專利名稱：一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種桑皮纖維脫膠的方法，特別是一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮 纖維進(jìn)行脫膠的方法。
二背景技術(shù)：
我國是世界上最主要的種桑養(yǎng)蠶國家，2005年全國桑園面積為1165.3萬 畝，2006年為1259萬畝，2007年為1440. 99萬畝，桑葉用來養(yǎng)蠶，而每年砍 伐下來的大量枝條至今還沒有得到很好的利用。桑皮中所含的桑皮纖維既具有 棉花的特性，又具有麻纖維的許多優(yōu)點(diǎn)。桑皮纖維具有優(yōu)良的吸濕性、透氣性、 保暖性和一定的保健功效，其光澤良好、手感柔軟、易于染色，是一種高附加 值的純天然綠色纖維。開發(fā)天然桑皮纖維作為紡織材料，不僅可以變廢為寶， 將廢棄的桑樹枝條進(jìn)行綜合利用，而且增加了紡織產(chǎn)品的品種，提高了紡織服 裝產(chǎn)品的檔次，還可以為農(nóng)民增加收入，因此有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但桑 皮中桑皮纖維含量較低，僅10-30 %，而半纖維素、木質(zhì)素和果膠的含量較高， 桑皮纖維在天然狀態(tài)下是與果膠、半纖維素和木質(zhì)素相互交織在一起的，因此， 如何有效地提取可紡纖維是桑皮纖維利用的關(guān)鍵所在。桑皮纖維的制取就是通 過脫膠方法將與桑皮纖維相互交織的半纖維素、木質(zhì)素和果膠除去，將桑皮纖 維釋放出來。由于目前對桑皮纖維的研究還處于初期階段，桑皮纖維的脫膠工 藝沿襲了麻脫膠的工藝，主要使用化學(xué)脫膠工藝?；瘜W(xué)脫膠法能耗大，纖維的產(chǎn)出率較低，短絨較多，對纖維表面也會造成傷害，同時對環(huán)境也會造成嚴(yán)重 污染，不符合現(xiàn)代社會的生態(tài)環(huán)保和諧發(fā)展的理念。桑皮微生物脫膠技術(shù)是利 用微生物產(chǎn)生的酶快速降解桑皮膠質(zhì)成分的技術(shù)，其處理條件溫和，對纖維損 傷較少，能耗低，污染少，可提高桑皮纖維品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，是制取桑皮 纖維行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。桑皮微生物脫膠技術(shù)實際上是在微生物菌群 產(chǎn)生的果膠酶、半纖維素酶和木質(zhì)素酶的共同作用下，降解果膠、半纖維素和 木質(zhì)素逐步釋放桑皮纖維的過程，這是單一微生物難于完成的過程。因此，要 建立一套高效的桑皮微生物脫膠技術(shù)，必須獲得一個能產(chǎn)生高活性的果膠酶、 半纖維素酶和木質(zhì)素酶且各種酶的比例協(xié)調(diào)的微生物菌群。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，該 方法能有效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保進(jìn)行桑皮纖維脫膠。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的 一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維 進(jìn)行脫膠的方法，包括以下步驟-
(1) 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液制備將脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群保藏液按5-10%
(v/v)的接種量接入脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液中，于30-37 。C、 pH 7.0-8.0 下培養(yǎng)24-48小時，
(2) 按干桑皮脫膠液為l: 20 — 30的比例將脫膠液加入干桑皮中，
(3) 按10 — 15 % (v/v)的接種量接入培養(yǎng)好的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子 培養(yǎng)液，
(4) 35—40 。C、 pH 7.5-8.5下浸泡48-72小時進(jìn)行脫膠，
(5) 用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或60 'C左右下烘干。
所述脫膠液的組成和脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液組成分別為
(1) 脫膠液的組成(w/v): 0.2-0.5 %尿素溶液，或0.2-0. 5 %(NH4)2S04
溶液，
(2) 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液的組成(w/v): 0.2-0.5%碳源，0.2-0.5% 氮源。其中的碳源是果膠、木糖、木聚糖的任意一種，氮源是尿素、KN03、NH4C1、
(NH4)2S04的任意一種。
所述細(xì)菌復(fù)合菌群的篩選方法如下
從含有豐富果膠質(zhì)的沼氣池泥、池塘底泥、樹林、香蕉地等地方采集土壤 樣品，分別放置于富集培養(yǎng)液中，富集培養(yǎng)液的組成(w/v):干桑皮5。/。， (NH丄S04 0.5%， 37 'C、 pH8.0下靜止培養(yǎng)，觀察纖維釋放情況及測定培養(yǎng)液的果膠酶、 木聚糖酶和木質(zhì)素酶的含量，選擇脫膠效果好、酶含量高的培養(yǎng)物，取50 ml 培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)入450ml新的富集培養(yǎng)液中，37 。C靜止培養(yǎng)，經(jīng)過5次富集后，得 到脫膠效果良好的細(xì)菌復(fù)合菌群。 (2)保藏
取50 mL細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液與50 mL濃度為30 % (w/v)的無菌甘油混 合，裝于無菌塑料瓶中，搖勻，于-20 'C冰箱中保存。 本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下
1、 使用的是能產(chǎn)生果膠酶、木聚糖酶、木質(zhì)素酶等的細(xì)菌復(fù)合菌群進(jìn)行脫 膠，不僅能有效去除果膠質(zhì)，也能有效去除半纖維素、木質(zhì)素等其它非纖維素 物質(zhì)，與化學(xué)脫膠法和其它微生物脫膠法相比其殘膠率低，脫膠效果好。
2、 使用的細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液以及脫膠液的組成成分簡單、經(jīng)濟(jì)，脫膠工藝簡單、易操作，既可大大降低生產(chǎn)成本，又可減輕勞動強(qiáng)度。
