江南大学校长陈坚教授指出，绿色纺织业应走生物催化之路。作为我国传统支柱产业，纺织工业在国民经济中占据重要地位，但同时也是污染大户。采用高效生物催化剂的酶法工艺替代传统化学加工工艺，是纺织工业清洁生产技术未来最重要的发展方向之一。

纺织工业污染问题严峻

纺织工业在我国经济中举足轻重，拥有数千家印染企业，其中大型棉印染厂数十家。2002年，纺织工业总产值达10644亿元，占国民生产总值10%，实现利润337亿元，纺织品及服装出口创汇618亿美元。然而，产业集中度不高、工艺技术装备落后、资源利用率低等问题突出，尤其在印染加工过程中，传统工艺耗费大量水和化学品，带来严重的环境与生态问题。

传统前处理工艺已不适应国际绿色纺织品清洁化生产趋势，并影响我国纺织品国际竞争力。据统计，每生产万米织物耗水250～400立方米。一个年产5000万米的中型印染厂，全年耗水量约200万立方米，相当于数十万人口城市的生活用水。由于耗水量大，许多印染厂自行采水，导致地下水超采，国家不得不收费限制，生产成本上升。

以棉织物前处理为例，为去除经纱上的浆料（淀粉、聚乙烯醇PVA）及棉蜡、果胶质等伴生物，传统采用强碱高温处理工艺，存在工艺复杂、流程长、设备庞大、纤维损伤大、水耗能耗高、排放大量碱性废水等问题，成为印染生产最大污染源。目前国内印染企业废水处理后均难达排放标准，且处理费用高昂。

酶处理工艺：绿色纺织的突破口

陈坚教授强调，要从根本上改变高消耗、高污染的传统粗放型经济增长方式，必须推动纺织工业清洁生产技术，实现污染防治由“末端治理”向“源头预防”转变。相比化学处理，酶处理工艺可显著降低水耗、能耗，减少废水量，提高染料利用率，改善织物品质，并降低综合成本。随着生化工程技术和纺织绿色加工要求提高，环境友好的酶处理工艺已成为重要发展方向。

目前，欧洲倡导的3E系统（效能、经济、生态）、3R生产机制（一次准确性、快速反应性、重现性）和4R原则（节省、回收、回用、循环）已成为世界纺织染整技术发展主流。未来社会对纺织业的要求，除产品质量外，更强调生态平衡和环境亲和性。可以预测，高效生物催化剂——酶将在纺织加工业中拥有更广阔的发展空间。

提升效益向酶看

我国纺织酶加工技术与国外先进水平存在巨大差距。我国早在3000多年前就已出现微生物发酵进行麻类纤维生产的沤渍脱胶法（《诗经·陈风》记载），战国时期也有真丝“水湅法”，起作用的都是微生物产生的酶。古代用得最多的胰酶（取自猪胰脏）用于真丝脱胶，早在唐代就已形成基本固定工艺，比国外同类研究（美国Marsh，1931年）早至少1200年。

20世纪90年代以前，酶在纺织上的工业化应用仅限淀粉酶退浆和真丝脱胶等少数加工，之后在全球如火如荼地开展。牛仔布的酶洗取代了传统石磨洗，氧漂生物净化加工替代了大量漂后水洗，真丝织物酶法砂洗取代化学法砂洗，果胶酶为主的棉织物酶精练加工快速发展，生物抛光整理赋予棉织物良好品质。目前，纺织酶加工工艺已涉及几乎所有纺织湿加工领域。

陈坚认为，生化工程技术发展、纺织绿色加工要求提高以及对更高产品品质的追求，是酶加工技术发展的巨大推动力。但我国纺织酶制剂市场基本被丹麦诺维信公司和美国杰能科国际有限公司垄断。原因有二：一是国内酶制剂研究、制造单位对纺织酶处理技术重视不足，纺织行业只好采用传统食品等领域生化制剂，实际应用困难；二是国外纺织专用酶制剂价格较高，与传统化学用剂相比成本大幅上升，且稳定性较差、不易储存，限制了推广。

专家介绍，目前可进行酶加工并获得工业化应用的工艺只是纺织加工的很小一部分，纤维原料品种适用性有限。普遍较低的酶制剂国产化水平使国内企业难以与国外大公司竞争，极大制约了我国纺织酶加工技术的研究与应用。因此，开发价格较低、稳定性好、性能突出的国产纺织专用酶制剂势在必行。陈坚说：“这是一个富有开拓前景的新领域，具有十分显著的社会效益和经济效益。”

研究聚焦前处理

从20世纪80年代末开始，酶在纺织品染整加工中应用的研究热潮已在国外掀起，牛仔服装生物酶洗等工艺已用于工业生产，但各国对棉织物生物酶前处理的研究起步很晚，直到20世纪90年代才有资料报道，且大都处于实验室研究阶段。国际著名酶制剂公司如诺维信虽已能生产碱性果胶酶，但价格较高且不适合中国棉织物特点，尚未在国内大规模推广应用。因此，深入研究各有关流程的酶处理工艺，对我国棉织物前处理过程的清洁生产任务紧迫。

棉织物前处理工艺流程复杂，棉纤维中杂质性质各异，单一酶不能满足去杂要求。理想工艺是生产出最关键的几种酶，进行必要复配并确定最佳应用条件，然后应用于棉织物前处理全过程。为推动棉织物前处理工艺全面“酶化”，陈坚带领江南大学团队，将研发重点锁定在PVA降解酶、角质酶、碱性果胶酶和过氧化氢酶这一酶制剂产品群的关键制备技术上。在国家“863”计划支持下，从1999年开始选育具有自主知识产权的微生物，生产四种酶样品，研究其基本性质和作用机理，优化应用条件；然后克隆四种酶的编码基因，利用酵母或细菌外源基因表达系统使基因过量表达，显著提高产率；最后确定以高产率和低成本为综合目标的发酵及提取工艺，完成中试，为工业化奠定基础。

关键的四种酶不仅在棉织物前处理工艺中有广阔用武之地，还分别拥有一批其他潜在用户。例如，PVA降解酶可用于纺织工业含PVA废水的前处理以及PVA塑料薄膜的生物降解；角质酶具有水解环状低聚物、牛奶脂肪，降解聚己内酯的作用，同时具有脂肪酶等功能，可用于处理聚酯织物改善外观，生产清洁剂和洗涤剂，降解毒害性化合物或农副产品深加工等；碱性果胶酶和过氧化氢酶也分别在医药、饮料、食品工业以及造纸工业、农作物保护、临床诊断试剂等方面有巨大潜力。

江南大学承担的“863”计划项目“用于纺织工业清洁生产的生物催化剂的研究”中，对碱性果胶酶和过氧化氢酶的研究已分别于2003年1月和4月23日通过专家组验收。课题组研究并开发了两种酶的生产工艺，并进行了工业化应用试验。对PVA降解酶和角质酶生产与应用研究，近期也将陆续完成。研究证明，应用这一酶制剂产品群可以完全替代传统处理工艺，实现棉织物的全酶处理。

陈坚最后强调：“中共十六大报告中，明确提出了绿色工业、即新型工业化的概念。我们走可持续工业发展的绿色道路，建立绿色工业模式，必须尊重生态和生态经济规律，使工业生产系统的运行切实转移到良性的生态循环和经济循环的轨道上来，实现最佳生态、经济、社会三大效益的有机统一。”