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生物酶
发稿时间:2019-10-29     来源:舒庭环境

现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺,它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高,又因无毒无害,用量少,可生物降解废水,无污染而有利于生态环保的保护。同时,生物酶也应用于治理室内装修污染领域,通过吞噬、分解,来消除室内装修产生异味、甲醛等污染。


结构特性


生物酶是具有催化功能的蛋白质。像其他蛋白质一样,酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状,一部分成折叠的薄片结构,而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来,而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的,它具有特殊的催化功能,其特性如下: 


高效性:用酶作催化剂,酶的催化效率是一般无机催化剂的10^7~10^13倍。


专一性:一种酶只能催化一类物质的化学反应,即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。


低反应条件:酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件,而可在较温和的常温、常压下进行,另外,一些特殊的酶在特定条件下催化效率达最大值,如胃蛋白酶在胃液酸性条件下发生作用。


易变性失活:在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时,酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时,如有条件酶还可以回收利用。


可降低生化反应的反应活化能:酶作为一种催化剂,能提高化学反应的速率,主要原因是降低了反应的活化能,使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的,所以还可回收利用。


作用机理


酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构:一级结构是氨基酸的排列顺序;二级结构是肽链的平面空间构象;三级结构是肽链的立体空间构象;四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构,它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的“诱导契合”学说,其主要内容是:当底物结合到酶的活性部位时,酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化,导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去,重金属离子会与活性部位结合使酶失活。


作为大的分类,酶类分为“分解系酶”和“合成系酶”。比如说,将蛋白质分解成能被吸吸收(那样)大小的氨基酸,通过分解系的酶和吸收后的氨基酸来合成自身身体所必需的蛋白质,这些都是根据酶来进行的。但是,为了区分生体内和生体外被使用的酶,称在生体组织内被使用的酶为“代谢酶”,称在肠胃内等生体组织外被使用的酶为“消化酶”,也可以说是为了方便起见。在生物化学上,分为酸化还原酶、转移酶、加水分解酶、脱离酶、异性化酶和合成酶等六大类。


溶菌酶

溶菌酶可作为一种具有杀菌作用的天然抗感染物质,有抗菌、消肿及加快组织恢复功能等作用。常用于人体肌肤护理。


果胶酶

果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果胶酶作用于果胶物质时,果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶直接作用于果胶聚合物分子链内部的配糖键上,而果胶酯酶则使聚半糖醛酸酯水解,为聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶创造更多的位置。


脂肪酶

脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸进一步进行B一氧化,每次脱下一个C2物,生成乙酰COA(N—环己基辛基胺),进入TCA(三羧酸)环彻底氧化或进入乙醛酸环合成糖类。

脂肪酶(EC3.2.2.3,甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶,其在纺织加工中主要用于绢纺原料脱脂处理;同时,只没在羊毛洗毛中是较好的助洗剂,能去除羊毛附生杂质、脂蜡,使羊毛获得可纺性;对棉织物进行精炼处理,能有效的去除棉的脂蜡;对涤纶进行处理,可改善涤纶表面的亲水性。


蛋白酶

由微生物分泌的蛋白酶因菌种不同而异,例如枯草杆菌分泌明胶酶和酪蛋白酶,可以水解明胶和酪蛋白;费氏链酶菌分泌角蛋白酶,可以水解动物的毛、角、蹄的角蛋白。蛋白酶将蛋白质分解成肽,再经肽酶水解成氨基酸。


纤维素酶

纤维素酶是一个多组分酶体系,纺织工业中应用的纤维素酶大多数是由木酶属真菌制造的。纤维素酶中的纤维素二糖水解酶又称为外切纤维素酶,由CHB I和CHB II两种酶组成,而内切葡聚糖酶,又称为内切纤维素酶,至少由5种纤维素酶(EG I、EG II、EG HI、EG IV、EG V)组成。此外,还有13一葡萄糖醛酶。这些纤维素酶在纤维素的水解中具有协同作用。


过氧化氢酶

过氧化氢酶是一种氧化还原酶,催化分解过氧化氢成为水和氧气,它主要用于漂白工艺后去除残余的双氧水,提高后继染色性能和质量,并且没有过量危险。过氧化氢酶也可用于纱线染色机、溢流喷射染色机、绞盘染色机和卷染机等的氧漂生物净化处理。


淀粉酶

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、减法更柔软,且不损伤纤维。淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。



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