CN104674354A - 一种热带假丝酵母dk2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包括：(1)培养菌株；(2)制备粗酶液；(3)将灭菌后的麻类原料与粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10～30混合，调节pH值，在超声波条件下摇床处理，最后加入氢氧化钠，并升高温度进行脱胶，除去脱胶液，冲洗，当pH值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。本发明采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱胶条件温和；脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减少，有利环境保护。

Description

-种热带假竺酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤 维的方法

技术领域

[0001] 本发明属于生物纺织技术领域，特别设及一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超 声波联合制备麻纤维的方法。

背景技术

[0002] 麻是纺织原料之一，其品种主要有亚麻、巧麻、大麻、红麻、黄麻、罗布麻、剑麻、蕉 麻、等麻和荷麻等。巧麻是我国特有的麻类资源，被称为"中国草"，我国是世界上的主要巧 麻生产国，巧麻产量占世界总产量90% W上；亚麻纤维俗称"纤维皇后"，是世界上最古老 的纺织纤维，制成的织物用途很广泛。大麻纤维也是人类最早利用的纺织纤维之一，我国大 麻产量居世界首位。作为绿色生态纤维，麻纤维具有吸湿、透气、抑菌、防霉、抗紫外线、无静 电等优良性能，所制成的纺织品具有透气凉爽、抑菌防腐等特性。在国家节能减排政策和消 费者回归自然、追求绿色的消费观念推动下，麻类纤维绿色加工技术已经成为纺织领域的 研究热点。

[0003] 麻纤维种类繁多，它们由不同比重的纤维素、半纤维素、木质素、果胶和杂质组成， 纺织加工中，必须经过"脱胶"，亚麻脱胶又称亚麻粗纱煮炼，即去除果胶、半纤维素和木质 素等非纤维素物质（统称为胶质），才能获得用于轻纺的纤维，实现其使用价值。常用的微 生物脱胶是利用微生物W麻纤维中的胶质为其碳素、氮素营养来源的特性，将麻纤维中的 果胶、半纤维素、木质素等物质分解转化为简单的低分子物质，从中得到本身生命活动所需 的营养物质和热能，从而完成麻纤维的脱胶过程。通过采集菌样，再进行富集培养，分离纯 化，在适宜的培养基及培养条件下可W培养出健壮而又有较强生命力的菌种，然后接种到 需脱胶的原麻上进行脱胶。

[0004] 工业中普遍使用的化学脱胶方法需经4-6次水洗，生产一吨精干麻通常需要 500-700吨水，而且生产中工作不连续、劳动强度大、脱胶工艺时间长，能耗高，脱胶质量影 响织物外观。更不能适应高档、高支织物需要。为了去除更多胶质，提高脱胶效率，方便后 道工序加工，工业选择了化学方法和细菌联合对亚麻煮练，此法联合处理麻是生产优质纤 维的加工工艺，其过程中的菌种选择和加双氧水的工艺是脱胶的关键。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波 联合制备麻纤维的方法，该方法采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱 胶条件温和；脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减少，有利环境保护。

[0006] 本发明的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包 括：

[0007] (1)将热带假丝酵母DK2菌株保存于PDA培养基培养，添加冻存缓冲液；经由PDA 斜面培养基转接入装有基础液体培养基的=角瓶中，接入所得的菌一环，在摇床中25~ 30°C恒温震荡培养3~4d后，培养基接种入亚麻发酵培养基（亚麻发酵培养基的组成 为？），摇瓶培养得到发酵菌液，发酵菌液经过滤得到菌丝体，菌丝体用无菌水洗净打散，随 后收集于无菌水中制成菌丝悬浮液，保存备用；

[000引 （2)在基础液体培养基中分别加入1~2% w/v的天然底物和不同浓度的 化S04 • 5&0作为产酶培养基，在S角瓶中装入产酶培养基，接入上述菌丝悬浮液，在摇床中 25~30°C恒温震荡培养，培养过程中定时提取发酵液，离屯、后取上清液即为粗酶液；

[0009] (3)将灭菌后的麻类原料与上述粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10~ 30混合，调节抑值，然后在超声波条件下摇床处理，最后加入氨氧化钢，并升高温度进行脱 胶，除去脱胶液，冲洗，当抑值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。

