摘要：本文主要介紹了紡織用酶制劑復(fù)配技術(shù)的研究與進(jìn)展。探討了各類穩(wěn)定劑、防腐劑、表面活性劑等的添加對酶制劑的影響，以及單酶復(fù)配與多酶復(fù)配技術(shù)等。
關(guān)鍵字：紡織用酶制劑 復(fù)配 穩(wěn)定劑 防腐劑
隨著人類對生態(tài)環(huán)保問題的日益關(guān)注，紡織工業(yè)步入了環(huán)境友好型生產(chǎn)加工時代，紡織用酶制劑應(yīng)運(yùn)而生，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍和用量。但是，由于酶的催化專一性使得單一的酶不能勝任紡織印染加工中的多步驟復(fù)雜工藝要求，如果實(shí)現(xiàn)單酶或者多酶與紡織化學(xué)品之間或者酶與酶之間的復(fù)合使用無疑能在紡織印染行業(yè)的綠色環(huán)保、節(jié)能增效方面有所作為。當(dāng)前，商業(yè)化的紡織用酶制劑多為復(fù)配產(chǎn)品，即使是單一酶制劑，為了提高催化效率和處理效果，這類產(chǎn)品也是酶與穩(wěn)定劑、防腐劑等的復(fù)配制劑。
紡織用酶制劑的復(fù)配多是指液體酶制劑的復(fù)配。較之固體酶制劑，液體酶制劑的優(yōu)點(diǎn)是雜質(zhì)含量低，酶活性高，而且生產(chǎn)過程短、投入小、易于復(fù)配加工。紡織用酶制劑復(fù)配的難點(diǎn)在于不同種類酶制劑的相容性和復(fù)配酶制劑的穩(wěn)定性。不同的酶復(fù)配的要求也不盡相同，與酶的特性相對應(yīng)的緩沖體系、穩(wěn)定劑、防腐劑和抗菌劑等的選擇與配置也各有不同。
1液體酶制劑的復(fù)配
液體酶制劑復(fù)配的所有緩沖體系、穩(wěn)定劑、防腐劑、表面活性劑的選擇,在保證酶制劑催化效率的同時也要考慮復(fù)配產(chǎn)品的穩(wěn)定性。緩沖體系的選擇以主要酶種類的pH值范圍為基準(zhǔn)，確保該酶的活性不受影響。與此同時，不同的酶適用的穩(wěn)定劑也是不同的，復(fù)配時需要綜合考慮穩(wěn)定劑和各酶之間的相容性等因素進(jìn)行選擇[1]。酶作為一種蛋白質(zhì)也有著被微生物降解的可能，防腐劑與抗菌劑的添加也很重要。
1.1 酶制劑復(fù)配中的穩(wěn)定劑及其作用機(jī)理
酶制劑的存儲穩(wěn)定性和使用穩(wěn)定性是酶能否被廣泛使用的基礎(chǔ)。對于某一種酶的穩(wěn)定劑可能是另一種酶的抑制劑，所以紡織用酶制劑的復(fù)配時要充分考慮穩(wěn)定劑對于各酶的作用，要求做到寬的溫度和pH值范圍下都具有一定的穩(wěn)定性。
通常的酶制劑穩(wěn)定劑有高分子化合物、多元醇、羧酸鹽和低分子多羥基化合物以及糖類等。
東華大學(xué)王愛平等在對于常溫α-淀粉酶的穩(wěn)定劑的研究中指出，醋酸鈣、乳酸鈉、殼聚糖是該酶在水溶液中的好的穩(wěn)定劑，L-組氨酸在60℃時的熱穩(wěn)定效果顯著。尤其是殼聚糖與棉織物會產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)有利于熱穩(wěn)定性的提高[2]。江南大學(xué)郝秋娟等在對于淀粉液化芽孢桿菌產(chǎn)β-葡聚糖酶的研究中采用大分子親水型多糖黃原膠、動物蛋白明膠、甘油、氯化鈉作為該酶的熱穩(wěn)定劑效果明顯[3]。張賀迎等關(guān)于穩(wěn)定劑對糖化酶溶液的穩(wěn)定作用的研究也證實(shí)了黃原膠、明膠、甘油、氯化鈉、硝酸鈉、磷酸氫二鈉對糖化酶的保護(hù)作用，同時將黃原膠、氯化鈉、甘油三者按照比例得到復(fù)合穩(wěn)定劑也有較好的穩(wěn)定效果，如此大大減少了價(jià)格較貴的黃原膠的用量，有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值[4]。
