CN1094527C - 苎麻酶——化学脱胶方法 - Google Patents

Abstract

由具有高活力的果胶酶、木聚糖酶、和β-甘露聚糖酶进行混合酶和化学法结合的苎麻脱胶技术，不仅能使苎麻胶质中的果胶得到降解，还能使胶质中的木聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖以及半乳葡萄甘露聚糖得到充分降解，得到完全松散、无硬并条的残胶率为1.06%、(原麻含胶量为28.16%)线密度1887.0支，断裂强度为10.13CN/dtex(强力62.3CN)的优质苎麻纤维。该技术，缩短了工艺流程，减少了化学试剂的品种和用量，减轻了对环境的污染，降低了生产成本。

Description

苎麻酶—化学脱胶方法。

本发明属于苎麻的酶—化学脱胶技术。

苎麻纤维的表面约有20-30％的胶质。为使苎麻纤维具有优良的细丝特性和可纺性，在用于纺织之前，必须进行脱胶。长期以来，苎麻的工业生产均采用化学脱胶工艺。这种工艺流程长、成本高、能耗大、设备腐蚀和环境污染严重、劳动条件差，尤其是苎麻在高温高压长时间低浓度的碱液中胶质的某些成份如半纤维素不易被降解，造成精干麻硬并条多，影响到苎麻纤维的质量。为了解决现工艺脱胶存在的问题，近些年，国内外一些研究部门，根据苎麻胶质的成份，进行了微生物法或酶法的脱胶研究，如中国农科院沅江麻类研究所用果胶酶产生菌进行脱胶；山东大学用果胶酶进行脱胶；武汉大学用嗜碱芽孢杆菌产生的果胶酶进行脱胶；日本用果胶酶和纤维素酶混合酶进行脱胶(特开昭51-149976植物纤维酶的精练法)、美国Michael C.Jaskowski用真菌果胶酶的酸性水溶液脱胶(美国专利4,568,739号)。这些方法的结果与传统工艺相比有较大的进步，但因其使用的是单一菌种、单一酶类，因而其残胶率仍偏高。

鉴于上述存在的问题，寻求一种降低环境污染、缩短工艺流程、提高精干麻质量、降低成本和能耗的方法是本发明的目的。

根据文献和研究实践证明，苎麻的胶质成份不仅是占总胶量14％的果胶，大量的是占总胶含量44.38％的半纤维素，据报道，苎麻半纤维素以半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖为主，这些胶质在高温高压低浓度碱液条件下，虽经长时间煮练也不易被降解，用单一的果胶酶也只能降解果胶质，对碱稳定的半纤维素不降解或降解很少，这就造成现有工艺存在的残胶率高的原因。据对苎麻纤维胶质组成份研究结果，本发明对苎麻脱胶技术的解决方案是，重点解决半纤维素的酶法降解，筛选具有高活性的β-甘露聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶进行混合酶法和化学法脱胶。

本发明的内容：

1.筛选具高活力的果胶酶产生菌Bacillus sp.X₁₁₂，木聚糖酶产生菌Bacillus sp.X₁₀₃，-甘露聚糖酶产生菌Bacillus sp.M₅₀。

2.三菌混合发酵产酶

混合发酵培养基组成(g·L^-1)

魔芋精粉     18～22      KH₂PO₄        0.2～0.4

食用果胶     4～6        啤酒酵母        15～25

麸皮         90～110     矿物盐储备液    20ml

NH₄CL       2.5～3.5    pH7.2-7.5(20％Na₂CO₃调节)

Na₂HPO₄    3.5～4.5    0.1MPa灭菌20min。

称取上述组成的培养基于100L发酵罐中，以30-32℃、200r.min^-11：0.75vvm通气量，2％的接种量，经28-36h的通气培养后，放出发酵醪，以100ppm/L的浓度加入菌体絮凝剂。菌体絮凝剂可为聚丙烯酰胺或淀汾与聚丙烯酰胺接枝共聚物、CaCl₂-Na₂HPO₄、硫酸铝或碱式流酸铝、硅藻土、黄血盐、硫酸锌、三氯化铁、磺化聚苯乙烯、聚丙氨酸以及右旋糖酐等。过滤去菌体后，在滤液中加30～40％饱和度的(NH₄)₂SO₄，将酶沉淀，离心即得混合酶粗酶沉淀。

