酶的生產(chǎn)和應(yīng)用，在國內(nèi)外已具有過氧化氫酶酶的生產(chǎn)和應(yīng)用，在國內(nèi)外已具有過氧化氫酶80多年歷史，進(jìn)入2080年月，生物工程作為一門興高術(shù)在我國得到了快速進(jìn)展，酶的制造和應(yīng)用領(lǐng)域漸漸擴大，酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用也日臻成熟，由過去主要用于棉織物的退漿和蠶絲的脫膠，至現(xiàn)在在紡織染整的各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，表達(dá)了生物酶在染整工業(yè)中的優(yōu)越性?，F(xiàn)在酶處理工藝已被公認(rèn)為是一種符合環(huán)保要求的綠色生產(chǎn)工藝，它不僅使紡織品的服用性能得到改善和提高，又因無毒無害，用量少，可生物降解廢水，無污染而有利于生態(tài)環(huán)保的保護(hù)。1生物酶的構(gòu)造和特性生物酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)。象其他蛋白質(zhì)一樣，生物酶解堵劑作用原理示意圖酶分子由氨基酸長鏈組成。其中一局部鏈成螺旋狀，一局部成折疊的薄片構(gòu)造，而這兩局部由不折疊的氨基酸鏈連接起來，而使整個酶分子成為特定的三維構(gòu)造。生物酶是從生物體中產(chǎn)生的，它具有特別的催化功能，其特性如下：高效性：用酶作催化生物酶簡介生物酶簡介生物酶的特性和作用機理生物酶的特性和作用機理劑，酶的催化效率是一般無機催化劑的劑，酶的催化效率是一般無機催化劑的10^7~10^13 倍。專一性：一種酶只能催化一類物質(zhì)的化學(xué)反響，即酶是僅能促進(jìn)特定化合物、特定化學(xué)鍵、特定化學(xué)變化的催化劑。低反響條件：酶催化反響不象一般催化劑需要高溫、高壓、強酸、強堿等猛烈條件，而可在較溫存的常溫、常壓下進(jìn)展。易變性失活：在受到紫外線、熱、射線、外表活性劑、金屬鹽、強酸、強堿及其它化學(xué)試劑如氧化劑、復(fù)原劑等因素影響時，酶蛋白的二級、三級構(gòu)造有所轉(zhuǎn)變。所以在大生產(chǎn)時，如有條件酶還可以回收利用?？山档蜕错懙姆错懟罨埽好缸鳛橐环N催化劑，能提高化學(xué)反響的速率，主要緣由是降低了反響的活化能，使反響更易進(jìn)展。而且酶在反響前后理論上是不被消耗的，所以還可回收利用。2生物酶的作用機理酶蛋白與其它蛋白質(zhì)的不同之處在于酶都具有活性中心。酶可分為四級構(gòu)造：一級構(gòu)造是氨基酸的排列挨次；二級構(gòu)造是肽鏈的平面空間構(gòu)象；三級構(gòu)造是肽鏈的立體空間構(gòu)象；四級構(gòu)造是肽鏈以非共價鍵相互結(jié)合成為完整的蛋白質(zhì)分子。真正起決定作用的是酶的一級構(gòu)造，它的轉(zhuǎn)變將轉(zhuǎn)變酶的性質(zhì)(失活或變性)。酶的作用機理比較被認(rèn)同的是Koshland的“”學(xué)說，其主要內(nèi)容是：當(dāng)?shù)孜锝Y(jié)合到酶的活性部位時，酶的構(gòu)象有一個轉(zhuǎn)變。催化基團的正確定向?qū)τ诖呋饔檬潜匾?。