CN108221431A - 一种降解麻类木质素的工艺及其用途 - Google Patents
一种降解麻类木质素的工艺及其用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种所述的降解麻类木质素的工艺，包括对所述麻类原料经疏解、筛选除尘、润胀、挤压沥水后，浸入菌液中浸泡，菌液包括保藏编号为CGMCC No.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC No.5975的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的复合菌群，最后将麻类原料经清洗、无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；通过上述工艺对麻类木质素进行降解，可以获得纤维度高、得率高、工时短、成本低以及不污染环境的显著技术效果。
Description
技术领域
本发明属于微生物及生物制浆技术领域，具体涉及一种降解麻类木质素的工艺及其用途。
背景技术
制浆技术是指将植物的秸秆、树枝、树干等原料通过降解(或解除)去除其中的木质素和果胶等物质。制浆技术包括化学制浆和生物制浆等。由于化学制浆法会带来严重的环境污染以及过高的成本，人们逐渐开发采用生物制浆技术从根本上解决化学制浆的污染难题，从自然界中筛选出选择性地高效降解木质素的优异菌株,以用于生物制浆工业。
在自然界中，能够分解木质素的微生物主要是属于大型真菌的木材腐朽菌,还有极少数是细菌和放线菌；木材腐朽菌包括能够引起木材白色腐朽的木材白腐菌以及可引起木材褐色腐朽的木材褐腐菌。迄今的研究结果表明,在所有具分解木质素能力的微生物中,只有木材白腐菌被确切地证明了能够彻底地分解木质素,能把复杂的木质素高分子一直降解成二氧化碳和水(Kirk,1984；Paterson et al.,1985)，而木材褐腐菌、细菌以及放线菌对木质素的降解都是不彻底的,一般只能部分地改变木质素分子的结构,例如对褐腐菌密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)和茯苓(Poria cocos)等造成的褐色腐朽材的化学成分分析表明,褐腐菌对木质素的降解主要是引起木质素分子中的酚及非酚结构脱去甲氧基。引起白色腐朽的真菌种类比褐腐菌多,它们多为担子菌,如常见的彩绒革盖菌(Coriolusversicolor)能分解木材中90％以上的木质素。在自然界中,木质素的降解是在各种微生物的共同作用下完成的(Rayner et al.,1998),森林中的倒木在温湿度等条件适宜的林地上一旦受到木材腐朽菌的降解,其它的微生物如土壤细菌等就能比较迅速地将已被木腐菌降解到某种程度的木质素及其降解生成的芳香族化合物进一步加以降解。目前，微生物对木质素的降解机制还不甚明了,一般认为木质素生物降解的过程首先是在木质素高分子的表面经由侧链及芳香环的氧化开裂逐渐向内部降解的,主要包括木质素-碳水化合物结合体的分解、苯基丙烷聚合体的分解、侧链分解以及芳香环的开裂等。由于不同的白腐菌对于不同的木质纤维基质有不同的中间代谢产物和途径,再加之针叶材、阔叶材和草类的木质素大分子结构的不同,木质素生物降解中的低分子芳香族化合物的种类和数量随着白腐菌和木质纤维基质的不同而各异，目前还有许多中间代谢产物和途径未搞清，使得关于微生物对木质素的降解机制的研究更加困难。
现有技术中通常采用从自然界中筛选出的白腐菌或防线菌等应用到生物制浆中，以解决化学制浆的污染问题。然而由于前述的微生物对木质素的降解机制研究不完全清楚以及不同的白腐菌对于不同的木质纤维基质有不同的中间代谢产物和途径等原因，使得采用生物制浆法降解制浆工艺还不成熟，存在生物降解的时间过长，制得的纤维度低、得率低的缺陷，难以应用于实际生产。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的生物制浆存在的时间过长，制得的纤维度低、得率低的缺陷，从而提供一种降解麻类木质素的工艺及其用途，所述的工艺可以缩短麻类木质素生物降解的时间，制得的麻类纤维度高、得率高。
为此，本发明提供了一种降解麻类木质素的工艺，包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入菌液中浸泡，所述菌液中包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCCNO.5975的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的复合菌群；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
所述保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)、保藏单位地址为中国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，保藏日期是2012年4月6日。所述保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)、保藏单位地址为中国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，保藏日期是2012年4月6日。
所述的工艺，在所述步骤(3)中，所述菌液为仅含有所述复合菌群的水溶液或者将所述复合菌群经液体培养得到的复合型菌剂。
所述的工艺，所述菌液中所述鲁氏不动杆菌、异常威克汉姆酵母、黄孢原毛平革菌和糙皮侧耳的数量比为(1-2):(1-2):(1-2):(2-3)，所述菌液中所有菌种的浓度之和为108-1010个/ml。
所述的工艺，在所述步骤(3)中，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:6-1:11。
所述的工艺，在所述步骤(3)中，控制浸泡的温度为35-38℃，浸泡时间为8-12小时。
所述的工艺，在所述步骤(2)中，所述麻类原料与水的体积比为1:6-1:11，进行润胀的时间为1-4小时。优选的，润胀的时间为1.5-3小时。
所述的工艺，还包括回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥的步骤。
所述的工艺，还包括回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀的步骤。
本发明还提供了一种所述的工艺在生物降解领域中的用途。
所述的用途，所述生物降解为胡麻杆类木质素、胡麻皮类木质素、黄麻皮类木质素或黄麻杆类木质素中的一种或多种的生物降解。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，包括如下步骤：(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，备用；(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入菌液中浸泡，所述菌液中包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的复合菌群；(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；通过上述工艺对麻类木质素进行降解，尤其是胡麻皮类木质素，获得了如下显著技术效果：减少基础建设投资30％；节能30％；得率提高25％(纸浆产量)；节约人工成本35％；不排放废水、废气，不污染环境、土壤。
2.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，所述菌液中所述鲁氏不动杆菌、异常威克汉姆酵母、黄孢原毛平革菌和糙皮侧耳的质量比为(1-2):(1-2):(1-2):(2-3)，所述菌液浓度为108-1010个/ml，通过控制菌液中菌种的比例以及菌液浓度，使得各个菌种能够更好的协同配合降解麻类原料。
