基于固体发酵法的碱性复合菌种体系亚麻生物脱胶方法技术

本发明专利技术公开了一种新型的亚麻生物脱胶方法。该方法由三步骤统合形成，包括麻皮自带菌的进化工程培育、生物抗性屏障的破除和固体发酵法生物脱胶过程。该方法灵感来源于传统的雨露法沤麻，本发明专利技术是将这种传统的少水脱胶方式搬入人工可控环境中，并通过对菌种和底物的改造，实现高效、节水、节能的脱胶。在该发明专利技术中，使用深冷预处理亚麻，驯化亚麻表面细菌及基于固体发酵法的脱胶过程，均是本发明专利技术亮点所在。均是本发明专利技术亮点所在。

【技术实现步骤摘要】
基于固体发酵法的碱性复合菌种体系亚麻生物脱胶方法


[0001]本专利技术涉及一种麻纤维脱胶加工方法，具体涉及亚麻纤维的脱胶加工方法，属于麻纤维纺织加工领域。
技术背景
[0002]麻纤维作为一种具有高强力、良好吸湿隔热性能的天然纤维材料，在传统纺织品加工与新型复合材料领域受到广泛关注。麻纤维包含种类主要有亚麻、苎麻、剑麻、黄麻、罗布麻等种类，这些天然纤维的获取都必不可少地需要经历脱胶的过程。
[0003]脱胶过程即为去除韧皮纤维间果胶、木质素、半纤维素、脂蜡质、蛋白质、灰分等杂质，从而打开纤维束，得到独立纤维的过程。目前我国使用的脱胶方式主要为先使用生物方法(水沤麻、雨露法沤麻)进行初步胶质去除，后使用氢氧化钠为主的高温高压煮炼脱胶，得到所需纤维。这种方法耗水量大，因化学品使用过多导致的污水难以处理，过程中长时间的高温高压碱煮过程耗能巨大，这些问题都成为了制约麻纺织业发展的主要因素。
[0004]本专利技术从传统雨露法脱胶获得灵感，将茶叶发酵、制备特殊酶所使用的固体发酵法与生物脱胶相结合，创新出一种低耗水、低耗能、无污染的清洁生物脱胶方式。为解决生物脱胶普遍存在的效率低、品质差等问题，使用清洁预处理方式破除亚麻生物抗性屏障，创新的使用冷冻法对亚麻进行预处理，并且利用麻皮自带菌种可在麻皮表面干燥环境下生存的特性，利用微生物进化工程选育方式，培育出三种拥有特定降解酶的菌种，构成高效的适用于固体发酵法生物脱胶的复合菌种脱胶体系。这样三方面综合形成的脱胶方式，是一种简便高效、清洁环保的新型脱胶方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种新型的基于固体发酵法的复合菌种体系亚麻脱胶方法。.
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种新型的基于固体发酵法的复合菌种体系亚麻脱胶方法，包括麻皮自带菌的进化工程培育、生物抗性屏障的破除和固体发酵法生物脱胶过程。
[0008]所述麻皮自带菌进化工程选育构筑复合菌种脱胶体系过程如下：
[0009]1)将所需脱胶种类的亚麻韧皮纤维梳理蓬松后，浴比1∶30～60，置于有浓度为0.5～1g/L的磷酸二氢钾缓冲液的锥形瓶中，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1d～5d，取上清液加生理盐水稀释至102～105后，涂布在选择固体平板培养基上，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1～3d，得到所需菌落。上述文中所述的选择固体平板培养基配方如下：2～5g/L所需脱胶亚麻粉末，NaCl 5g/L，琼脂20g/L，在灭菌前需使用超声震荡仪器将该培养基分散均匀；
[0010]2)将步骤1)中所得到的菌落，挑选不同形态的菌种接入分别有其他三种选择液体培养基的锥形瓶中，在恒温摇床中以100～250rpm转速培育1～3d，后取各锥形瓶中菌液稀释102～105涂布于营养固体平板培养基上，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1～3d，在
菌落计数器下观察各平板上菌种的生长情况。上述的选择培养基配方如下：选择营养物(果胶、木聚糖、葡甘露聚糖)10g/L，磷酸二氢钾1g/L，NaCl5g/l，硫酸铵1g/L，使用pH10.0的碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液溶解。上述步骤中营养固体培养基配方如下：酵母浸粉5g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，磷酸二氢钾1g/L，七水合硫酸镁0.5g/L，琼脂20g/L；
[0011]3)将步骤2)中经过比较后，取得生长状况最为良好的(三种)菌种，使用选择驯化培养基进行驯化，传代培养10
‑
15代，得到(三种)菌种使用甘油管法保存备用，构筑碱性复合脱胶菌种体系完毕。上述步骤中选择驯化培养基配方如下：选择营养物(果胶、木聚糖、葡甘露聚糖)10g/L，蛋白胨10g/L，磷酸二氢钾1g/L，NaCl5g/l，硫酸铵1g/L，使用pH10.0的碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液溶解。
[0012]所述生物抗性屏障破除过程如下：
[0013]1)取所需脱胶亚麻以浴比1∶30浸渍在水中，加入5g/L尿素后，搅拌至亚麻纤维呈分散状态，放入超低温
‑
50℃冰箱中0.5h～2h，取出后自然解冻备用；
[0014]2)将步骤1)中麻皮不更换浸液放置于超声粉碎机中，温度30～55℃，超声频率40KHz，超声0.5h，重复两次；
