纤维素酶在纺织工业中的应用与局限

生物酶制剂以其高效性、专一性、作用条件温和以及环保的加工过程等特点被广泛应用于纺织染整加工，其中纤维素酶是应用最广、最成功的一种酶制剂。纤维素酶是一组催化水解纤维素，生成葡萄糖的酶系总称。目前，商品化纤维素酶主要由木霉(Trichodermaspp)和黑曲霉（Aspergillusniger）2个属的菌株发酵生产制得。本文将介绍纤维素酶在纺织工业中的应用与局限。

应用

棉织物精练加工

利用纤维素酶进行精练加工是各国科学家研究的一个重要方向。纤维素酶可以水解纤维素，使附着有杂质的微小纤维水解弱化，在机械作用下从织物上脱落，达到去杂的目的，并且纤维素酶还可以降解棉纤维上的棉籽壳。

目前，棉织物的酶法精练尚未实现大规模推广应用，主要是因为酶精练在处理效果上，特别是在棉籽壳去除方面不能达到传统碱精练的效果，从而无法替代碱精练。

纤维素织物抛光整理

纤维素纤维的表面有很多突出的微原纤，导致织物在受到外力和外界摩擦作用下很容易起毛起球，影响织物表面的光洁度和手感。生物抛光是一种利用纤维素酶改善纤维素纤维织物表面光洁度和柔软性的整理，利用纤维素酶水解织物表面的绒毛和微原纤，使其变得脆弱，从而可以在织物与织物或者织物与设备之间的摩擦作用下从织物表面脱落。该整理可以应用于机织和针织的纤维素纤维织物（棉、麻），并可以在纺织品湿加工的任何一个阶段进行，大多数情况下在漂白后进行。

牛仔织物返旧整理

纤维素酶已经成功应用于牛仔织物的返旧整理。通过纤维素酶对牛仔织物表面棉纤维的水解作用，在机械外力的作用下，使得织物表面的靛蓝染料随着纤维一起从织物上去除，产生类似石磨水洗的效果。纤维素酶水洗基本可以避免石磨水洗中存在的问题，并且可以获得一些其他的优点。例如，经纤维素酶水洗后的牛仔织物可以获得更加均一、立体感强的花纹，色泽鲜艳，还可以从本质上改善织物的手感。但是，由于纤维素酶易与脱落下的靛蓝染料结合，重新吸附到织物表面，在纤维素酶的牛仔织物返旧整理中会发生返沾色现象，使纤维素酶的水洗效果降低。

局限

虽然纤维素酶在纺织加工应用中具有很多优点，但仍存在一些问题，制约了其进一步大规模的应用。

处理后织物强力损失大

纤维素酶中含有三种不同的酶组分，内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、纤维二糖酶。在三种酶组分的协同作用下，纤维素纤维的无定形区和结晶区可以被水解。当三种酶组分同时存在时，三者习惯聚集在一起作用于纤维上同一位置。因此，纤维经纤维素酶水解后，纤维上局部区域会出现“坑洞”、部分开裂。另外，纤维素酶分子可以扩散到纤维内部，对纤维内部造成损伤。由于纤维素酶水解作用会不受限制的破坏组成织物的纤维素纤维，导致酶处理后织物强力损失过大。

酶制剂成本高

与传统化学处理的成本相比较，酶制剂的价格相对过高。纺织行业利润本就不高，酶制剂的高价格影响了其广泛应用。

酶的稳定性差、工艺重现性差

由于纤维素酶酶活很难保持稳定，储存条件的变化、储存时间的长短等都会对其造成影响。另外，纤维素酶酶活对处理温度和pH很敏感，稍微的波动都会对其产生影响。在纺织加工中，虽保持每批次酶处理加工的条件一样，但是加工后织物的品质却很难保持一致。