3.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，通过控制所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:6-1:11，促进了麻类原料的降解。
4.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，通过控制浸泡的温度为35-38℃，浸泡时间为8-12小时，使得麻类原料能够充分的被菌液降解。
5.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，通过回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥，避免了废液的排放，对环境友好，并且节约了成本。
6.本发明所述的降解麻类木质素的工艺，通过回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀，避免了废液的排放，对环境友好，并且节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中降解麻类木质素的工艺的流程图。
具体实施方式
下述实施例中的各试剂以及黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)均为市售产品，不同生产厂家或型号并不会带来技术效果上的明显的差别，其中黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)均从ATCC购买。
实施例1
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为0.5:3:0.8:4配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和107个/ml。
实施例2
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为2.5:0.5:3:1配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和1011个/ml。
实施例3
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为1:2:1:3配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和108个/ml。
实施例4
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为2:1:2:2配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和1010个/ml。
实施例5
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为1:1:1:2配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和109个/ml。
实施例6
本实施例提供了一种复合菌群，包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCC NO.5975异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为1.5:1.5:1.5:2.5配制成水溶液，控制所述菌液中所有菌种的浓度之和5×108个/ml。
实施例7
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为0.5:2.5:0.5:3.5，所述复合型菌剂中复合菌群的浓度为107个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为107个，培养温度28℃，振荡培养6天，振荡速度为每分钟80转，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomycesanomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotusostreatus)的数量比例为0.5:2.5:0.5:3.5比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为107个/ml，即得。
其中，所述液体培养基配方为：蛋白胨6g、葡萄糖26g、氯化钠0.5g、维生素B0.3g和水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾；分别将按照配方称取的蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中；然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，于121℃灭菌20分钟后，得到液体培养基。
实施例8
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为1:2:1:3，所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为1011个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为1011个，恒温培养33℃，振荡培养3天，振荡速度为每分钟100转，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomycesanomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotusostreatus)的数量比例为1:2:1:3比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为1011个/ml，即得。
其中，所述液体培养基配方为：蛋白胨9g、葡萄糖19g、氯化钠4g、维生素B0.04g和水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾；分别将按照配方称取的蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中；然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，于121℃灭菌20分钟后，得到液体培养基。
实施例9
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为2:1:2:2，所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为108个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为108个，恒温培养29℃，振荡培养5天，振荡速度为每分钟90转，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomycesanomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotusostreatus)的数量比例为2:1:2:2比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合菌剂中的所有菌种的浓度之和为108个/ml，即得。
其中，所述液体培养基配方为：蛋白胨7g、葡萄糖25g、氯化钠1g、维生素B0.2g和水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾；分别将按照配方称取的蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中；然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，于121℃灭菌20分钟后，得到液体培养基。
