CN105178036A - 一种高强度真丝的微生物生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度真丝的微生物生产方法：制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌配制成复合菌剂；配置发酵培养液：玉米浆、海藻糖、壳聚糖，维生素C，pH:7.5-8.0；灭菌后冷却；发酵：将丝绸织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵；灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持15min-30min，清水漂洗干净；低温烘干：60℃低温烘干。本发明工艺简单好操作，改性效果好，大大增强了真丝织物的断裂强度和抗皱性，并且不随着水洗而显著降低，非常耐水洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度真丝面料的微生物改性和生产工艺，属于面料整理领域。
背景技术
真丝织物具有光泽柔和、手感柔滑、吸湿透气等优良的服用性能，特别适宜于制作对抗菌性有较高要求的内衣和婴幼儿服装等产品。但是，真丝织物非常脆弱，断裂强度低，仅有3.3左右，此外还易起皱、易缩水、难打理等缺点，影响了其使用效果。
为了克服真丝织物的不足，多年来，科技人员不断地探索提高真丝绸服用性能的技术途径，其中采用整理剂是目前国内外提高真丝织物抗菌防皱性能的主要攻关方向之一。真丝绸易起皱是由于真丝纤维的蛋白质分子链之间不存在化学交联，只存在氢键、离子键等的键合作用，且分子间的无定形区占50%，当这些无定形区受水分子或其他溶剂作用时，这些键容易受到破坏，削弱了大分子之间的作用力，使得纤维在外力作用下分子链之间容易发生相对滑移和变形，水分子或其他溶剂作用除去后，大分子链之间没有足够的约束力而使其回到原来的位置，丝纤维的变化是一个不可逆的过程，表现在丝织物上就是缩水和起皱。现有技术通常通过整理剂，包括壳聚糖等生物新型整理剂来提高真丝织物的抗菌性，抗皱性。但是，整理真丝绸经过模拟洗涤后，抗菌性、干湿弹性都有所下降。而且，用整理剂并不能增加真丝纤维的断裂强度，不能克服真丝脆弱的缺点。
使用微生物对真丝进行改进是一个全新的领域，微生物发酵成本低，是未来很有市场潜力的新型技术。
本发明的目的是提供一种新的高强度真丝的微生物改性和生产工艺，通过特定的微生物和发酵方式，达到大幅度提高真丝织物的断裂强度，提高抗皱性，而且这些性能不会随着洗涤的次数增多而消退。经检索，这样的技术方案还没有公开过。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明针对背景技术存在的问题，提供一种新的高强度真丝的微生物生产和改性工艺，通过特定的微生物和发酵方式，达到大幅度提高真丝织物的断裂强度，提高抗皱性，而且这些性能不会随着洗涤的次数增多而消退。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌配制成复合菌剂；
（2）配置发酵培养液：玉米浆、海藻糖、壳聚糖，维生素C，pH:7.5-8.0；灭菌后冷却；
（3）发酵：将丝绸织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持15min-30min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
作为优选，步骤（1）所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1-1.3:1-2:1-1.5混合。
作为优选，步骤（2）为：玉米浆5-8g/L、海藻糖0.8-1.5g/L、壳聚糖3-5g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.5-8.0；灭菌后冷却至33度。
作为优选，步骤（3）为：将丝绸织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度37-39℃，培养时间3-8小时。
作为优选，所述丝绸织物为02双绉真丝织物。
鞘氨醇单胞菌在环境中分布极广泛，而且对恶劣环境有很强的忍耐性（如极地、强辐射等极端环境中都曾发现了鞘氨醇单胞菌的存在）。鞘氨醇单胞菌的降解底物范围广，如对二噁英类、酚类、偶氮染料等芳香化合物以及异型生物质聚合体等的降解都有相关报道。由于鞘氨醇单胞菌对芳香化合物有极为广泛的代谢能力，并且该菌属某些菌种能够合成有价值的胞外生物高聚物，因此，近年来鞘氨醇单胞菌成为被关注和研究的热点。
大自然有丰富的微生物资源，自古就有选用不同种类微生物用于食品等生产工艺，现代更有用于医疗，甚至污水处理，但是将微生物用于面料的改性研究还非常少。本发明人通过多年的艰辛劳动，大量的实验，发现鞘氨醇单胞菌和植物乳杆菌，黑曲霉菌可以配合使用用于真丝织物的改性，这样的技术还未有报道。
此外，微生物的发酵过程千变万化，合理控制发酵工艺也很重要。
本发明的有益之处在于：
本发明工艺简单好操作，改性效果好，大大增强了真丝织物的断裂强度和抗皱性，并且不随着水洗而显著降低，非常耐水洗。
附图说明
图1为实施例1改性前的真丝织物的纤维横截面图。
图2为实施例1改性后的真丝织物的纤维横截面图。
可见，微生物发酵处理后，真丝纤维的状态发生了显著的改变，因此导致性能的改变。
具体实施方式
实施例1：
制备复合菌剂：
干酪乳杆菌和鞘氨醇单胞菌均为购买得到，许多专利文献也都有公开。
（1）制备植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)：
斜面培养基(g/L)：20葡萄糖，5酵母粉，10大豆蛋白胨，10牛肉膏，5NaCl，10乙酸钠，2柠檬酸铵，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O，15琼脂，pH6.5。
发酵培养基(g/L)：40葡萄糖，10酵母粉，10大豆蛋白胨，无机盐(0.01NaCl，0.5乙酸钠，0.2柠檬酸铵，0.2KH2PO4，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O)，pH6.5。
发酵方法：在斜面上取1环接种到500mL摇瓶中，装液量为150mL，在37℃下，150rpm培养24h至对数期。5000rpm离心10min收集菌体。
（2）制备鞘氨醇单胞菌(Sphingomonassp.)：
斜面培养基(g/L)：20葡萄糖，5酵母粉，10大豆蛋白胨，10牛肉膏，5NaCl，10乙酸钠，2柠檬酸铵，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O，15琼脂，pH7.0。