[0010] 所述步骤（1)中的热带假丝酵母DK2菌株的ITS序列如SEQ ID NO: 1所示。

[0011] 根据ITS测序Blast及聚类分析结果，该菌与热带假丝酵母菌相似性为99 %，结合 生理生化试验结果和镜检分析，命名此菌株为热带假丝酵母（Candida tropicalis)DK2菌 株。ITS测序中，所采用的正向引物为；ITSU5-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3')、反向引物为IT S4 (5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3')，均为国际通用引物，由上海生工生物工程技术服务有限 公司合成。

[0012] 本发明所采用的热带假丝酵母（Candida tropicalis)DK2菌株，保藏单位名称： CGMCC中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中屯、，保藏地址；北京市朝阳区北辰西 路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO. 10186,保藏日期为2014年12 月15日。建议分类命名为；热带假丝酵母（Candida tropicalis)。

[0013] 所述步骤（1)中的冻存缓冲液每100ml的配方为；磯酸二氨钟0.1 g，磯酸氨二钟 0. 02g，巧樣酸钢0. 06g，^;：水合硫酸儀0. 03g，甘油12ml，加水定容至100ml，制得。

[0014] 所述步骤（1)中的基础液体培养基的组成为；马铃馨200g，葡萄糖20g，蒸馈水 1000血，pH自然；亚麻发酵培养基的组成为；每1000ml培养基包括亚麻皮200g，款皮50g， 麦芽汁50ml和水950ml。

[0015] 所述步骤（1)中的保存温度为40°C。

[0016] 所述步骤（2)中的天然底物为茶叶、稻草、麦草、花生壳、豆稍、庶渣、枯皮、玉米杆 或麦鼓；CuS〇4 • 5&0的浓度范围为0-4mM。

[0017] 所述步骤（2)中的产酶培养基的组成为；NaN〇32. 5g，K&POJg，化化• 6&0 0.1 g， M拆〇4〇. 3g，化Cl 0.1 g，化CI3O. Olg，油菜枯杆粉0. 5g，蒸馈水1000血，抑用稀盐酸调至 6. 〇-?. 0〇

[001引所述步骤做中的麻类原料为亚麻、巧麻、黄麻、红麻或竹的原茎、纤维、纱线或织 物。

[0019] 所述步骤做中的粗酶液和双氧水之间的体积比为1:10 ;所述调节抑值至 4. 0-7. 0。

[0020] 所述步骤（3)中的超声波工作功率为1% -100% ;摇床处理工艺参数为：温度 10-60°C，转速10-300巧111，处理时间10min-5d ;脱胶工艺参数为：脱胶时间lOmin-2化，脱胶 温度50-80°C，升温速度0. 1-10°C /min,氨氧化钢用量为麻类原料质量的0. 5% -30%。 [002。 有益效果

[0022] (1)本发明采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱胶条件温和， 抗污染能力强，耐热性能好，无环境污染，处理后纤维质量好；该菌株具有对亚麻、巧麻、黄 麻、红麻和竹等麻类原料的非纤维素物质具有降解的能力，能应用于初皮纤维表面改性。

[0023] (2)双氧水受热分解后，生成氧气和水，对环境无污染，双氧水对生产设备也不产 生腐蚀作用；而且，超声波仪能够提高脱胶效果，对生产设备无影响。

[0024] (3)在利用热带假丝酵母DK2菌种所产酶液处理麻类原料的过程中，使用环境友 好型过氧化氨，W及超声波仪的共同作用下，辅助酶进行处理，在酸性条件下利用超声波仪 对大分子链的作用，W及双氧水的还原作用，降低麻类原料在酸性条件下的水解程度；同 时，利用双氧水在碱性条件下的氧化性和漂白性，在酶、氨氧化钢和超声波的共同作用下分 阶段对麻类原料进行脱胶处理。将麻类原料传统脱胶工艺中的前处理、脱胶、灭活、漂白等 工序简化为一个工序。本发明所提供的脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减 少，有利环境保护。

附图说明

[0025] 图1和图2均为本发明菌株显微镜染色照片（油镜）。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，该些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可W对本发明作各种改动或修改，该些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。

[0027] 实施例1

[002引本实施例记载热带假丝酵母DK2制备脱胶酶液的方法：

[0029] (1)将热带假丝酵母DK2菌株保存于PDA培养基，30°C 20化pm培养24小时，添加 冻存缓冲液；经由PDA斜面培养基转接入装有灭菌冷却后的50mL基础液体培养基的300mL =角瓶中，接入所得的菌一环，并在摇床中15化pm，28°C恒温震荡培养3d后，将50ml摇瓶培 养后，培养基接种入亚麻发酵培养基化，在转速2(K)r/min、温度30°C条件下摇瓶培养24小 时得到发酵菌液，发酵液经无菌纱布过滤，菌丝体用无菌水洗净并在Waring高速打碎杯中 打散10s，收集于无菌水（与发酵液等体积）中制成菌丝悬浮液，于40°C下保存备用。

