CN110747517A - 一种苎麻的脱胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了苎麻的脱胶方法，包括以下步骤：A)培养兼性厌氧脱胶菌，得到兼性厌氧脱胶菌液；B)将所述苎麻晾干至含水量为50％～70％；将得到的苎麻浸入所述兼性厌氧菌液中，取出后培养，得到初处理苎麻纤维；C)将所述初处理苎麻纤维进行后处理。本申请通过培养具有脱胶能力的兼性厌氧微生物，利用苎麻加工过程中产生的厌氧环境和高温环境，加速厌氧微生物的生长，实现了苎麻的快速脱胶，得到的苎麻纤维适用于麻地膜和麻育秧膜。

Description

一种苎麻的脱胶方法

技术领域

本发明涉及苎麻脱胶技术领域，尤其涉及一种苎麻的脱胶方法。

背景技术

苎麻是我国重要的纤维作物，其加工的纺织品具有抗菌、吸汗以及防紫外线等诸多优良品质，深受消费者喜爱。苎麻韧皮纤维除含有能够利用的纤维素之外，还含有半纤维素和果胶等大量非纤维素成分，其中果胶含量超过三分之一。苎麻纤维要在纺织工业上利用，必须先处理去掉果胶等非纤维素成分，因此脱胶是苎麻纤维加工过程中关键环节。传统化学脱胶技术因大量使用酸和碱处理非纤维素成分造成大量资源消耗和严重环境污染。因此，具有节能、减排特点的清洁型生物脱胶是苎麻产业未来的发展方向。

近年来，随着苎麻多用途利用技术的发展，研究出了可完全生物降解的麻纤维膜产品，包括环保型麻地膜和麻育秧膜，如大规模推广使用，可有效解决使用塑料地膜带来的“白色污染”问题，减轻农业生产对环境的污染，促进我国农业的可持续发展。目前，麻地膜和麻育秧膜产品均已实现产业化生产，产品及其配套的麻地膜覆盖栽培技术和麻育秧膜水稻机插育秧技术均已在我国多个省市大面积推广应用。这些麻纤维产品对推动我国的传统麻类种植产业发展，保护我国的农田生态环境，保障我国的粮食生产安全具有重要的意义。

与一般纺织用品对纤维质量的要求相比，作为麻地膜等纤维产品纤维原料对纤维质量的要求较低，不需要彻底去除胶质。因此，研发一种适度脱胶技术，既可以减少生产成本，又可以满足地膜用需求。这种脱胶技术需要实现有效分散苎麻纤维，减少木质素的损失，并直接利用或部分利用苎麻纤维原有的胶质的胶合能力，少量辅以其他生物降解胶粘剂，减少高强度脱胶程序，为麻地膜、麻育秧膜生产提供低成本、少污染的原料。同时又可避免出现现行的化学脱胶、生物脱胶方法加工过程中出现导致的空气污染恶化生产环境，不利于生产者的健康等问题。

目前，生产实践中已经研发出一些相关的技术，如“地膜用苎麻脱胶方法”提出一种苎麻适度脱胶技术，就地完成苎麻鲜麻的脱胶，满足麻地膜、麻育秧膜等可降解麻纤维膜加工，可大幅度降低脱胶及污染治理成本，提高效益。但该技术也存在一些不足，一是脱胶液配方繁琐，成本较高；二是处理周期较长，需要20～40天；三是需要青贮窖等特定的场所和设备。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种苎麻的脱胶方法，苎麻脱胶后的纤维适用于麻地膜和麻育秧膜。

有鉴于此，本申请提供了一种苎麻的脱胶方法，包括以下步骤：

A)培养兼性厌氧脱胶菌，得到兼性厌氧脱胶菌液；

B)将所述苎麻晾干至含水量为50％～70％；将得到的苎麻浸入所述兼性厌氧脱胶菌液中，取出后培养，得到初处理苎麻纤维；

C)将所述初处理苎麻纤维进行后处理。

优选的，所述苎麻与所述兼性厌氧菌液的质量比为1：(10～20)。

优选的，所述培养的温度为30～35℃，时间为3～5天。

优选的，所述后处理包括依次进行的高温蒸煮、清洗、给油、晾干、机械开松。

优选的，所述高温蒸煮的温度为100～120℃，时间为20～30min。

优选的，所述兼性厌氧菌为欧文氏杆菌。

本申请提供了一种苎麻的脱胶方法，其首先培养了兼性厌氧脱胶菌，得到兼性厌氧脱胶菌液；将所述苎麻的晾干至含水量为50％～70％；将得到的苎麻浸入兼性厌氧菌液中，取出后培养，即得到初处理苎麻纤维，最后将初处理苎麻纤维进行后处理，即实现了苎麻的适度脱胶，使得到的苎麻纤维适用于麻地膜和麻育秧膜。在上述苎麻脱胶的过程中，本发明首先通过培养具有脱胶能力的兼性厌氧微生物，利用苎麻加工过程产生的厌氧环境及较高的温度环境，加速厌氧微生物的生长，实现快速脱胶；进一步的，上述过程中，苎麻的含水量保证了苎麻脱胶后纤维的质量。