酶的活性功能決定于其自身的分子結(jié)構(gòu)的完整和嚴(yán)格的構(gòu)象，當(dāng)溫度變化時酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞而喪失其生物活性。實(shí)驗(yàn)表明酶制劑的穩(wěn)定劑有多種選擇，而各個穩(wěn)定劑的穩(wěn)定機(jī)理各不相同。一般看來，維持蛋白質(zhì)的構(gòu)象的作用力包括分子內(nèi)氫鍵、分子外氫鍵、非極性基團(tuán)之間的疏水基的相互作用（范德華力）和正負(fù)基團(tuán)間的離子鍵。除范德華力外，其他作用類型的作用力都直接受到水分子的影響，酶分子的水溶液會逐漸失去活性。黃原膠由于自身的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮篩孔效應(yīng)，通過對酶蛋白分子產(chǎn)生空間限位來減少酶分子之間的碰撞繼而提高其穩(wěn)定性；而親水型黃原膠則是通過增強(qiáng)酶蛋白分子的疏水性，減小水的自由度來提高穩(wěn)定性；甘油以及其他一些多元醇類和糖類主要是通過分子中的羥基與水分子形成氫鍵而抑制了水對酶分子的作用；明膠對于酶分子的保護(hù)則可能是蛋白質(zhì)間的相互作用區(qū)域產(chǎn)生疏水性從而排除了水的作用。
1.2酶制劑復(fù)配中的防腐劑及其作用機(jī)理
液體酶制劑由于微生物污染很容易變得不穩(wěn)定，造成此類污染的微生物主要包括：細(xì)菌、酵母和霉菌。對酶制劑造成污染的細(xì)菌主要有芽孢桿菌和假單胞菌；霉菌有曲霉屬；酵母的污染則較少見。通常細(xì)菌或者霉菌在酶制劑中的存在很大程度上取決于水分子活度，細(xì)菌存在時水分活度在0.9以上，霉菌一般在0.7以上。因此酶制劑的抗菌需要通過降低水分活度來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然直接添加抗菌劑也能起到作用。通過控制pH值和水分活度，以及添加防腐劑配合作用可以大大提高液體酶制劑的防腐作用。此外，由于在水溶液中添加電解質(zhì)或者可溶性物質(zhì)能夠降低水的活度繼而對防腐產(chǎn)生增益效能。
常用的抗菌防腐劑包括羥基苯甲酸脂類（尼泊金）、苯甲酸鈉、山梨酸鉀等。
張紅艷等在果膠酶的防腐保藏技術(shù)的研究中采用了山梨酸鉀、對羥基苯甲酸丙脂、氯化鈉混合添加于酶液中，室溫保存20天，酶活保存率達(dá)到94.6%[5]。畢瑞明等的研究表明，乙酸乙酯、苯甲酸鈉對放線菌Z-6所產(chǎn)生的半纖維素酶液有防腐作用，而5%氯化鈉對青霉素m8產(chǎn)生的半纖維素酶液有明顯防腐作用[6]。
文獻(xiàn)資料[7-9] 表明，山梨酸及其鹽類是良好的防腐劑，不但低毒而且對于霉菌、酵母菌、好氣性細(xì)菌均有抑制作用，是一種光譜抗菌劑，在酸性條件下有很好的抑菌效應(yīng)。此類防腐劑目前已經(jīng)廣泛用于食品、化妝品、醫(yī)藥等行業(yè)，對于酶制劑的防腐當(dāng)然也有一定的適用度。山梨酸的抗菌機(jī)理是其分子結(jié)構(gòu)上的α、β位上的雙鍵阻止了霉菌的脫氫，降低了微生物的新陳代謝繼而阻止了微生物的生長。此外，山梨酸還能與微生物系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，從而破壞許多酶系作用，達(dá)到抑制微生物增殖的目的。
尼泊金是另一類廣泛使用的防腐劑，運(yùn)用于紡織用酶制劑的防腐也能產(chǎn)生不錯的效果。尼泊金是復(fù)合脂類，即對羥基苯甲酸脂類，包括甲酯、乙脂、丙脂、異丙脂、丁酯、異丁酯、戊脂、庚脂、辛脂等。尼泊金的防腐效果不易隨pH的變化而變化[10]。尼泊金脂的作用在于抑制微生物細(xì)胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性以及破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而阻止霉菌、酵母菌、細(xì)菌的發(fā)育。
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