[0030] 冻存缓冲液每100ml的配方为；磯酸二氨钟0.1 g，磯酸氨二钟0. 02g，巧樣酸钢 0. 06g，^;：水合硫酸儀0. 03径，甘油121111，加水定容至10〇1111，制得。

[0031] 基础液体培养基的组成为；马铃馨200g，葡萄糖20g，蒸馈水lOOOmL，抑自然。

[0032] 亚麻发酵培养基的组成为；每1000ml培养基包括亚麻皮200g，款皮50g，麦芽汁 50ml 和水 950ml。

[0033] (2)在基础液体培养基中分别加入1% (w/v)的天然底物（茶叶、稻草、麦草、花生 壳、豆稍、庶渣、枯皮、玉米杆或麦鼓）和不同浓度的化S〇4 • 5H2〇(〇-4mM)即为产酶培养基。 300mL S角瓶中装入产酶培养基80mU接入20mL菌丝悬浮液，W未添加天然底物或硫酸铜 的试样为对照，在摇床中150rpm，28°C恒温震荡培养。培养过程中定时提取发酵液，离屯、后 上清液即为粗酶液，用于酶活的测定。

[0034] 产酶培养基的组成为；NaN〇32. 5g，K&POJg，CaCls • 6&0 0.1 g，M拆〇4〇. 3g，化C1 0.1 g，化CI3O. Olg，油菜枯杆粉0. 5g，蒸馈水1000血，抑用稀盐酸调至6. 0-7. 0。

[0035] 实施例2

[0036] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于亚麻原茎脱胶的工 艺如下：

[0037] 将5g亚麻原茎置于250ml锥形瓶，W亚麻原茎与粗酶液和双氧水混合液按1 ;20 分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液抑值为6. 0,亚麻原茎与双氧水质量比为1:5,与 粗酶液质量比为1:15。在40°C，200巧m摇床中分别脱胶1天、2天和4天，超声波功率为 80 %，时间到设定时间后加入10 %氨氧化钢，设定温度75°C，升温速度rC /min,时间为5 小时，超声波功率为20%，脱胶时间到，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，W除去亚麻原茎上 的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[003引通过对亚麻脱胶观察发现，脱胶后，原本成束的亚麻分散成纤维状，发酵液明显变 稠；经过双氧水氧化脱胶后，亚麻白度增加，脱胶率增加。

[0039] 实施例3

[0040] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于巧麻纱线的工艺如 下：

[0041] 将5g巧麻灭菌纱线（巧麻粗纱或巧麻细纱）置入250ml锥形瓶，^巧麻纱线与 粗酶液和双氧水混合液按1 ;20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液抑值为7. 0,巧 麻纱线与双氧水质量比为1:1，与粗酶液质量比为1:19。在10°C，1化pm摇床中分别脱胶 10111111，超声波功率为10%，时间到设定时间后加入0.5%氨氧化钢，设定温度501：，升温速 度10°C /min,时间为lOmin，超声波功率为1 %，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水冲洗 数次，W除去巧麻纱线上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0042] 通过巧麻纱线脱胶观察发现，脱胶后，巧麻纱线柔软度提高，白度增加，纱线强度 未发生明显变化。

[0043] 实施例4

[0044] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于竹脱胶的工艺如下：

[0045] W竹与粗酶液和双氧水混合液按1 ;20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液 抑值为4.0,竹与双氧水质量比为1:19,与粗酶液质量比为1:1。在60°C，300巧m摇床中分 别脱胶5山超声波功率为100 %，时间到设定时间后加入30 %氨氧化钢，设定温度80°C，升 温速度0. rC /min,时间为2化，超声波功率为70 %，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水 冲洗数次，W除去竹上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0046] 通过对脱胶竹观察发现，脱胶后竹分散度显著改善，柔软度提高。

[0047] 实施例5

[0048] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于黄麻脱胶的工艺如 下：

[0049] W黄麻与粗酶液和双氧水混合液按1 ;20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合 液抑值为5. 0,黄麻与双氧水质量比为1:10,与粗酶液质量比为1:10。在50°C，250巧m摇床 中分别脱胶4山超声波功率为60%，时间到设定时间后加入20%氨氧化钢，设定温度70°C， 升温速度2°C /min,时间为12h，超声波功率为40%，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水 冲洗数次，W除去黄麻上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0化0] 通过对脱胶黄麻观察发现，脱胶后黄麻白度、柔软度显著改善，刺痒感显著减低。 [0化1] 实施例6

