過氧化氫酶在紡織工業的研究應用

王 嵐，吳建國

（鹽城紡織職業技術學院，江蘇 鹽城 224005）

1 過氧化氫酶

1.1 過氧化氫酶概述

過氧化氫酶（ECl.1l.1.6），又稱觸酶［1］，是一種氧化還原酶，以過氧化氫為專一的底物，通過催化一對電子的轉移，將過氧化氫催化分解為氧氣和水。它是催化轉化能力最高的酶之一，每秒鐘一分子的過氧化氫酶能催化八萬分子的過氧化氫。它廣泛存在于生物組織中，起著避免讓細胞遭受體內代謝物破壞的作用。過氧化氫酶的催化反應如下所示［2］。

1.2 過氧化氫酶的作用機理

過氧化氫酶參與活性氧代謝過程是主要的生理功能。過氧化氫酶是生物體內重要的物質。對生物體來說，氧分子是沒有毒性的，但是氧分子的電子分布如果發生改變，就變成了像過氧化氫、羥自由基、單線態氧、超氧自由基等這樣的活性氧。過氧化氫和超氧自由基作用能生成羥自由基，羥自由基對機體的損傷作用是最大的，但絕大多數生物體內是沒有針對羥自由基的有效直接淬滅劑。而過氧化氫酶能阻止過氧化氫與超氧化物自由基發生反應生成羥自由基，在活性氧代謝過程中，將過氧化氫催化分解成水和氧氣，這樣達到保護機體的作用。另外，對血紅蛋白及其它的含巰基蛋白質不被氧化，也會起到保護作用，對減輕活性氧造成的損傷具有一定的意義［1-2］。

2 過氧化氫酶的應用現狀

近年來，過氧化氫酶得到廣泛應用，在紡織工業主要有以下三個方面。

2.1 過氧化氫酶除氧工藝上的研究現狀

何照興，袁軍等［2］對傳統高溫除氧工藝與生物除氧工藝進行對比試驗，并根據實際生產情況作成本核算表明：生物除氧工藝效果良好，生產效率、設備利用率能夠顯著提高，同時水、電、汽、生產成本大幅度降低。這樣在印染工業用水量大、用水緊張的地區，生物除氧工藝的采用不但現實可行，而且從長遠來看，推廣生物除氧工藝，對印染工業的可持續發展具有更深遠的意義。

李文東［3］等研究得出：過氧化氫酶的活力會受到溫度、pH值的影響，在pH值為7，溫度為30℃時，酶的活力最大，溫度過高或過低，pH值過高或過低，都會造成酶活力的下降。通過比較酶洗和水洗，發現酶洗對織物的白度幾乎沒有影響。酶存在于染浴中，對染色的影響不大。可以用酶與染料一浴法染色，減少一道水洗工藝，節水、節能和節時。酶水洗的合理工藝為：漂白→水洗→酶處理［pH值為7～8，溫度＜50℃，酶用量0.1%（o.w.f），處理20min］，同浴染色。

張瑞萍等［4］指出：過氧化氫酶去除過氧化氫的優化工藝為溫度20℃，pH值6～8，酶用量4 mL（即0.18mL／L），處理時間15min，采用酶除氧代替傳統的高溫水洗除氧，對織物的強力無損傷，而且能縮短生產周期；從環保意義上說，還更具有應用前景。

徐剛［5］指出：用過氧化氫酶去除棉紗上殘余的雙氧水，每生產1t紗可節約生產成本約127.76元，少排放約10t廢水。每月生產1000t紗，1年可節約生產成本176.91萬元。過氧化氫酶是生物制品，有高度的專一性，不會增加環境負擔。

劉杰［6］等通過正交試驗分析得出的亞麻織物漂染工藝中過氧化氫酶的除氧優化工藝為：酶用量4.5mL／L，pH值7，溫度35℃，處理時間25 min。指出該工藝對織物的漂后白度及染后的摩擦、皂洗及日曬牢度沒有不良影響。同時可以減少傳統工藝的能源消耗，降低綜合生產成本。今后還需優化酶洗后的染色工藝，降低色差，使產品質量進一步提高。

2.2 紡織用過氧化氫酶的優化改進

江南大學冷曬祥［7］通過篩選金黃色嗜熱子囊菌WSH03-01得到新型的過氧化氫酶，并研究這種過氧化氫酶在處理棉針織物上殘留的過氧化氫以及酶解、染色同浴工藝中應用，對指導過氧化氫酶漂染后色光重現性有一定幫助。

厲成宣［8］則應用高碘酸鈉氧化棉織物作為載體固定過氧化氫酶。棉織物氧化的主要工藝條件為：在pH 為6，溫度為40℃時，用0.20mol／L 的NaIO4，氧化8h。然后將過氧化氫酶固定在氧化的棉織物上，固定化的工藝條件為：過氧化氫酶用量0.20mL／g，固定化24h。過氧化氫酶經固定化以后，固定化酶的最適溫度、熱穩定性、貯存穩定性，受金屬離子的影響等優于游離酶。

2.3 過氧化氫酶處理漂白廢水用于染色

過氧乙酸是冰醋酸和過氧化氫平衡反應的產物。楊文芳等使用過氧化氫酶和硫代硫酸鈉對過氧乙酸漂白純棉針織物的廢水進行處理，然后用于染色試驗，研究其回用的可行性。結果表明，廢水進行該雙重處理，再用于活性染料染色，可以獲得較好的K／S值和染色牢度。試驗確定的廢水處理條件為：在40℃時，過氧化氫酶2g／L，硫代硫酸鈉1g／L，分別對織物各處理20min，即可達到良好效果。

厲成宣［8］應用固定化過氧化氫酶處理的氧漂廢水染色的織物的K／S值，可以達到用新鮮水染色的效果，兩者的色差也很小，摩擦牢度測試效果不錯。

3 展望

過氧化氫酶作為一種新型酶制劑，在棉織物的前處理工藝中發揮著舉足輕重的作用。酶處理工藝相比傳統的水洗工藝、化學處理工藝，可以節約水、電、能等生產成本，減少污染并且方便處理，節省染料并獲得良好的染色重現性，使織物的柔軟度、強度更好，縮短了工藝流程，提高了生產效率，操作更安全方便。使用過氧化氫酶是實現紡織工業節能減排和可持續發展的有效方法，因而成為紡織工業清潔生產未來發展方向。

［1］曹翔宇.過氧化氫酶的工業化生產和應用研究［D］.無錫：江南大學環境工程學院，2006.

［2］何照興，袁軍.過氧化氫酶的應用與實踐［J］.印染，2001，（5）：29—30.

［3］李文東，吳嬋娟，朱泉，等.過氧化氫酶去除織物上殘留過氧化氫的研究［J］.印染，2000，26（9）：8—10.

［4］張瑞萍.過氧化氫酶在棉針織物漂染工藝中的應用研究［J］.印染，2000，（8）：12—14.

［5］徐剛.過氧化氫酶在染紗生產中的應用［J］.紡織科技進展，2005，（2）：29—30.

［6］劉杰，等.亞麻織物漂染中酶洗除氧技術［J］.齊齊哈爾大學學報，2006，（6）：102—104.

［7］冷曬祥，錢國坻，華兆哲，等.過氧化氫酶的棉針織物漂染工藝研究［J］.印染，2006，32（19）：1—3.

［8］厲成宣.固定化過氧化氫酶對H2O2［D］.無錫：江南大學紡織工程學院，2008.