底物誘導(dǎo)酶蛋白構(gòu)象的變化，導(dǎo)致催化基團的正確定位與底物結(jié)合到酶的活性部位上去。應(yīng)用于染整工業(yè)的生物酶的種類生物酶技術(shù)應(yīng)用于染整加工主要有兩個方面：應(yīng)用于染整工業(yè)的生物酶的種類生物酶技術(shù)應(yīng)用于染整加工主要有兩個方面：(1自然纖維織物的前處理加工，用生物酶去除纖維或織物上的雜質(zhì)，為后續(xù)染整加工制造條件。(2)織物的后整理加工，用生物酶去除纖維外表的絨毛，或使纖維減量，以改善織物的外觀、手感和風(fēng)格。目前應(yīng)用的生物酶主要有以下幾種。果膠酶1果膠酶果膠酶主要是由果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶和果膠酯酶組成。果膠物質(zhì)是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果膠酶作用于果膠物質(zhì)時，果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果膠酸鹽裂解酶直接作用于果膠聚合物分子鏈內(nèi)部的配糖鍵上，而果膠酯酶則使聚半糖醛酸酯水解，為聚半乳糖醛酸酶和果膠酸鹽裂解酶制造更多的位置。脂肪酶2脂肪酶脂肪酶能將脂肪水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸進(jìn)一步進(jìn)展B一氧化，每次脫下一C2物，生成乙酰COA(N—環(huán)己基辛基胺)，進(jìn)入TCA三羧酸)環(huán)徹底氧化或進(jìn)入乙醛酸環(huán)合成糖類。脂肪酶〔EC3.2.2.3，甘油酯水解酶〕是分解自然油脂的酶，其在紡織加工中主要用于絹紡原料脫脂處理；同時，只沒在羊毛洗毛中是較好的助洗劑，能去除羊毛附生雜質(zhì)、脂蠟，使羊毛獲得可紡性；對棉織物進(jìn)展精煉處理，能有效的去除棉的脂蠟；對滌綸進(jìn)展處理，可改善滌綸外表的親水性。蛋白酶蛋白酶由微生物分泌的蛋白酶因菌種不同而異，例如枯草桿菌分蛋白酶分子的構(gòu)造彩圖泌明膠酶和酪蛋白酶，可以水解明膠和酪蛋白；費氏鏈酶菌分泌角蛋白酶，可以水解動物的毛、角、蹄的角蛋白。蛋白酶將蛋白質(zhì)分解成肽，再經(jīng)肽酶水解成氨基酸。纖維素酶纖維素酶纖維素酶是一個多組分酶體系，紡織工業(yè)中應(yīng)用的纖維素酶大多數(shù)是由木酶屬真菌制造的。纖維素酶中的纖維素二糖水解酶又稱為外切纖維素酶，由 CHBI和CHBII兩種酶組成，而內(nèi)切葡聚糖酶，又稱為內(nèi)切纖維素酶，至少由 5種纖維素酶(EGI、EGII、EGHI、EGIV、EGV)組成。此外，還有13一葡萄糖醛酶。這些纖維素酶在纖維素的水解中具有協(xié)同作用。過氧化氫酶過氧化氫酶過氧化氫酶是一種氧化復(fù)原酶，催化分解過氧化氫成為水和氧氣，它主要用于漂白工藝后去除剩余的雙氧水，提高后繼染色性能和質(zhì)量，并且沒有過量危急。過氧化氫酶也可用于紗線染色機、溢流噴射染色機、絞盤染色機和卷染機等的氧漂生物凈化處理。