苎麻韧皮纤维的混菌脱胶方法技术

本发明专利技术是一种苎麻韧皮纤维的混菌脱胶方法，包括原麻胶质养菌产酶、酶脱胶、碱氧清理和脱胶后处理工艺，其中：在原麻胶质养菌产酶的过程中，是以苎麻韧皮为培养基混合培养脱胶菌，菌群利用原麻胶质增殖的同时，分泌胞外酶使培养液中的原麻脱胶；混菌培养３天后，原麻分纤成棉花状，泵出培养液，留下培养液总量体积的１０％作为接种体，其余作为粗酶液用于其它原麻的脱胶；所述脱胶菌是指腐烂麻生境的自然菌群经过１～２年定向驯化获得的高度苎麻营养专一性的共生菌群。本发明专利技术具有脱胶效率高，菌种和酶制备简单，设备要求低，成本低，抗杂菌，污染低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于韧皮纤维制取技术，具体涉及一种。
技术介绍
苎麻原产中国，其纤维具有良好的吸湿透气性能和蚕丝般的光泽，是优质的纺织原料， 然而，由于苎麻脱胶困难，致使苎麻原料在整个纺织原料中的份额尚不足l %。脱胶是苎麻 纺纱的必经工序，目前生产上脱胶主要采用烧碱煮炼，此法能耗高，污染重，污水治理难度 大，限制了苎麻产业的发展。生物脱胶利用微生物及其所分泌的胞外酶降解苎麻胶质，不涉 及强酸强碱，处理条件温和，节水节能，污染轻，被业内外普遍寄予厚望。苎麻生物脱胶方法主要有纯培养加菌脱胶、酶脱胶和混菌脱胶三种。我国以纯培养加菌 脱胶研究为主，少数已形成了生产工艺武汉大学用嗜碱芽孢杆菌菌株处理苎麻16 24小 时后，再用1 5%的烧碱煮炼1 2小时可得到残胶率小于3%的精干麻(专利号 CN97109044.0);中国农业科学院麻类研究所系统研究了枯草芽孢杆菌和胡萝卜软腐欧文氏杆 菌等高效脱胶菌种，并先后专利技术了"苎麻细菌一一化学联合脱胶技术"(专利号CN85103481)、"苎麻生物脱胶工艺技术与设备"(专利号CN95112564.8)和"欧文氏杆菌工厂化发酵快速 提取苎麻纤维工艺"(专利号CN200710305340.5)，将异地活化菌剂接种到苎麻韧皮处理5 6 小时，再用高压水柱冲洗即可得到纯净的苎麻纤维。酶脱胶包括粗酶液脱胶和复配商品酶脱 胶两种形式前者如湖南沅江麻业有限公司和益阳麻纺厂利用山东大学提供的枯草芽孢杆菌(专利号CN01106884.2)生产粗酶液处理苎麻2 4小时后，再用烧碱与助剂混合液煮沸2 小时即可完成脱胶，脱胶率达97.5 98.5%;后者如湖南益阳麻纺厂和洞庭麻纺厂先后采用 诺维信(中国)公司提供的复配酶进行苎麻脱胶，也取得了较好的效果。在我国沿用上千年 的池塘沤麻是最原始的混菌脱胶形式，其原理是利用自然菌群分泌的胞外酶降解苎麻胶质， 由于菌群结构未知，脱胶条件不可控制，导致脱胶速度慢，麻纤维质量不均一，不利于工厂 化生产。我国从上世纪五十年代开始有人研究混合菌用于苎麻的工业化生产，1970年，上海 工业微生物研究所和株洲苎麻纺织印染厂、上海国棉九厂一起，将不同作用的霉菌混合进行 苎麻脱胶试验，但此后少有研究报道，直到最近才被人们重新提起。胡延素等人用1种黑曲 霉、1种芽孢杆菌和2种链球菌混合培养处理苎麻的脱胶率达到60%，庞宗文等人用3株芽 孢杆菌和1株球菌的混合液处理苎麻，5X的接种量37'C下处理3d可将胶质除净，罗远莉等 人用2种黑曲霉联合脱胶的效果优于单菌脱胶，胡国权等人用4种厌氧细菌组合脱胶的效果 优于单菌脱胶。到目前为止，生物脱胶还没有一例能在生产上推广应用，其原因在于(1)纯培养加菌 脱胶菌种生产工艺要求高，菌种易退化或受杂菌污染，加菌脱胶条件严格，在目前脱胶企业 的硬件设施和技术人才状况下，脱胶效果不稳定，纤维质量不均一；(2)纯种菌株产酶能力有限，多数菌株胶质去除率不足50 %，只能用于化学脱胶之前辅助性地去除少部分胶质， 减少化学药剂的用量；(3)脱胶关键酶活力不高，复配酶用量大，酶重复使用效果差，脱胶 成本高；(4)混菌脱胶目前尚处于实验室试验阶段，多采用分离优势菌重新组合的办法，忽 略了非优势菌和不可培养微生物在苎麻脱胶过程的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，以克服目前纯 培养脱胶所面临的技术和设备要求高，成本高，胶质去除率低，易退化和污染杂菌等问题。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是包括原麻胶质养菌产酶、酶脱胶、碱氧清理 和脱胶后处理工艺。