3、使用的脫膠條件溫和，不使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿和高溫，對桑皮纖維的損傷小， 纖維強(qiáng)度高，既提高了纖維的品質(zhì)，又能減輕設(shè)備腐蝕、減少環(huán)境污染。
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 實施例l
1、 富集培養(yǎng)基組成(w/v): 5 %干桑皮，0.5 % (NH4)2S04。
篩選方法從含有豐富果膠質(zhì)的沼氣池泥、池塘底泥、樹林、香蕉地等地 方采集土壤樣品，分別放置于富集培養(yǎng)基中，37 °C、 pH 8.0靜止培養(yǎng)，觀察 纖維釋放情況及測定培養(yǎng)液的果膠酶、木聚糖酶和木質(zhì)素酶的含量，選擇脫膠 效果最好、酶含量高的培養(yǎng)物，取50 ml培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)入450ml新的富集培養(yǎng)基 中，37 "C靜止培養(yǎng)，經(jīng)過5次富集后，得到脫膠效果良好的細(xì)菌復(fù)合菌群。
2、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)
培養(yǎng)液的組成(w/v):果膠0.5 %，尿素0.2 %。
培養(yǎng)工藝條件將篩選到的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群接種于脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培 養(yǎng)液中，于37 °C、 pH 8.0下培養(yǎng)24小時即得脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子培養(yǎng)液。
3、 脫膠
脫膠液組成(w/v): 0.2 %尿素溶液。
脫膠工藝按干桑皮脫膠液為1: 25的比例將脫膠液加入干桑皮中，按
10呢(v/v)的接種量接入培養(yǎng)好的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子培養(yǎng)液，37 °C、pH8.0 下浸泡72小時進(jìn)行脫膠。
4、 漂洗干燥工藝用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。
結(jié)果非纖維素物質(zhì)的去除率為82. 3 % (w/w)，殘膠率為1. 51 %，單纖維強(qiáng) 度為7. 02 cN/dtex。 實施例2
1、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群的篩選 采用與實施例1相同的方法富集和篩選。
2、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)
培養(yǎng)液的組成(w/v): 0.5 %木聚糖，0.5 % KN03。
培養(yǎng)工藝條件將篩選到的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群接種于脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培
養(yǎng)液中，于35 °C、 pH 7.0下培養(yǎng)48小時即得脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液。
3、 脫膠
脫膠液組成(w/v): 0.5 % (NH4)2S04溶液。
脫膠工藝按干桑皮脫膠液為h 25的比例將脫膠液加入干桑皮中，按 15 % (v/v)的接種量接入培養(yǎng)好的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液，40 °C、 pH 8.0 下浸泡48小時進(jìn)行脫膠。
4、 漂洗干燥工藝
用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。 結(jié)果非纖維素物質(zhì)的去除率為81. 1 %，殘膠率為1. 73 %，單纖維強(qiáng)度7. 11 cN/dtexQ 實施例3
1、脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群的篩選 采用與實施例1相同的方法富集和篩選。2、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)
培養(yǎng)液的組成(w/v):木糖0.2 %，尿素0.5 %。
培養(yǎng)工藝條件將篩選到的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群接種于脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培
養(yǎng)液中，于35 °C、 pH 7.5下培養(yǎng)36小時即得脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子培養(yǎng)液。
3、 脫膠
脫膠液組成(w/v): 0.2 %尿素溶液。
脫膠工藝按干桑皮脫膠液為1: 30的比例將脫膠液加入干桑皮中，按
15% (v/v)的接種量接入脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液，35 °C、 pH8.5下浸泡60 小時進(jìn)行脫膠。
4、 漂洗干燥工藝
用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。 結(jié)果非纖維素物質(zhì)的去除率為79. 3 %，殘膠率為1. 97 %,單纖維強(qiáng)度7. 85 cN/dtex。
實施例4
1、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群的篩選 采用與實施例1相同的方法富集和篩選。
2、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)
培養(yǎng)液的組成(w/v):果膠0.2 %， (NH4)2S04 0. 5 %。
培養(yǎng)工藝條件將篩選到的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群接種于脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培 養(yǎng)液中，于30 °C、 pH 7.5下培養(yǎng)24小時即得脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液。
3、 脫膠
脫膠液組成(w/v): 0.2 %(朋4)504溶液。脫膠工藝按干桑皮脫膠液為1: 20的比例將脫膠液加入干桑皮中，按
