苎麻复合微生物脱胶技术研究

摘要

苎麻是我国独有的纤维作物，苎麻织物具有透气、防蛀、挺括、耐磨等诸多优点。微生物脱胶能一定程度减少酸、碱、水和燃煤的用量，显著的经济效益和社会效益使其成为苎麻纤维生产的主要发展方向。然而苎麻韧皮胶质组成复杂，筛选的微生物往往因分泌酶系不全，对不同胶质成分降解能力不同，导致韧皮脱胶不完全，碱和漂白剂用量偏高。因此，本文建立了复合微生物脱胶技术，在获得稳定、高效的胶质去除率的同时，提高了苎麻纤维产品的品质，并为解决大量使用碱和漂白剂的问题打下了基础。主要研究结果如下：
　　（1）利用果胶酶高产菌株HG-9单独脱胶，果胶、半纤维素和木质素去除率分别为85.90％、14.83%和10.34%，脱胶过程中甘露聚糖酶活力达到99.48U/mL，木聚糖酶活力仅为4.88U/mL；利用木聚糖酶高产菌株HG-25单独脱胶，果胶、半纤维素和木质素去除率分别7.33%、34.12%和22.07%，脱胶过程中木聚糖酶活力为44.83U/mL，证明木聚糖酶是脱胶关键酶，其活力大小决定了半纤维素的去除率。
　　（2）优化了菌株HG-9和HG-25复合脱胶生产苎麻纤维的工艺，最佳脱胶条件为：两株菌接种量均为6%，水料比16:1，初始pH值5.9，温度37.6℃，保持光照，时间14h，较菌株HG-9单独脱胶缩短2h；优化后胶质去除率达到52.91%，较菌株HG-9单独脱胶提高9.32%。
　　（3）复合微生物脱胶具有显著的效果。HG-9/HG-25复合微生物脱胶14h后苎麻韧皮木质素去除率达到28.27%，较菌株HG-9单独脱胶提高了17.93%，次氯酸钠用量减少约4%。复合微生物脱胶处理后的苎麻纤维色泽洁白，硬条和并丝较少，电镜下观察单纤维外壁平滑，无明显扭曲和损伤，纤维分散度好。

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1 绪 论

1.1 苎麻概述

1.2 苎麻胶质成分

1.3 苎麻精干麻评价指标

1.3.1 脱胶率/残胶率

1.3.2 硬条和并丝

1.3.3 白度

1.3.4 纤维柔软度

1.4 苎麻生物脱胶技术的研究进展

1.4.1 生物－化学联合脱胶法

1.4.2 生物脱胶

1.5 苎麻微生物脱胶工艺流程及存在的问题

1.5.1 苎麻微生物脱胶工艺流程

1.5.2 微生物脱胶生产苎麻精干麻存在的问题

1.6 研究目的及主要内容

2 材料和方法

2.1 材料

2.1.1 菌株

2.1.2 麻样

2.1.3 试剂

2.2实验设备

2.3方法

2.3.1 菌株HG-9和菌株HG-25的活化和培养

2.3.2 菌株HG-9生物脱胶方法

2.3.3 酶活测定

2.3.4 脱胶率、胶质去除率、残胶率测定

2.3.5 菌株HG-25生长曲线测定

2.3.6 单因素对菌株HG-25脱胶过程木聚糖酶活力的影响

2.3.7 菌株HG-25生物脱胶方法

2.3.8 菌株HG-9/HG-25混合脱胶研究

2.3.9 复合微生物接种量的正交优化

3 结果与讨论

3.1 菌株HG-9和菌株HG-25单独脱胶效果评价

3.1.1 果胶酶高产菌株HG-9苎麻脱胶研究

3.1.2 木聚糖酶高产菌株HG-25脱胶研究

3.1.3 小结

3.2 菌株HG-9和菌株HG-25混合脱胶工艺优化

3.2.1 脱胶方法的分析

3.2.2 菌株韧皮微生物混合脱胶研究

3.2.3 微生物混合脱胶条件优化

3.2.4 小结

3.3 复合微生物脱胶效果评价

3.3.1 复合微生物脱胶处理后胶质去除率分析

3.3.2 漂白剂使用量研究

3.3.3 苎麻纤维形态分析

3.3.4 小结

4 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

致谢

参考文献