淀粉酶型〔特種〕酶在紡織加工中的應(yīng)用型〔特種〕酶在紡織加工中的應(yīng)用α-淀粉酶6淀粉酶淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶類總稱，通常通過淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料，由于淀粉酶的高效性及專一性，酶退漿的退漿率高，退漿快，污染少，產(chǎn)品比酸工藝流程也不同，目前所用的退漿方法有浸漬法、堆置法、卷染法、連續(xù)洗等，由于α-淀粉酶6淀粉酶淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶類總稱，通常通過淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料，由于淀粉酶的高效性及專一性，酶退漿的退漿率高，退漿快，污染少，產(chǎn)品比酸工藝流程也不同，目前所用的退漿方法有浸漬法、堆置法、卷染法、連續(xù)洗等，由于淀粉酶退漿機械作用小，水的用量少，可以在低溫條件下到達(dá)退漿效果，具有鮮亮的環(huán)保特色。就是通過基因改性的黑曲霉漆酶，可以進(jìn)展牛仔服裝仿舊整理工藝，獲得生物酶在麻類纖維脫膠中的應(yīng)用的織物手感厚實，外表光滑、憑證、色澤明快、淡雅。2、葡萄糖氧化酶在紡織加工的應(yīng)用：葡萄糖氧化酶主要進(jìn)展織物的漂白整理，這種酶處理對雙氧水的產(chǎn)生格外有效，處理使不需添加雙氧水穩(wěn)定劑，處理后織物手感松軟、飽滿。3、半纖維素酶、木質(zhì)素酶在紡織加工中的應(yīng)用：自然的纖維素纖維中均含有半纖維素和木質(zhì)素，尤其是麻類纖維含量較高，不去除半纖維素和木質(zhì)素，極度影響纖維的可紡性能，通過半纖維素酶和木質(zhì)素酶處理，可以大局部去除半纖維素和木質(zhì)素，但半纖維素酶和木質(zhì)素酶還沒有在紡織工藝中單獨使用，主要是和其他酶制劑〔假設(shè)膠酶、纖維素酶等〕協(xié)作進(jìn)展纖維處理。型酶在紡織加工中的應(yīng)用：化學(xué)合成纖維和漿料在紡織中的地位是明顯的，這些高分子聚合物不能進(jìn)展生物分解和降解，造成環(huán)境的污染，目前爭論人員正在爭論的酶種，通過篩選具有某種功能的菌種，進(jìn)展基因改性成為高性能酶劑或通過克隆、轉(zhuǎn)基因或的基因工程菌，制出酶種，或依據(jù)化學(xué)生物構(gòu)造和酶學(xué)原理定向合成型轉(zhuǎn)基因或的基因工程菌，制出酶種，或依據(jù)化學(xué)生物構(gòu)造和酶學(xué)原理定向合成型酶劑等。這些型酶劑成為仿酶，目前較成功的酶包括解錦綸寡聚物的基因工程菌、合成酶等。PVA分解酶、滌綸分解酶、分生物酶技術(shù)應(yīng)用于石油鉆井領(lǐng)域在石油鉆井過程中，鉆井液發(fā)揮著防止井壁滲漏和保護(hù)油氣層的雙重作用。但這兩大作用有時卻存在著銳利的沖突。當(dāng)鉆井遇到油氣富集地層時，地層特點多不穩(wěn)定，生物酶技術(shù)應(yīng)用于石油鉆井領(lǐng)域在石油鉆井過程中，鉆井液發(fā)揮著防止井壁滲漏和保護(hù)油氣層的雙重作用。但這兩大作用有時卻存在著銳利的沖突。當(dāng)鉆井遇到油氣富集地層時，地層特點多不穩(wěn)定，極易發(fā)生漏失、坍塌等簡潔狀況，此時鉆井液的護(hù)壁防漏功能顯得尤為重要。而一般鉆井液要起到很好的護(hù)壁防漏作用，就必需提高其固相含量和粘度，但這樣又會帶來污染油氣層的現(xiàn)象。如何才能既治理好井壁漏失坍塌的毛病、又有效保護(hù)好油氣層，早已成為我國石油鉆井領(lǐng)域的一大難題。