15% (v/v)的接種量接入脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液，37 °C、 pH7.5下浸泡72 小時進(jìn)行脫膠。
4、漂洗干燥工藝
用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。 結(jié)果非纖維素物質(zhì)的去除率為78.2%，殘膠率為2. 12%，單纖維強(qiáng)度7.91 cN/dteXo 實施例5
1、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群的篩選 采用與實施例1相同的方法富集和篩選。
2、 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)
培養(yǎng)液的組成(w/v):木糖0.5 %，尿素0.2 %。
培養(yǎng)工藝條件將篩選到的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群接種于脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培 養(yǎng)液中，于37 °C、 pH 8.0下培養(yǎng)48小時即得脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液。
3、 脫膠
脫膠液組成(w/v): 0.5 %尿素溶液。
脫膠工藝按干桑皮脫膠液為1: 30的比例將脫膠液加入干桑皮中，按 10 % (v/v)的接種量接入脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子培養(yǎng)液，40 。C、 pH 7.5下浸 泡72小時進(jìn)行脫膠。
4、 漂洗干燥工藝
用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。 結(jié)果非纖維素物質(zhì)的去除率為75. 6 %,殘膠率為2. 51 %，單纖維強(qiáng)度7. 56cN/dtex<>
干桑皮組分的測定是采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB5889-86苧麻化學(xué)成分定量分析方法 測定的，經(jīng)測定干桑皮的化學(xué)組成成分(％， w/w)為脂蠟質(zhì)0. 78，水溶物15. 72， 纖維素14.03，果膠質(zhì)11.91,半纖維素34.90，木質(zhì)素22.66。
殘膠率和單纖維強(qiáng)度采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5881-1986《苧麻理化性能試驗取 樣方法》測定。非纖維素物質(zhì)的去除率采用重量法測定，即非纖維素物質(zhì)的去 除率(90二100X (脫膠前桑皮重量-脫膠后桑皮纖維重量)/脫膠前桑皮重量。
權(quán)利要求
1. 一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液制備將脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群保藏液按5-10％(v/v)的接種量接入脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液中，于30-37℃、pH 7.0-8.0下培養(yǎng)24-48小時，(2)按干桑皮∶脫膠液為1∶20-30的比例將脫膠液加入干桑皮中，(3)按10-15％(v/v)的接種量接入培養(yǎng)好的脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群種子液，(4)35-40℃、pH 7.5-8.5下浸泡48-72小時進(jìn)行脫膠，(5)用清水對脫膠后的桑皮纖維進(jìn)行漂洗，于陽光下曬干或烘干。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，其 特征在于所述脫膠液的組成和脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液組成分別為(1) 脫膠液的組成(w/v): 0.2-0.5 %尿素溶液，或0.2-0.5 %(NH4)2S04溶液，(2) 脫膠細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液的組成(w/v): 0.2-0.5%碳源，0.2-0.5%氮源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，其 特征在于所述碳源是果膠、木糖、木聚糖的任意一種，氮源是尿素、KN03、NH4C1、(NH4)2S04的任意一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，其特征在于所述細(xì)菌復(fù)合菌群通過以下方法獲得-(1) 篩選從含有豐富果膠質(zhì)的沼氣池泥、池塘底泥、樹林、香蕉地等地方采集土壤樣品，分別放置于富集培養(yǎng)液中，富集培養(yǎng)液的組成(w/v):干桑皮5 %， (NH4)2S04 0.5%， 37 °C、 pH8.0下靜止培養(yǎng)，觀察纖維釋放情況及測定培養(yǎng)液的果膠酶、 木聚糖酶和木質(zhì)素酶的含量，選擇脫膠效果好、酶含量高的培養(yǎng)物，取50 ml 培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)入450ml新的富集培養(yǎng)液中，37 t:靜止培養(yǎng)，經(jīng)過5次富集后，得 到脫膠效果良好的細(xì)菌復(fù)合菌群。(2) 保藏取50 mL細(xì)菌復(fù)合菌群培養(yǎng)液與50 mL濃度為30 % (w/v)的無菌甘油混 合，裝于無菌塑料瓶中，搖勻，于-20 t:冰箱中保存。
全文摘要
一種用細(xì)菌復(fù)合菌群對桑皮纖維進(jìn)行脫膠的方法，該方法使用以桑皮為碳源的培養(yǎng)基從沼氣池泥、池塘底泥、樹林、香蕉地等樣品中篩選的對桑皮有良好脫膠效果的細(xì)菌復(fù)合菌群，將干桑皮直接浸泡于脫膠液中，再將培養(yǎng)好的脫膠復(fù)合菌群接種于其中進(jìn)行脫膠，經(jīng)水洗、干燥即可得到疏松的桑皮纖維。該方法工藝條件溫和，操作簡單，不需使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，其生產(chǎn)成本比化學(xué)脫膠法大大降低，對環(huán)境的污染小，制備的桑皮纖維殘膠少，纖維潔白疏松。
文檔編號D01C1/04GK101285212SQ20081007359
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者盧珍蘭, 龐宗文, 梁靜娟 申請人:廣西大學(xué)