[0化2] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于红麻织物脱胶的工 艺如下：

[0化3] W红麻织物与粗酶液和双氧水混合液按1 ;20分装于锥形瓶中，装液量为100ml， 混合液抑值为5. 5,红麻织物与双氧水质量比为1:15,与粗酶液质量比为1:5。在55°C， 150rpm摇床中分别脱胶Id,超声波功率为15%，时间到设定时间后加入5%氨氧化钢，设定 温度60°C，升温速度5°C /min,时间为2h，超声波功率为5%，脱胶时间到时，除去脱胶液，用 自来水冲洗数次，W除去红麻织物上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0化4] 通过对脱胶红麻织物观察发现，脱胶后红麻织物白度增加、柔软度提高，刺痒感减 低。

Claims (10)

1. 一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包括： (1) 将热带假丝酵母DK2菌株保存于PDA培养基培养，添加冻存缓冲液；经由PDA斜面 培养基转接入装有基础液体培养基的三角瓶中，接入所得的菌一环，在摇床中25~30°C恒 温震荡培养3~4d后，培养基接种入亚麻发酵培养基，摇瓶培养得到发酵菌液，发酵菌液经 过滤得到菌丝体，菌丝体用无菌水洗净打散，随后收集于无菌水中制成菌丝悬浮液，保存备 用； (2) 在基础液体培养基中分别加入1~2% w/v的天然底物和不同浓度的CuS04 • 5H20 作为产酶培养基，在三角瓶中装入产酶培养基，接入上述菌丝悬浮液，在摇床中25~30°C 恒温震荡培养，培养过程中定时提取发酵液，离心后取上清液即为粗酶液； (3) 将灭菌后的麻类原料与上述粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10~30混 合，调节pH值，然后在超声波条件下摇床处理，最后加入氢氧化钠，并升高温度进行脱胶， 除去脱胶液，冲洗，当pH值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。

2. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维 的方法，其特征在于：所述步骤（1)中的热带假丝酵母DK2菌株的ITS序列如SEQ ID NO: 1 所示。

3. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维 的方法，其特征在于：所述步骤（1)中的冻存缓冲液每l〇〇ml的配方为：磷酸二氢钾0. lg， 磷酸氢二钾〇. 〇2g，柠檬酸钠0. 06g，七水合硫酸镁0. 03g，甘油12ml，加水定容至100ml，制 得。

4. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤 维的方法，其特征在于：所述步骤（1)中的基础液体培养基的组成为：马铃薯200g，葡萄 糖20g，蒸馏水1000mL，pH自然；亚麻发酵培养基的组成为：每1000ml培养基包括亚麻皮 2〇〇g，麸皮50g，麦芽汁50ml和水950ml。

5. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维 的方法，其特征在于：所述步骤（1)中的保存温度为40°C。

6. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维 的方法，其特征在于：所述步骤（2)中的天然底物为茶叶、稻草、麦草、花生壳、豆柏、蔗渣、 桔皮、玉米杆或麦鼓；CuS0 4 • 5H20的浓度范围为0-4mM。

7. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤 维的方法，其特征在于：所述步骤（2)中的产酶培养基的组成为：NaN0 3 2 . 5g，KH2P04 lg， CaCl2 • 6H200. lg，MgS04 0• 3g，NaCl 0• lg，FeCl3 0• Olg，油菜秸杆粉 0• 5g，蒸馏水 1000mL， pH用稀盐酸调至6. 0-7.0。

8. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维 的方法，其特征在于：所述步骤（3)中的麻类原料为亚麻、苎麻、黄麻、红麻或竹的原茎、纤 维、纱线或织物。

9. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤 维的方法，其特征在于：所述步骤（3)中的粗酶液和双氧水之间的体积比为1:10 ;所述调节 pH 值至 4. 0-7. 0。

10. 根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻 纤维的方法，其特征在于：所述步骤（3)中的超声波工作功率为1% -100% ;摇床处理工 艺参数为：温度10_60°C，转速10_300rpm，处理时间10min-5d ;脱胶工艺参数为：脱胶时间 10min-24h，脱胶温度50-80°C，升温速度0. 1-10°C /min，氢氧化钠用量为麻类原料质量的 0• 5% _30%〇