據(jù)成功油田鉆井工程技術(shù)公司首席科學(xué)家郭寶雨介紹，剛剛通過鑒定的型鉆井液體系能夠在井壁上形成薄而堅韌的隔膜，這種隔膜的滲透性極低，在近井壁形成了一個滲透率幾乎為零的護(hù)壁層，到達(dá)了維護(hù)井壁穩(wěn)定的良好效果。隨著時間的推移，在需要翻開油氣層時，生物酶開頭發(fā)揮它的生物降解作用，把原來堅韌致密的護(hù)壁薄膜一點一點破除，而這時，活性生物酶漸漸進(jìn)入儲層，在巖石外表油膜下生長生殖，使原油從巖石外表剝離，從而被驅(qū)出；同時，它還能夠降解原油，增加原油流淌力氣，從而在根本上實現(xiàn)提高原油采收率的目的。據(jù)悉，這一體系在曲堤油田、淮北以及吉林等油田共明，其原油采收率平均提高25％以上，地層滲透性恢復(fù)到34口井進(jìn)展的現(xiàn)場試驗表90％以上，在解放油氣層、保護(hù)油氣層方面有著寬闊的進(jìn)展前景。生物酶在食品中的應(yīng)用1蛋白酶的生產(chǎn)現(xiàn)狀蛋白酶是最重要的一種工業(yè)酶制劑，能催化蛋白質(zhì)和多肽肽鍵水解。它廣泛存在于動物內(nèi)臟、植物莖葉、果實和微生物中。各種生物體都能合成它，但唯有微生物蛋白酶具有生產(chǎn)價值，蛋白酶也是爭論的比較深入的一種酶，已做成結(jié)晶或得到高度純化物的蛋白酶達(dá)100多種，其中不少酶的一級構(gòu)造以及立體構(gòu)造也已說明。蛋白酶的商品生產(chǎn)始于2030年月微生物蛋白酶開頭用在食品和制革工業(yè)。近20年來，微生物蛋白酶的爭論蓬勃開展。2050年月初，日本學(xué)者首先覺察霉菌中存在幾種類型的蛋白酶，特別是酸性蛋白酶，2060年月初，荷蘭開始生產(chǎn)添加堿性蛋白酶的洗滌劑。到目前為止，國際市場上商品蛋白酶上。80-100 種以2蛋白酶的分類按蛋白酶水解蛋白質(zhì)的方式可分為以下幾種。〔1〕切開蛋白質(zhì)分子內(nèi)部肽鍵，生成相對分子質(zhì)量較小的多肽類，這類酶一般叫內(nèi)肽酶；〔2〕切開蛋白質(zhì)或多肽分子氨基或羧基末端的肽鍵，而游離出氨基酸，這類酶叫外肽酶。作用于氨基末端的稱為氨肽酶，作用于羧基末端的稱為羧肽酶；〔3〕水解蛋白質(zhì)或多肽的脂鍵；〔4〕水解蛋白質(zhì)或多肽的酰氨鍵。按酶的來源可以分為動物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶。微生物蛋白酶又可分為細(xì)菌蛋白酶、霉菌蛋白酶、酵母蛋白酶和放線菌蛋白酶。按蛋白酶作用的最適 pH 可以分為pH2.5-5.0 的酸性蛋白酶、pH9.5-10.5 的堿性蛋白酶、pH7-8 的中性蛋白酶。為了便利起見，微生物蛋白酶常用這種分類方法；依據(jù)蛋白酶的活性中心和最適反響 pH 可以分為絲氨酸蛋白酶、巰基蛋白酶、金屬蛋白酶和活性中心有兩個羧基的酸性蛋白酶。蛋白酶的用途用于食品發(fā)酵工業(yè)醬油的釀造就是利用米曲霉分泌的蛋白酶分解原料中的蛋白質(zhì)，使其降解為胨、多肽、氨基酸，生成色、香、味于一體的產(chǎn)品。也有直接用蛋白酶制劑釀造醬油，但風(fēng)味欠佳。啤酒釀造中，當(dāng)麥芽糖用量削減輔料增加時，常需要補充蛋白酶，使蛋白質(zhì)充分降解，霉菌和細(xì)菌蛋白酶適合這一用途。微生物酸性蛋白酶還是有效的啤酒澄清劑。