发酵培养基(g/L)：40葡萄糖，10酵母粉，10大豆蛋白胨，无机盐(0.01NaCl，0.5乙酸钠，0.2柠檬酸铵，0.2KH2PO4，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O)，pH6.5。
发酵方法：在斜面上取1环接种到500mL摇瓶中，装液量为150mL，在37℃下，150rpm培养24h至对数期。5000rpm离心10min收集菌体。
（3）制备黑曲霉（Aspergillusnige）：
斜面培养方法
试管，120℃，20min灭菌后，摆斜面，冷却，接种。30℃培养到黑色孢子铺满斜面。
K式培养瓶孢子
取10°Brix麦芽汁加入2％琼脂，装入500mLK式培养瓶，121℃，20min灭菌后，铺斜面冷却。接入孢子悬浮液1mL，保证悬浮液接种于整个培养基表面；侧放入恒温箱，30℃培养到黑色孢子铺满斜面。
固态放大培养
将K式瓶孢子制成孢子悬浮液，取200kg固态培养基(麸皮140kg、10°Brix麦芽汁60L)，充分混匀后放入浅盘，在121℃下灭菌1小时。待放凉后，接入孢子悬浮液。培养温度控制在30℃，湿度80-90％，每隔10小时翻料一次，培养时间3天；待培养料长满孢子即可结束培养。
干燥粉碎：发酵结束后，将浅盘放在流化床干燥，干燥温度控制在60℃，待物料水分含量将低于10％以下时，用粉碎机将固体培养料进行粉碎，物料粉碎孔径在100目以上。
制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1-1.3:1-2:1-1.5混合制备成复合菌剂。
实施例2：
高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成复合菌剂，所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1:2:1混合；
（2）配置发酵培养液：玉米浆8g/L、海藻糖0.8g/L、壳聚糖5g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.5；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度39℃，培养时间3小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持30min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例3：
高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成复合菌剂，所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1.3:1:1.5混合；
（2）配置发酵培养液：玉米浆5g/L、海藻糖1.5g/L、壳聚糖3g/L，维生素C：20ug/L，pH：8.0；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度37℃，培养时间8小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持15min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例4：
高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成复合菌剂，所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1.1:2:1.1混合；
（2）配置发酵培养液：玉米浆7g/L、海藻糖1.3g/L、壳聚糖4g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.9；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度38℃，培养时间5小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持20min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例5：
高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成复合菌剂，所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1.2:1:1.4混合；
（2）配置发酵培养液：玉米浆6g/L、海藻糖1.0g/L、壳聚糖3g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.6；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度39℃，培养时间7小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持23min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例6：
只用黑曲霉菌：
真丝的微生物生产方法：
（1）制备菌剂：将黑曲霉按照实施例1的方法配制成菌剂；
（2）配置发酵培养液：玉米浆8g/L、海藻糖0.9g/L、壳聚糖5g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.8；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度37℃，培养时间6小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持29min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例7：
只用鞘氨醇单胞菌：
真丝的微生物生产方法：
（1）制备菌剂：将鞘氨醇单胞菌按照实施例1的方法配制成菌剂；
（2）配置发酵培养液：玉米浆7g/L、海藻糖1.4g/L、壳聚糖4g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.7；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度38℃，培养时间4小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持16min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例8：