实施例10
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为1:2:1:3，所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为的浓度为1010个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，包括如下步骤：
(a)分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)在固体培养基中进行增殖培养，恒温培养28℃，培养6天；
(b)分别将步骤(a)中增殖的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为107个，恒温培养33℃，振荡培养3天，振荡速度为每分钟80转，检测四种菌的浓度分别达到1011个/ml，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为1:2:1:3比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为浓度为1010个/ml，即得。
上述方法中，所述固体培养基配方为：蛋白胨8g、葡萄糖20g、氯化钠3g、维生素B0.05g、琼脂12g、水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾，将称取的琼脂溶解在沸水中加热至溶液透明，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB加入并溶解，将蒸馏水补充至1000g，并调节ph值到7，121℃灭菌15分钟后，得到固体培养基。所述液体培养基配方：蛋白胨8g、葡萄糖20g、氯化钠3g、维生素B0.05g、水1000g；配制方法如下：取蒸馏水300g，加热至沸腾，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中，然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，121℃灭菌20分钟后，得到真菌和细菌液体培养基。
实施例11
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为2:1:2:2，所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为108个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，包括如下步骤：
(a)分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)在固体培养基中进行增殖培养，恒温培养33℃，培养3天；
(b)分别将步骤(a)中增殖的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为105个/L，恒温培养28℃，振荡培养6天，振荡速度为每分钟100转，检测四种菌的浓度分别达到1010个/ml，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为2:1:2:2比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为浓度为108个/ml，即得。
上述方法中，所述固体培养基配方为：蛋白胨7g、葡萄糖25g、氯化钠1g、维生素B0.2g、琼脂8g、水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾，将称取的琼脂溶解在沸水中加热至溶液透明，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB加入并溶解，将蒸馏水补充至1000g，并调节ph值到7，121℃灭菌15分钟后，得到固体培养基。所述液体培养基配方：蛋白胨7g、葡萄糖25g、氯化钠1g、维生素B0.2g、水1000g；配制方法如下：取蒸馏水300g，加热至沸腾，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中，然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，121℃灭菌20分钟后，得到真菌和细菌液体培养基。
实施例12
本实施例提供了一种所述的复合型菌剂，所述复合型菌剂为所述的复合菌群和包括所述复合菌群生长的培养基的混合物，其中所述复合型菌剂中的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的比例为1:1:1:2，所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为为109个/ml。
本实施例还提供了一种制备所述的复合型菌剂的方法，包括如下步骤：
(a)分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)在固体培养基中进行增殖培养，恒温培养30℃，培养5天；
(b)分别将步骤(a)中增殖的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)接种在液体的培养基中进行扩增培养，对于每个菌种而言每升液体培养基的接种量均为106个，恒温培养30℃，振荡培养5天，振荡速度为每分钟90转，检测四种菌的浓度分别达到1010个/ml，然后将含有上述菌株的培养基混合物按照所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的数量比例为1:1:1:2比例混合得到所述菌剂，并控制所述复合型菌剂中的所有菌种的浓度之和为浓度为109个/ml，即得。
上述方法中，所述固体培养基配方为：蛋白胨7.5g、葡萄糖23g、氯化钠g、维生素B0.1g、琼脂10g、水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾，将称取的琼脂溶解在沸水中加热至溶液透明，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB加入并溶解，将蒸馏水补充至1000g，并调节ph值到7，121℃灭菌15分钟后，得到固体培养基。所述液体培养基配方：蛋白胨7.5g、葡萄糖23g、氯化钠2g、维生素B0.1g、水1000g；配制方法如下：取蒸馏水300g，加热至沸腾，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中，然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，121℃灭菌20分钟后，得到真菌和细菌液体培养基。
实施例13
本实施例提供了一种利用实施例1的所述复合菌群降解麻类木质素的工艺，如图1的工艺流程图所示，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮。
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:5，进行润胀的时间为5小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:12，控制浸泡的温度为33℃，浸泡时间为13小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
实施例14
本实施例提供了一种利用实施例7的所述复合菌群降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮。