魚露是鮮魚加25%-30%食鹽自然發(fā)酵6-12可縮短發(fā)酵時間，提高風(fēng)味。用于制革生產(chǎn)制革的原料皮中纖維蛋白是皮革的有用成分，此外還有不少非纖維狀的蛋白存在于纖維間隙和表皮中，這些蛋白含量雖少，假設(shè)不去除，成品皮革僵硬而脆。蛋白酶不能分解自然膠原，而只能分解間質(zhì)蛋白，因而可用于制革工藝，國內(nèi)生產(chǎn)的中性和堿性蛋白酶制劑均可用于酶法脫毛。制造明膠和可溶性膠原纖維工業(yè)上用石灰水浸去皮、骨等原料中的油脂與雜蛋白等，此工藝耗時長達(dá)數(shù)月，勞動強度大，出膠率低而且能耗大，用蛋白酶凈化膠原，明膠純度高，質(zhì)量好，相對分子質(zhì)量均勻，分子排列整齊，生產(chǎn)周期短，明膠收率高，幾乎達(dá)100。預(yù)處理羊毛低溫染色羊毛用高溫染色，會使毛的強度受到損害，且易造成纖維氈化收縮和毛體豎起，用蛋白酶處理后的羊毛，在沸點下染色， 2min 的上色率可達(dá)100%，成品色澤明媚，手感飽滿，廢水中燃料含量大大降低。絲綢脫膠生絲織物必需脫膠，絲膠是一種蛋白質(zhì)，我國歷來用堿皂法高溫?zé)捊z進(jìn)展脫膠，缺點很多，堿質(zhì)侵襲絲素，易引起發(fā)毛影響光澤，用蛋白酶脫膠后，成品手感潤滑松軟，光澤明媚，而且脫膠時間短，操作溫度低，勞動生產(chǎn)率提高。蛋白酶的根本性質(zhì)蛋白酶種類繁多，形制上差異較大，但同一類的蛋白酶之間，亦有其共同之處。蛋白酶的根本性質(zhì)如下：從蛋白酶活性中心的基團來看，絲氨酸蛋白酶的活性中心均含有絲氨酸；巰基蛋白酶活性中心含有半胱氨酸；羧基蛋白酶活性中心含有酸性氨基酸，即谷氨酸或天冬氨酸；金屬蛋白酶的活性中心則含有二價金屬離子，如鋅離子、錳離子、鈷離子、鐵離子、銅離子等。很多霉菌蛋白酶和動物胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等是酸性蛋白酶，其作用最適pH值為2.0～4.5，等電點為pH3～5，在pH2～5的范圍內(nèi)較穩(wěn)定，最適作用溫37～60℃，相對質(zhì)量一般為30000～35000。很多芽胞桿菌蛋白酶和植物蛋白酶是中性蛋白酶，其最適pH值為6.0～8.0，等電點8～96～70～00～n，最適溫度40～50℃，對熱穩(wěn)定性差。大多說中性蛋白酶屬于金屬蛋白酶。堿性蛋白酶幾乎都有微生物產(chǎn)生，其最適pH9.0～10.5，等電點pH8～9，相對分子質(zhì)量較小，為20230～35000，對熱穩(wěn)定性較差。蛋白酶的活力測定蛋白酶的種類繁多，不同的蛋白酶的性質(zhì)和催化反響條件各不一樣，無法規(guī)定一個統(tǒng)一的測定方法，目前使用最多的有福林 —酚法、紫外分光光度法、甲醛滴定法、DHT-酪蛋白法。福林酚法蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成氨基酸，其中含酚基的氨基酸〔色氨酸、酪氨酸〕與福林試劑反響，生成藍(lán)色復(fù)合物，藍(lán)色深淺與含酚基氨基酸的多少成正比，以此來測定酶的活力。甲醛滴定法蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成氨基酸，再用甲醛固定氨基酸的氨基，用0.1mol/LNaOH溶液滴定生成的氨基酸，從而測定其酶活。