用混合粗酶泥(沉淀)50g或混合粗酶浓缩液150ml与50g苎麻在50℃进行酶解脱胶4小时后取出洗净，甩干水分后，加入1.50～2.50g的NaOH和3-5％的NaCL(与苎麻重量比)，在浴比为1∶10，0.13Mpa条件下煮练2h，取出后水洗，甩干水，再用0.2-0.3％的工业硫酸处理10min，水洗，用NaOCL脱色→水洗→0.2-0.3％工业硫酸处理10min→水洗→烘干(或阴干)→上乳化油，即得精干麻成品。成品经质量检测，结果为：残胶率：1.06％(苎麻原麻含胶量为28.16％)，线密度：1887.0支，断裂强度10.13CN/dtex(强力62.3CN)，硬条率0.0％。

本发明的优点：

1.使用混合酶脱胶，不仅使胶质中的果胶得到降解，更重要是使胶质中组成半纤维素的半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖以及半乳葡萄甘露聚糖和术聚糖能在β-甘露聚糖酶及木聚糖酶的作用下得到充分降解，因而得到完全松散的无硬并条的苎麻纤维；

2.可以减少化学试剂的品种和用量，减轻了对环境的污染，降低了生产成本；

3.缩短了工艺流程，缩短了处理时间，提高了产量；

4.提高了精干麻的品质。

实施例1：

在100升发酵罐中装入混合发酵培养基，菌种的接种量为2％，在30～32℃、200r.min^-11：0.75vvm通气量条件下，培养28h.DNS法测定酶活力为：

β-甘露聚糖酶活力为：59000u.ml^-1

木聚糖酶活力：1632u.ml^-1

果胶酶活力：2548u.ml^-1

实施例2：

量取300ml混合酶液，加入1700mlH₂O，使体积成2000ml，用20％Na₂CO₃调节酶液pH为6.0～7.0，加入triton X-100 2ml，浸入原麻100g，置50℃保温反应4h，取出，洗净，用3-5gNaOH和3-5gNaCl，1∶10浴比，0.12MPa精练2h，取出水洗，甩干。0.2～0.3％工业硫酸处理10min，水洗，NaOCl脱色，0.2～0.3％工业硫酸浸10分钟，水洗，阴干或低温烘干，上乳化油，即为精干麻。质量检测结果为：

线密度：1830支(5.46dtex)

纤维断裂强度：8.58CN/dtex(46.85CN)

硬条率：      0.68％

残胶率：      1.48％

回潮率：      7.86％

Claims (4)

1 苎麻酶—化学脱胶方法，其特征是：酶法用的是果胶酶产生菌、木聚糖酶产生菌、β-甘露聚糖酶产生菌混合发酵所产生的果胶酶、木聚糖酶和β-甘露聚糖酶的混合酶，化学精练用的是3-5％的NaOH和NaCL。

2 按权利要求1所述的苎麻酶—化学脱胶方法，其特征是：用于混合产酶的菌是：果胶酶产生菌Bacillus Sp.X₁₁₂、木聚糖酶产生菌BacillusSp.X₁₀₃、B—甘露聚糖酶生菌Bacillus Sp.M₅₀。

3按权利要求2所述的苎麻酶—化学脱胶方法，其特征是：三菌混合发酵的培养基组成为(g·L^-1)

魔芋粉      18～22       NH₄CL            2.5～3.5

食用果胶    4～6         啤酒酵母           15～25

麸皮        90～110      矿物盐储备液       20ml

Na₂HPO₄  3.5～4.5     pH7.2～7.5(Na₂CO₃调节)

KH₂PO₄   0.2～0.4     0.1MPa灭菌20min。

4按权利要求1或3所述的苎麻酶—化学脱胶方法，其特征是：三菌混合发酵的发酵液所用的菌体絮凝剂可为聚丙烯酰胺、或淀粉与聚丙烯酰胺接枝共聚物、硫酸铝或碱式硫酸铝、硅藻土、黄血盐、硫酸锌、CaCL₂-Na₂HPO₄、三氯化铁、磺化聚苯乙烯、聚丙氨酸以及右旋糖酐等。