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:12，进行润胀的时间为0.5小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:5，控制浸泡的温度为38.5℃，浸泡时间为7小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
实施例15
本实施例提供了一种利用实施例4的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮。
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:6，进行润胀的时间为4小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:11，控制浸泡的温度为35℃，浸泡时间为12小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
实施例16
本实施例提供了一种利用实施例6的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为黄麻皮；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:11，进行润胀的时间为1小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:6，控制浸泡的温度为38℃，浸泡时间为8小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；
(5)回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥；
(6)回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀。
实施例17
本实施例提供了一种利用实施例5的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:8.5，进行润胀的时间为1.5小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:8.5，控制浸泡的温度为37℃，浸泡时间为10小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；
(5)回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥；
(6)回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀。
实施例18
本实施例提供了一种利用实施例9的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:6，进行润胀的时间为4小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:11，控制浸泡的温度为35℃，浸泡时间为12小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
实施例19
本实施例提供了一种利用实施例10的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻杆；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:11，进行润胀的时间为1小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:6，控制浸泡的温度为38℃，浸泡时间为8小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；
(5)回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥；
(6)回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀。
实施例20
本实施例提供了一种利用实施例11的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:8.5，进行润胀的时间为3小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:8.5，控制浸泡的温度为37℃，浸泡时间为10小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；
(5)回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥；
(6)回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀。
实施例21
本实施例提供了一种利用实施例12的所述复合型菌剂降解麻类木质素的工艺，具体包括如下步骤：
(1)取所述麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；所述麻类原料为胡麻皮；
(2)取步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，所述麻类原料与水的体积比为1:8.5，进行润胀的时间为2小时，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入实施例1制备的复合菌液中浸泡，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:8.5，控制浸泡的温度为37℃，浸泡时间为10小时；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维；
(5)回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥；
(6)回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀。
对比例1
本实施例与实施例21相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)，所述菌液的制备按照实施例5的方法制备得到浓度为109个/ml的所述菌液。
对比例2(含有培养基的菌剂)
本实施例与实施例21相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)，所述菌液的制备按照实施例12的方法制备，(a)分别将所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)在固体培养基中进行增殖培养，恒温培养30℃，培养5天；(b)将步骤(a)中增殖的所述鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)接种在液体培养基中进行扩增培养，接种量为106个/L进行培养，恒温培养30℃，振荡培养5天，振荡速度为每分钟90转，检测上述培养液中菌的浓度达到1010个/ml，将所述培养液稀释到浓度为109个/ml，即得，上述方法中，所述固体培养基配方为：蛋白胨7-8g、葡萄糖20-25g、氯化钠g、维生素B0.05-0.2gg、琼脂8-12g、水1000g。配制方法：取蒸馏水300g，加热至沸腾，将称取的琼脂溶解在沸水中加热至溶液透明，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB加入并溶解，将蒸馏水补充至1000g，并调节ph值到7，121℃灭菌15分钟后，得到固体培养基。所述液体培养基配方：蛋白胨7-8g、葡萄糖20-25g、氯化钠1-3g、维生素B0.05-0.2gg、水1000g；配制方法如下：取蒸馏水300g，加热至沸腾，分别将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠和VB溶解在沸水中，然后补充蒸馏水至1000g，并调节ph值到6，121℃灭菌20分钟后，得到真菌和细菌液体培养基。