DHT-酪蛋白法用5氨基四唑重氮鹽將酪氨酸中局部組氨酸和酪氨酸重氮化，得到黃色的重氮5-氨基四唑酪蛋白〔DHT-酪蛋白。以DHT酪蛋白為底物，在蛋白酶作用下，水解生DHT肽，二價離子可與DHT蛋白與DHT肽形成穩(wěn)定的可溶性紅色螯合物，而鋅離子可快速沉淀DHT酪蛋白，但不沉淀DHT肽。選用適宜濃度的鋅離子和鎳離子作為沉淀劑和顯色劑，利用比色法可測定蛋白酶活力。彈性蛋白酶及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用彈性蛋白酶〔Elastase〕是一種以水解不溶性彈性硬蛋白〔elastin〕為特征的蛋白水解酶，它可由動物胰臟提取或由微生物發(fā)酵制得。彈性硬蛋白是一種由丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸等非極性氨基酸殘基交聯(lián)而成的網(wǎng)狀構(gòu)造，它可以耐受酸堿處理，并能抵抗一般蛋白酶的消化。我國該產(chǎn)品的生產(chǎn)是由豬胰臟提取，由于臟器資源利用受也有發(fā)酵生產(chǎn)，它們的作用效果相像。微生物彈性蛋白酶與豬胰臟彈性蛋白酶一樣，具有廣泛的水解活性，不但能降解彈性硬蛋白，而且對明膠、血纖維蛋白、血紅蛋白、白蛋白等多種蛋白質(zhì)都有降解作消滅了商品化的彈性蛋白酶，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。利用微生物生產(chǎn)彈性蛋白酶不僅能夠供給足夠的治療用藥物酶，也能為開拓該酶的其他方面的應(yīng)用供給充分的酶源，如降解環(huán)境中的豬、牛加工后的難降解廢物，肉的嫩化等。由于彈性蛋白酶水解特性較廣，脂肪族非極性氨基酸為羧端的肽鍵都能被分解，并且它具有脂酶及脂蛋白水解酶的活性，能降解包括抗一般蛋白水解酶作用的彈性硬蛋白在內(nèi)的大多數(shù)蛋白質(zhì)，因而彈性蛋白酶在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。有的微生物產(chǎn)生的彈性蛋白酶水解專一性很廣，很多動植物蛋白都能為之降解，特別是一些難以處理、食用的韌帶、大動脈管、筋腱等蛋白廢料，在農(nóng)副產(chǎn)品的深加工、高蛋白食品的制作等方面得到廣泛應(yīng)用。同時彈性蛋白酶能專一降解結(jié)締組織中堅韌的彈性纖維組分，當(dāng)其他蛋白與彈性蛋白共存時，酶優(yōu)先對彈性蛋白水解，因此可以作為抱負(fù)的肉類嫩化劑用于食品加工業(yè)和日常生活中。 關(guān)國雄等爭論了彈性蛋白酶和木瓜蛋白酶對不同蛋白質(zhì)水解力氣的差異，爭論覺察木瓜蛋白酶對彈性蛋白無水解力氣；在彈性蛋白和其他食用蛋白質(zhì)共存時，彈性蛋白酶優(yōu)先水解彈性蛋白；對食用蛋白質(zhì)的水解，彈性蛋白酶比木瓜蛋白酶強一倍。由此，可以認(rèn)為彈性蛋白酶可通過選擇性水解肉類中堅韌的彈性纖維局部來真正起到肉類嫩化而又不會轉(zhuǎn)變口味和風(fēng)味的作用，而不是單純對食用蛋白加以非選擇性局部消化。彈性蛋白酶經(jīng)濟價值高，目前國內(nèi)僅從豬胰臟中提取，由于酶源受到限制，作為治療用生化藥物和其他方面的應(yīng)用長期供不應(yīng)求。 因而利用微生物生產(chǎn)彈性蛋白酶就顯得尤為必要。雖然國外早已開頭微生物生產(chǎn)彈性蛋白酶的爭論，