在原麻胶质养菌产酶的过程中，是以苎麻韧皮为培养基混合培养脱胶菌， 菌群利用原麻胶质增殖的同时，分泌胞外酶使培养液中的原麻脱胶；混菌培养3天后，原麻 分纤成棉花状，泵出培养液，留下培养液总量体积的10%作为接种体，其余作为粗酶液用于 其它原麻的脱胶；所述脱胶菌是指腐烂麻生境的自然菌群经过1 2年定向驯化获得的高度苎 麻营养专一性的共生菌群。在以苎麻韧皮为培养基混合培养脱胶菌生产粗酶液的过程中，其工艺条件可以是接种 体用量占脱胶溶液总体的10%。并且于42°C，起始pH 7. 5 8. 0，每隔24小时将pH调回初 始值，原麻干重与脱胶溶液体积之比为1: IO条件下，静置培养3天。将所述的粗酶液用于其它原麻的脱胶，其工艺条件可以是按原麻干重与脱胶溶液体积之比l: 15，粗酶液用量占脱胶溶液总体积的15%， MgS(V7H" lg/L， EDTA 二钠5g/L，与自 來水配制脱胶体系。在脱胶起始时用NaOH调节l次pH到7.8 8. 2， 50 55。C保温，30 40 分钟时重新调节pH到7. 8 8. 2，继续孵育4. 5小时，脱胶过程中不断通过循环泵使脱胶溶 液由顶部沿挂麻方向下行循环。碱氧清理和脱胶方法是生物脱胶对木质素的去除效率较低，因此，无论是生产粗酶液过程中获得的麻纤维，还是直接用粗酶液脱胶获得的麻纤维，都还必须经过2ml/L30X HA 和3 g/L NaOH的水溶液煮沸1小时，泵出废液(可循环用于预浸泡原麻)，再以70 80'C热水清洗1遍。用于脱胶和产生酶的菌群是以在苎麻韧皮培养基中活体传代的方式来维持菌群结构和功 能的稳定性，或者以低温方式保存。所述菌群在大规模应用前需经1次二级扩大培养，培养方法为以苎麻原麻作为培养基，原麻干重与脱胶溶液体积之比为1: 10，接种量占脱胶溶液总体积的l %，并且于42。C，初始pH7.5 8.0，每隔24小时将pH调回初始值的条件下，静置培养5 7天。所述活体传代，其方法为在装有原麻和自来水的锥形瓶中，置放IO ml接种体，调节 其起始pH8.5， 3小时后调节pH7.5， 42t:静置培养，3次重复，每个传代周期不超过3天。所述定向驯化的方法为按原麻干重与培养液体积比1: IO投加苎麻，按培养液体积的 10%接种混合菌，调节起始pH8.5， 42'C静置培养，每天调节pH7.5，培养至原麻全部分纤 成棉花状后，滤掉麻纤维，留以体积计10%的滤液作接种体，按相同的方法反复继代，直至菌群能够在预定的时间内使原麻完全分纤。本专利技术脱胶后处理工艺为麻纤维在普通圆盘敲麻机上锤洗5 6圈，然后漂洗，脱水，在含有10%重量的给油剂的溶液中于4CTC给油30分钟，再脱水和烘干。腐烂麻生境是指正在沤麻的池塘水、污泥、老麻园土、腐烂麻堆、受病菌感染腐败的麻 杆和麻类脱胶厂污泥。本专利技术与现行苎麻生物脱胶工艺相比，具有以下主要优点 其一.菌种和酶制备简单，成本低。脱胶菌群长期在苎麻韧皮环境中协同进化形成一套高效降解利用苎麻胶质的机制，可实 现"胶养菌一菌产酶一酶脱胶"的良性循环，直接用菌酶混合液作为接种体和原麻作为培养 基生产脱胶酶，不需要反复的菌种活化过程，也不需要额外的培养基，节约了生产成本。其二.无需防杂菌，设备和技术要求低。山于菌群的进化包含了一个淘汰杂菌的过程，因此菌群本身具有很强的抗杂菌能力，可 在简单的培养罐中培养产酶，不需要复杂的灭菌操作和防染菌设施，操作简单，技术要求低。 其三.脱胶效率高，污染低。传统商品脱胶酶用纯种菌和非苎麻培养基生产，酶活力不高，用量大，成本高。 本专利技术利用苎麻混合培养生产脱胶酶，酶类齐全，酶与苎麻胶质底物亲和力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苎麻韧皮纤维的混菌脱胶方法，包括原麻胶质养菌产酶、酶脱胶、碱氧清理和脱胶后处理工艺，其特征是：在原麻胶质养菌产酶的过程中，是以苎麻韧皮为培养基混合培养脱胶菌，菌群利用原麻胶质增殖的同时，分泌胞外酶使培养液中的原麻脱胶；混菌培养３天后，原麻分纤成棉花状，泵出培养液，留下培养液总量体积的１０％作为接种体，其余作为粗酶液用于其它原麻的脱胶；所述脱胶菌是指腐烂麻生境的自然菌群经过１～２年定向驯化获得的高度苎麻营养专一性的共生菌群。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪高，曾庆福，陈悟，王军，崔永明，李广美，
申请(专利权)人：武汉科技学院，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]