对比例3
本实施例与实施例21相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)，所述菌液的制备按照实施例5的方法制备得到浓度为109个/ml的所述菌液。
对比例4(含有培养基的菌剂)
本实施例与对比例2相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)。
对比例5
本实施例与实施例17相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)，所述菌液的制备按照实施例5的方法制备得到浓度为109个/ml的所述菌液。
对比例6(含有培养基的菌剂)
本实施例与对比例2相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。
对比例7
本实施例与实施例17相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，所述菌液的制备按照实施例5的方法制备得到浓度为109个/ml的所述菌液。
对比例8(含有培养基的菌剂)
本实施例与对比例2相同，区别仅在于，在步骤(3)中浸入的菌液中仅含有所述糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)。
对比例9
本实施例按照中国专利文献CN102888340A中的实施例2制备得到的麻类纤维。所述麻类原料为胡麻皮。其中芽孢杆菌：唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：Wickerhamomycesanomalus为3:1:1:3；形成的菌液的密度为6×107个/ml菌以上，备用。
对比例10
本实施例按照中国专利文献CN103074217A中的实施例2制备得到的麻类纤维。所述麻类原料为胡麻皮。其中唐山莱茵默氏菌：鲁氏不动杆菌：荧光假单胞菌：Wickerhamomyces anomalus为1:2:2:2；形成的菌液的密度为6×107个/ml菌以上，备用。
实验例1
按照GB/T 744-1989和GB/T 2677.10-1995对实施例13、14、15、17、18、20、21及对比例1-10制备的麻类纤维中进行化学成分和物理性能的测定，测定结果如下表1和表2：
表1麻类纤维化学成分测定结果
| 木素(％) | α-纤维素(％) | |
| 实施例13 | 9 | 90 |
| 实施例14 | 7.4 | 92 |
| 实施例15 | 4.7 | 95 |
| 实施例17 | 4.5 | 95 |
| 实施例18 | 3.4 | 96 |
| 实施例20 | 3 | 96 |
| 实施例21 | 0.5 | 99 |
| 对比例1 | 20 | 75 |
| 对比例2 | 18 | 80 |
| 对比例3 | 15 | 82 |
| 对比例4 | 13 | 85 |
| 对比例5 | 30 | 65 |
| 对比例6 | 28 | 68 |
| 对比例7 | 15 | 83 |
| 对比例8 | 15 | 83 |
| 对比例9 | 13 | 86 |
| 对比例10 | 15 | 83 |
表2麻类纤维物理性能测定结果
由上述表格比较可知，通过选择本发明的菌液以及降解麻类木质素的工艺对麻类木质素进行降解制得的麻类纤维中α-纤维素的含量相对对比例1-10显著提高，木素(木质素)的含量相对对比例1-10显著降低，同时撕裂指数和抗张指数相对对比例1-10优良，说明本发明的的菌液以及降解麻类木质素的工艺能够更好的降解麻类木质素，制得纤维素纯度更高的麻类纤维，尤其是对于胡麻皮类木质素的降解。
实验例2
将麻类原料分别选自胡麻全杆原料、胡麻皮、胡麻全杆、黄麻皮和黄麻杆按照实施例20中方法制备得到的麻类纤维进行检测，按照GB/T744-1989和GB/T 2677.10-1995检测的指标如下表3-5：
表3麻类纤维物理性能测定结果
表4麻类纤维长度测定结果/mm
表5麻类纤维化学成分测定结果/％
将麻类原料分别选自胡麻全杆原料、胡麻皮、胡麻全杆、黄麻皮和黄麻杆按照对比例9中的方法制备得到的麻类纤维进行检测，按照GB/T 744-1989和GB/T 2677.10-1995检测的指标如下表6-8：
表6麻类纤维物理性能测定结果
表7麻类纤维长度测定结果/mm
表8麻类纤维化学成分测定结果/％
由上述比较可知，本发明的菌液以及降解麻类木质素的工艺可以对胡麻全杆原料、胡麻皮、胡麻全杆、黄麻皮、黄麻杆进行降解，并且并且制备的麻类纤维优良，相比对比例9效果更优。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种降解麻类木质素的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对麻类原料进行疏解、筛选除尘，备用；
(2)将步骤(1)获得的所述麻类原料加入水中进行润胀，备用；
(3)将步骤(2)中润胀后的麻类原料挤压沥水后浸入菌液中浸泡，所述菌液中包括保藏编号为CGMCC NO.5973的鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏编号为CGMCCNO.5975的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)的复合菌群；
(4)将步骤(3)中浸泡后的麻类原料进行清洗，然后经无氯漂白、洗涤和烘干，即得麻类纤维。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述菌液为仅含有所述复合菌群的水溶液或者将所述复合菌群经液体培养后得到的复合型菌剂。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述菌液中所述鲁氏不动杆菌、异常威克汉姆酵母、黄孢原毛平革菌和糙皮侧耳的数量比为(1-2):(1-2):(1-2):(2-3)，所述菌液中所有菌种的浓度之和为108-1010个/ml。
4.根据权利要求1-3任一项所述的工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述麻类原料与所述菌液的体积比为1:6-1:11。
5.根据权利要求1-4任一项所述的工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中，控制浸泡的温度为35-38℃，浸泡时间为8-12小时。
6.根据权利要求1-5任一项所述的工艺，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述麻类原料与水的体积比为1:6-1:11，进行润胀的时间为1-4小时。
7.根据权利要求1-6任一项所述的工艺，其特征在于，还包括回收麻类原料进行筛选除尘、润胀、菌液浸泡和/或清洗步骤中产生的粉尘和液体，将回收的所述粉尘和液体输送入沼气池进行发酵生产沼气和有机肥的步骤。
8.根据权利要求1-7任一项所述的工艺，其特征在于，还包括回收所述无氯漂白步骤中产生的漂白废液用于所述麻类原料润胀的步骤。
9.权利要求1-8任一项所述的工艺在生物降解领域中的用途。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述生物降解为胡麻杆类木质素、胡麻皮类木质素、黄麻皮类木质素或黄麻杆类木质素中的一种或多种的生物降解。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180629 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |