看出随着体系中游离酶质量浓度的增加.酶在织物上的吸附量增大当游离酶的质量浓度在0.2～0.3g/L时，织物表而酶的吸附量儿乎与游离酶的浓度无关当体系中游离酶的质量浓度超过0.3g/L时.纤维素酶在织物表而的吸附量义开始增加.由此可以认为.纤维素酶在纤维表面的吸附是多分子层吸附。

　　

　　2.2 pH值对织物上蛋白吸附量的影响

　　纤维素酶是由许多不同种类的氨基酸残基组成，pH值的改变，能影响这些氨基酸残基的解离状态.从而影响纤维素酶与底物的结合。

　　

　　由图2可知.织物上吸附的蛋白含量随pH值的改变而改变DH值的改变可影响纤维素酶分子的结构.特别是活性中心上必需基团的解离程度和催化基团中质子供体或质子受体所需的离子化状态也可影响底物和辅酶的解离状态.从而影响酶与底物的结合在pH=4.88时，纤维素酶分子处于最佳的电离状态。有利于和底物的充分结合，因织物上吸附的蛋白含量也最高从罔2还可以看f靛蓝染色织物上的蛋白含量明显高于未染色织物上的，这表明纤维素酶与靛蓝之间存在着亲和力.而且相对于纤维而言，纤维素酶和靛蓝之间的吸附性能明显高于酶与纤维之间的吸附能力

　　2.3靛蓝染色深度对吸附量的影响

　　由图3可以看出.靛蓝染色织物上吸附的蛋白含量随着靛蓝染色深度的增大而逐渐增大这表明.纤维素酶与靛蓝之间存在作用力.使得靛蓝染料很容易被纤维素酶吸附俄罗斯学者Gusakov认为.纤维素酶分子吸附区（CBD）上含有的芳香型氨基酸残基对酶与靛蓝之间的吸附起主要作用。而葡萄牙学者Cavaco-PaulO认为].酶分子上的氨基与靛蓝染料上的羰基形成的氢键结合也是纤维素酶靛蓝能相互吸附的原因。

　　

 

　　2.4表面活性剂对吸附性能的影响

　　在利用纤维素酶对织物进行处理时.常常加入一些表面活性剂.以降低纤维素酶接近纤维时的阻力.使纤维素酶更容易结合到织物上。

　　目前关于表面活性剂影响纤维素酶和纤维之间吸附的机理还不是很清楚㈣南图4可以看出，TX一10.AEO一9等非离子表面活性剂的存在，增大

　　

 

　　3.结论

　　（1）靛蓝染色织物吸附的蛋白质含量明显高于未染色织物上得蛋白质含量，而且随着电缆染色深度的升高，织物上的蛋白质含量逐渐增大。

　　（2）织物上吸附含量随着pH值的改变而发生变化，pH=4.88时，织物吸附的蛋白质含量最高。

　　（3）纤维素酶在纤维素表面的吸附式多分子层吸附。

　　（4）非离子表面活性剂促进了酶在织物表面的吸附，而阴离子和阳离子表面活性剂降低了织物表面的蛋白质含量。

　

　　来源 商显芹，郝龙云，房宽峻

  
  

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