[0015]3)将步骤2)中麻皮浸液倒去后，冷水洗后热水洗涤，去除麻皮表面尿素，后放置于55℃烘箱中烘干，留样备用。
[0016]所述固体发酵法脱胶工程如下：
[0017]1)铺麻：取合适的方形塑料容器，将梳理过得待脱胶亚麻放置于容器内，需尽量使其蓬松，置于湿度为50～80％，温度30～37℃的恒温恒湿培养箱中；
[0018]2)活化菌种：将选育后的三种特定菌种接入液体培养基中活化，经3～10代后备用；
[0019]3)翻麻与接菌：将步骤2)中活化完毕三种菌液混合均匀，后再与蒸馏水混合均匀，其中混合菌种占比为15％。将制备好的接种菌液置于喷壶中，一边翻动容器内亚麻，一边喷洒，保证亚麻菌液接种均匀，待亚麻表面均匀含水即可。脱胶过程进行3～5d，每12h重复步骤3)直至脱胶过程结束；
[0020]4)后处理(灭活、漂白)：取出步骤3)处理后的亚麻纤维，使用清水冲洗后，在50℃～75℃水浴锅中，放置于5％过氧化氢水溶液中处理20min～90min，取出后冷水洗涤接热水洗涤，再在烘箱中烘干得到脱胶完毕的亚麻纤维。
[0021]本专利技术从低耗能、无碱、低用水角度出发，利用麻皮表面自带菌种适应于少水环境、并能够以麻皮所携带成分为营养源的特性，使用微生物进化工程方式进行富集、初筛、复筛、驯化步骤，获得适合于少水条件下的固体发酵法使用的含有特定降解酶的菌种，以构筑适用于本方法的复合脱胶菌种体系；使用清洁无污染的预处理方式破除生物抗性屏障，创新使用冷冻法进行预处理，改善生物脱胶导致的效率低、品质差等问题；从传统雨露法沤麻获得灵感，将固体发酵法与生物脱胶相结合，构筑可控高效的生物脱胶环境，以获得品质良好的亚麻纤维。此方法目前仅对亚麻进行过实验，其蕴含潜力可针对每一种需要脱胶的韧皮纤维进行针对性改造与使用。本专利技术有益效果为：针对当前传统化学脱胶法高耗能、高污染、高耗水的现状，本专利技术在节能、节水、清洁有着显著改进，整个过程中无NaOH等强碱的使用；对比与当前开发的生物脱胶方法，利用清洁预处理方式，达到破除亚麻生物抗性屏障的目的，改善了生物脱胶常常存在的品质低、效率低的问题，并在此基础上也在节水节能方
面有显著提高。
具体实施方式
[0022]下面通过具体的实施方案进一步叙述本专利技术。除非特别说明，实施方式中未描述的技术手段均可以用本领域技术人员所公知的方式实现。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本专利技术的范围，本专利技术的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本专利技术实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分、用量、尺寸、形状进行的各种修改、替换、改进也属于本专利技术的保护范围，并且本专利技术所限定的具体参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的基于固体发酵法的碱性复合菌种体系亚麻脱胶方法，特征主要为麻皮自带菌进化工程选育构筑复合脱胶菌种体系过程、利用冷冻法与超声方法结合而成的生物抗性屏障破除过程，以及基于固体发酵法为基础的脱胶过程。所述麻皮自带菌进化工程选育构筑复合菌种脱胶体系过程如下：1)将所需脱胶种类的亚麻韧皮纤维梳理蓬松后，浴比1∶30～60，置于有浓度为0.5～1g/L的磷酸二氢钾缓冲液的锥形瓶中，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1d～5d，取上清液加生理盐水稀释至102～105后，涂布在选择固体平板培养基上，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1～3d，得到所需菌落。上述文中所述的选择固体平板培养基配方如下：2～5g/L所需脱胶亚麻粉末，NaCl 5g/L，琼脂20g/L，在灭菌前需使用超声震荡仪器将该培养基分散均匀：2)将步骤1)中所得到的菌落，挑选不同形态的菌种接入分别有其他三种选择液体培养基的锥形瓶中，在恒温摇床中以100～250rpm转速培育1～3d，后取各锥形瓶中菌液稀释102～105涂布于营养固体平板培养基上，在恒温培养箱中32～37℃条件下培养1～3d，在菌落计数器下观察各平板上菌种的生长情况。上述的选择培养基配方如下：选择营养物(果胶、木聚糖、葡甘露聚糖)10g/L，磷酸二氢钾1g/L，NaCl5g/L，硫酸铵1g/L，使用pH10.0的碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液溶解。上述步骤中营养固体培养基配方如下：酵母浸粉5g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，磷酸二氢钾1g/L，七水合硫酸镁0.5g/L，琼脂20g/L；3)将步骤2)中经过比较后，取得生长状况最为良好的(三种)菌种，使用选择驯化培养基进行驯化，传代培养10
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：巩继贤，任远，张健飞，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：