附图说明

图1为本发明实施例1苎麻脱胶后苎麻纤维的外形照片；

图2为苎麻利用常规化学方法脱胶后苎麻纤维的外形照片；

图3为苎麻经过好氧生物脱胶后苎麻纤维的外形照片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

鉴于麻地膜和麻育秧膜的需求以及苎麻脱胶的问题，本申请提供了一种苎麻的脱胶方法，该方法可实现苎麻的适度脱胶，实现其在麻地膜和麻育秧膜中的应用。具体的，本发明实施例公开了所述苎麻的脱胶方法，包括以下步骤：

A)培养兼性厌氧脱胶菌，得到兼性厌氧脱胶菌液；

B)将所述苎麻晾干至含水量为50％～70％；将得到的苎麻浸入所述兼性厌氧脱胶菌液中，取出后培养，得到初处理苎麻纤维；

C)将所述初处理苎麻纤维进行后处理。

按照本发明，在苎麻的脱胶过程中，本申请首先培养兼性厌氧脱胶菌，以得到兼性厌氧脱胶菌液；所述兼性厌氧脱胶菌为本领域技术人员熟知的兼性厌氧脱胶菌，对其来源本申请没有特别的限制；在具体实施例中，所述兼性厌氧脱胶菌可选自欧文氏杆菌，还可选自枯草芽孢杆菌。所述兼性厌氧脱胶菌的培养方法按照本领域技术人员熟知的方法进行，对此本申请没有特别的限制。所述兼性厌氧脱胶菌在培养基中进行培养，即得到兼性厌氧脱胶菌液。

本申请然后将苎麻浸入上述兼性厌氧脱胶菌液中，取出后培养，以得到初处理苎麻纤维；在本申请中，所述苎麻为新鲜的苎麻韧皮(不含麻骨、麻叶)，但是新鲜苎麻含水量高，若直接青贮，容易产生大量的渗出液导致养分损失，并导致丁酸发酵等生物过程，且较高的温度环境下容易产生霉变，显著降低原麻质量；但是含水率过低，则微生物生长速度较慢，导致青贮时间过长，同时容易造成脱胶质量不均一。因此本发明通过研究发现将苎麻韧皮剥离，湿度晾干后含水量50％～70％，对形成厌氧环境及保证原麻品质均为较优选择。所述苎麻与所述兼性厌氧脱胶菌液的质量比(浴比)为1：(10～20)；浴比小于1:10，苎麻浸泡不充分，菌液分布不均匀，导致脱胶质量不均一；浴比超过1:20时，则会菌液浪费且不会对脱胶产生好的效果。

经过浸泡后使得苎麻表面附着有兼性厌氧脱胶菌液，以利于后期发酵脱胶。将浸泡兼性厌氧脱胶菌液后的苎麻取出，沥水4～5min后放入青贮塑料袋中密封；然后优选于30～35℃下培养3～5天，得到初处理苎麻纤维；在此过程中，果胶等非纤维素成分被微生物分解。培养温度保持在30～35℃，效果较好；温度过低，脱胶菌株生长慢，脱胶周期变长；温度过高，脱胶菌株生长不好，也容易导致霉变。培养3～5天效果较好；青贮时间过短，则脱胶不完全，残胶率高；当时间超过5d后，纤维受损严重，脱胶效果显著降低。

苎麻脱胶后的苎麻原麻中含有大量微生物，需高温煮沸灭菌，原麻中残留的果胶等物质大部分变为可溶性，但仍然附着在纤维表面，必须经过清洗，避免直接晾干后胶质粘附牢固仍然无法纺织，并可使可溶性有机物减少，避免晾晒时遇阴雨天气霉烂。机械开松可增强其可纺性。洗麻水无强酸、强碱等物质，可直接排入麻园用作灌溉水，其含有一定量的有机物质，有利于土壤有机质含量的提高。