只用植物乳杆菌：
真丝的微生物生产方法：
（1）制备菌剂：将植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成菌剂；
（2）配置发酵培养液：玉米浆5g/L、海藻糖1.2g/L、壳聚糖3g/L，维生素C：20ug/L，pH：8.0；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度39℃，培养时间3小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持19min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例9：
发酵条件的控制：
真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照实施例1的方法配制成复合菌剂，所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1.3:1:1.5混合；
（2）配置发酵培养液：玉米浆6g/L、维生素C：20ug/L，pH：7.5；灭菌后冷却至33度；
（3）发酵：将02双绉真丝织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度37℃，培养时间8小时；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持25min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
实施例10：
性能测试：
织物物理和机械性能：折皱回复角按GB/T3819-1977测定，断裂强度按GB/T39231997测定。
织物抗菌性：采用“振荡瓶法”测试,将抗菌织物和试样菌加到盛有缓冲液的烧瓶中,用振荡器在25摄氏度以下以320-340r/min的速度振荡1h后,分别计算振荡前后的活菌数,再按下式计算抗菌率:抗菌率=(A-B/A)*100%
式中:A为振荡前的活菌数;B为振荡后的活菌数。
试验菌种:金黄色葡萄球菌。
菌种浓度:6h培养液稀释1万倍。
耐洗性：参照家庭洗涤方法，室温，雕牌无磷洗衣粉，浴比1:30，搓洗、漂洗各3min，作为洗涤一次，测定洗涤若干次后的菌落数和折皱回复角。
空白组指的是未处理的02双绉真丝织物。
初始测试结果如表1所示，水洗30次结果如表2所示，水洗60次结果如表3所示：
表1
| 实施例 | 断裂强力（N） | 干折痕回复角（°） | 湿折痕回复角（°） | 透气性（/mm·s-1） |
| 2 | 513 | 310 | 223 | 91.1 |
| 3 | 505 | 308 | 230 | 87.8 |
| 4 | 510 | 317 | 233 | 90.3 |
| 5 | 514 | 313 | 227 | 89.4 |
| 6 | 427 | 233 | 158 | 82.3 |
| 7 | 428 | 256 | 157 | 82.2 |
| 8 | 430 | 231 | 142 | 81.2 |
| 9 | 465 | 291 | 199 | 82.1 |
| 空白组 | 430 | 228 | 139 | 82.3 |
表2
| 实施例 | 断裂强力（N） | 干折痕回复角（°） | 湿折痕回复角（°） | 透气性（/mm·s-1） |
| 2 | 511 | 309 | 222 | 91.0 |
| 3 | 504 | 307 | 228 | 87.7 |
| 4 | 509 | 315 | 232 | 90.2 |
| 5 | 512 | 312 | 228 | 89.3 |
表3
| 实施例 | 断裂强力（N） | 干折痕回复角（°） | 湿折痕回复角（°） | 透气性（/mm·s-1） |
| 2 | 510 | 308 | 221 | 90.9 |
| 3 | 503 | 306 | 227 | 87.6 |
| 4 | 507 | 314 | 231 | 90.1 |
| 5 | 511 | 310 | 227 | 89.2 |
由此可见，单独使用黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌进行微生物改性真丝面料，都不具备很好的效果，可见黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌之间起到了协同效果。
此外，对发酵条件的改变也会显著影响改性的效果。
这说明，本发明的工艺菌种的选择以及发酵工艺的确定都是及其重要的。本发明工艺简单好操作，改性效果好，大大增强了真丝织物的断裂强度和抗皱性，并且不随着水洗而显著降低，非常耐水洗。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高强度真丝的微生物生产方法：
（1）制备复合菌剂：将黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌配制成复合菌剂；
（2）配置发酵培养液：玉米浆、海藻糖、壳聚糖，维生素C，pH:7.5-8.0；灭菌后冷却；
（3）发酵：将丝绸织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵；
（4）灭活处理：将织物取出投入80℃水中保持15min-30min，清水漂洗干净；
（5）低温烘干：60℃低温烘干。
2.权利要求1所述的高强度真丝的微生物生产方法，其特征在于：
步骤（1）所述黑曲霉，鞘氨醇单胞菌，植物乳杆菌按照重量比1-1.3:1-2:1-1.5混合。
3.权利要求2所述的高强度真丝的微生物生产方法，其特征在于：
步骤（2）为：玉米浆5-8g/L、海藻糖0.8-1.5g/L、壳聚糖3-5g/L，维生素C：20ug/L，pH：7.5-8.0；灭菌后冷却至33度。
4.权利要求3所述的高强度真丝的微生物生产方法，其特征在于：
步骤（3）为：将丝绸织物投入发酵培养液中，接入菌剂发酵，接种量1%，发酵温度37-39℃，培养时间3-8小时。
5.权利要求3所述的高强度真丝的微生物生产方法，其特征在于：
所述丝绸织物为02双绉真丝织物。
6.权利要求1-5所述的生产方法制备得到改性真丝织物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151223 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |