本发明专利技术公开了一种欧文氏杆菌工厂化发酵快速提取苎麻纤维工艺，主要包括原料预处理、浸泡或喷洒接种、浸泡或湿润发酵、热水灭活与循环洗涤、水理、纤维整理工序，对草本纤维原料的脱胶、制浆和糖化具有广谱性和高效性的欧文氏杆菌及其菌剂制备与活化技术参数。这种欧文氏杆菌嗜好甘露糖，纯培养７ｈ－９ｈ达到分泌非纤维素降解关键酶（果胶酶、β－甘露聚糖酶和木聚糖酶）的高峰。将其菌剂活化５ｈ－６ｈ后接种到苎麻等草本纤维原料上发酵５ｈ－６ｈ的发酵草料变成蓝色，剥离和部分降解伴生于纤维细胞间的果胶、半纤维素及部分木质素，再借助高压水柱冲洗可除去附着在纤维上的非纤维素残留物，达到提取纯净纤维的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属纺织行业中苎麻生物脱胶领域，具体涉及一种欧文氏杆菌及其用于苎麻纤维提取的工艺。技术背景 现行麻类脱胶与草类制浆企业均采用化学方法，化学脱胶或制浆方法存在三个突 出问题一是成本高、能耗大，二是纤维流失多而且结构受到损伤，三是环境污染严重。尤其 是化学方法在降解非纤维素的同时损伤纤维固有的形态与结构，使得纤维制品丧失了许多 优良特性。这些问题业已成为产业发展的制约因子。为解决传统和常规方法存在的问题，国 内外广泛开展了"生物脱胶"、"生物制浆"和"生物糖化"工艺的研究。苎麻等草本纤维原料 中非纤维素物质的成分复杂、结构牢固，尽管开展生物法提取苎麻等草本纤维的研究历史 长达80年之久，但一直不能用于大规模生产。究其原因，一是针对麻类等草本纤维原料非 纤维素物质的成分与结构特点而采取基因工程手段定向改良菌种的工作做得太少；二是利 用微生物发酵及其酶制剂降解非纤维素的机制不清楚。为此人们在不断努力探索，比如中 国农业科学院麻类研究所1985年研究形成第一代苎麻生物脱胶技术——苎麻细菌化学联 合脱胶技术曾经在5家企业得到推广应用。但不久就停产，主要原因是企业难以掌握菌种 制备技术，尤其是菌种退化或变异的技术问题难以解决。1995年专利技术的"苎麻生物脱胶工艺 技术与设备"，先后在沅江市第三、第二苎麻纺织厂等6家企业进行了生产性试验。导致该项 专利技术专利实施进度缓慢的主要原因是企业难以掌握菌种制备技术、现行市场上流通的原料 苎麻质量不能满足没有化学试剂补充的生物脱胶工艺要求。又如山东大学与沅江二苎麻纺 织厂合作采用枯草芽孢杆菌(原种经斜面培养48h、三角烧瓶振荡培养48h、三级发酵累计 60h)的发酵粗酶液直接用于处理苎麻2-4h，再用烧碱与助剂混合液煮沸2h即可完成脱胶， 脱胶率达97. 5-98. 5%，纤维分散度100% (CN01106844. 2)。该项专利技术存在的主要缺陷除了 没有突破"生物-化学联合脱胶"模式以外，就是酶制剂生产问题的制约。将酶制剂生产车 间建设在苎麻加工企业内，由于企业缺乏相关专业人才、酶制剂生产周期长(100h以上)、 杂菌污染几率高等原因，导致企业脱胶生产稳定性差；将酶制剂生产车间移至外地，若采用 粗酶液进行苎麻脱胶存在活性难以保证、运输成本高等问题，若采用精制酶，其酶制剂的生 产成本将会突破现行企业可以承受的底线。因此，如何降低企业设施技术难度、提高生产稳 定性使生物脱胶技术能用于工厂大规模生产是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能用于工厂化大规模生产的高效节能清洁型生物脱 胶技术，该技术包括一种欧文氏杆菌菌种、将该菌中制成高效菌剂并在异地制成活化菌液 的方法、用活化菌液对苎麻进行发酵而提取纤维的工艺。 本专利技术提供的这种欧文氏杆菌菌种的分类命名是胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)，该菌种已于2007年10月15日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所)进行了保藏，保藏编号 CGMCC No. 2194。该菌种通过紫外线诱变胡萝卜软腐欧文氏杆菌(CGMCC0245)获得变异菌 株(CGMCC2194)，其拥有的生物学特性是嗜好甘露糖；处于生长旺盛期的培养物在环境温 度《5t:下保持15d和^ 5(TC下保持30min的检验结果，无活菌；在葡萄糖营养琼脂培养基 上培养14h-16h的固态培养基显示棕褐色，在营养肉汤中培养5h-6h的培养液由金黄色变 成桔黄色再变为橙黄色，在豆饼粉培养基中培养5-6h的发酵液呈蓝绿色，接种到苎麻上发 酵5h-6h的发酵草料变成蓝色；纯培养7h-9h的果胶酶、13 -甘露聚糖酶和木聚糖酶活力分 别达到158U mL—/305U mL—1和74U mL—、对草本纤维原料的脱胶、制浆和糖化具有广谱 性和高效性。 用上述欧文氏杆菌菌种制成活化菌液的方法，包括如下步骤 a、将保存的菌种放入试管营养肉汤活化3-5h ; b、将步骤a活化后的液体倒入三角烧瓶营养肉汤扩增5-6h ; c、将步骤b得到的液体倒入种子罐营养肉汤扩增5-6h ; d、将步骤c得到的液体倒入发酵罐改良营养肉汤培养5-6h ; e、对步骤d获得的液体进行超滤浓縮； f、对步骤e获得的浓縮物用保护剂洗脱营养，然后分装、真空包装、中温休眠得到 高效菌剂； g、将步骤f得到的高效菌剂分装到三角烧瓶或倒入种子罐改良营养肉汤中活化 5-6h ; h、将步骤g得到的液体接种到发酵罐豆饼粉培养基中培养5-6h，当菌液呈蓝绿色 时得到活化态菌液； 所述改良营养肉汤的配方为蛋白胨5. 0g *L—^牛肉膏3. 0g *L—^酵母膏2. 0g 'L一1、 葡萄糖10. 0g L—/ NaC13. 5g L—/ KH2P041. 0g L—/ MgS040. 5g L—1 ;超滤浓縮时膜包孔径 > 0. 45iim、《0. 65iim，菌液温度保持10_35°C，蠕动泵输出压0-2bar ;保护剂洗脱营养时 以2-3倍浓縮液体积的8. 0-9. 0g *L—、aCl溶液洗涤浓縮液3_5次；中温休眠时温度控制在 10-20°C。 用上述方法制得的活化菌液提取苎麻纤维工艺包括如下步骤 a、原料预处理，主要采用光波照射和机械碾压方法使苎麻无霉变气味，含杂率 《0.5%，附壳率《0.01%，浴比=1 : 10时，将苎麻置于蒸馏水中浸泡30min后测定浸泡 液体pH值在5.0 8. 5的范围内；装笼密度为110±llkg/M3; b、对预处理后的苎麻进行浸泡接种或喷洒接种，按苎麻重量对液体为1 : 8-12的 比例灌自来水到接种锅并用蒸汽调节水温到34± rc ，将上述活化菌液注入其中，稀释成活 菌含量在5X107cfu mL—1以上的菌悬液，再把装载苎麻的麻笼浸泡于菌悬液中处理10-15 分钟；或者，按苎麻重量对液体为l : 2.5-3.5的比例灌自来水到配液桶并用蒸汽调节水温 到34士rC，将上述活化菌液注入其中，稀释成活菌含量在2X108cfu mL—1以上的菌悬液， 用菌悬液喷淋苎麻至苎麻含水率达到72% ±2% ; c、对接种后的苎麻进行浸泡发酵或湿润发酵，将接种过的麻笼继续浸泡在菌悬液 中，在33t: 士2t:、净化压縮空气的通入量为0.01-0. lMVmin条件下发酵6-7h，或者，将接 种过的麻笼置于33t: 士2t:、相对湿度在85X以上、空气对流的环境中发酵5-6h，直至苎麻变成蓝色，用水冲洗纤维分散； d、对发酵后的苎麻进行热水灭活与循环洗涤，将接种剩余菌悬液、菌种活化罐冷 却水、洗罐水、接种锅清洗废水一并收集到热水罐加热至90°C，同时，将经过发酵处理的麻 笼置于带有循环装置的洗麻锅中，按照苎麻重量对水的重量为1 : io的比例，将加热后的 废液注入洗麻锅中，循环冲洗25min 35min，排出废液，再用60°C 8(TC温水和清水依次 循环冲洗5min 10min各一次。 e、对步骤d获得的苎麻用压力> 0. 35MPa的高压水柱进行水理，然后进行纤维整理。 本专利技术提供的这种欧文氏杆菌菌种不仅表现为发酵液酶活比CGMCC024本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种欧文氏杆菌菌种，其特征在于通过紫外线诱变胡萝卜软腐欧文氏杆菌ＣＧＭＣＣ０２４５获得变异菌株ＣＧＭＣＣ２１９４，该变异菌株拥有的生物学特性是：嗜好甘露糖；处于生长旺盛期的培养物在环境温度≤５℃下保持１５ｄ和≥５０℃下保持３０ｍｉｎ．的检验结果，无活菌；在葡萄糖营养琼脂培养基上培养１４ｈ～１６ｈ的固态培养基显示棕褐色，在营养肉汤中培养５ｈ～６ｈ的培养液由金黄色变成桔黄色再变为橙黄色，在豆饼粉培养基中培养５ｈ～６ｈ的发酵液呈蓝绿色，接种到苎麻等草本纤维原料上发酵５ｈ～６ｈ的发酵草料变成蓝色；纯培养７ｈ～９ｈ的果胶酶、β－甘露聚糖酶和木聚糖酶活力分别达到１５８Ｕ.ｍＬ↑［－１］、３０５Ｕ.ｍＬ↑［－１］和７４Ｕ.ｍＬ↑［－１］，对草本纤维原料的脱胶、制浆和糖化具有广谱性和高效性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘正初，彭源德，冯湘沅，郑科，段盛文，胡镇修，
申请(专利权)人：中国农业科学院麻类研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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