本申请通过培养具有脱胶能力的兼性厌氧脱胶微生物，利用苎麻加工过程中产生的厌氧环境和高温环境，加速厌氧微生物的生长，实现了苎麻的快速脱胶，得到的苎麻纤维适用于麻地膜和麻育秧膜。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的苎麻的脱胶方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

本发明实施例中涉及的兼性厌氧或厌氧脱胶微生物等，可在市场购得；用于培养微生物的培养基原料为市场购买，培养方式参照相关说明。以下所述仅为本发明的较佳实施案例，对本发明并不构成限制。

本实施案例中，苎麻化学成分定量分析方法参照国标GB5888-1989《苎麻化学成分定量分析方法》。

实施例1

1)按照兼性厌氧菌(本实施例中为欧文氏杆菌)的如下培养方式，在适宜温度下培养并获得菌液；

具体如下：将保存的欧文氏杆菌菌种菌苔接种于5mL活化培养基中，振荡悬浮，35℃培养5h；稀释涂平板，35℃培养16～18h；挑取单菌落接种至5mL LB培养基，35℃，180r/min震荡培养6h；然后取2ml菌液接入至100mL LB培养基中，35℃，180r/min震荡培养6h；再取6ml菌液接入至300mL LB培养基中，35℃，180r/min震荡培养6h；最后按照2％的接种量接入发酵罐中进行大批量培养6h，获得青贮脱胶用菌液；

2)收集剥麻机刚剥制的苎麻鲜麻，晾干至含水量60％左右，然后扎成直径10cm左右的把；按照浴比(原麻与脱胶液质量比)1:20将原麻浸入青贮脱胶菌液中10min；将原麻取出，沥水5min，直接放入青贮袋中并密封，置于30～35℃干燥处存放3-4d；

3)将处理好的苎麻原麻取出，煮沸灭菌20min后立即用洗麻机进行清洗，之后晾干、用开松机机械开松，并给油。

表1不同脱胶方法苎麻成分分析数据表(％)

处理	腊脂质	水溶物	果胶	半纤维素	木质素	残胶率
							常规化学脱胶	0.37	0.22	0.95	2.08	0.37	2.73
好氧生物脱胶	0.97	0.56	0.90	2.16	0.55	3.90
							本发明	1.21	0.84	1.35	3.96	1.52	7.20

表2本发明苎麻纤维与常规纤维性能对比数据表

本发明	细度(dtex)	强度(cN/dtex)
			化学脱胶	5.47	4.83
好氧生物脱胶	5.12	5.15
			本发明	5.32	4.91

注：化学脱胶的方法为：浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→水洗→酸洗→水洗→精练→水洗→给油→脱水→烘干；

好氧生物脱胶的方法为：原麻扎把→预处理→接种→发酵→灭活→水理或拷麻→水洗→给油→脱水→烘干→精干麻。

由表1可知，本发明脱胶率较高(92.8％)，但残胶率仍有7.2％左右，腊脂质、水溶物、果胶等指标均高于常规化学脱胶和好氧生物脱胶，适用于麻地膜和麻育秧膜的需求。

由表2可知，本发明获得的苎麻纤维细度介于好氧生物脱胶和化学脱胶之间，但纤维强度比常规化学脱胶纤维稍高，能够满足膜用纤维的要求。因此，本发明所获得纤维虽未达到家纺纤维的要求，但残胶中保留了较多的半纤维素和木质素，能够满足麻地膜和麻育秧膜的要求，实现了本发明的目的。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种苎麻的脱胶方法，包括以下步骤：

A)培养兼性厌氧脱胶菌，得到兼性厌氧脱胶菌液；

B)将所述苎麻晾干至含水量为50％～70％；将得到的苎麻浸入所述兼性厌氧脱胶菌液中，取出后培养，得到初处理苎麻纤维；

C)将所述初处理苎麻纤维进行后处理。

2.根据权利要求1所述的脱胶方法，其特征在于，所述苎麻与所述兼性厌氧菌液的质量比为1：(10～20)。

3.根据权利要求1所述的脱胶方法，其特征在于，所述培养的温度为30～35℃，时间为3～5天。

4.根据权利要求1所述的脱胶方法，其特征在于，所述后处理包括依次进行的高温蒸煮、清洗、给油、晾干、机械开松。

5.根据权利要求4所述的脱胶方法，其特征在于，所述高温蒸煮的温度为100～120℃，时间为20～30min。

6.根据权利要求1～5任一项所述的脱胶方法，其特征在于，所述兼性厌氧菌为欧文氏杆菌。

Images