一種利用混合菌群產(chǎn)粗酶液降解聚乙烯醇漿料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用混合菌群產(chǎn)粗酶液降解聚乙烯醇漿料的方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯醇(PVA)是一種人工合成的水溶性高分子聚合物。因其具有pH穩(wěn)定、混溶性好及乳化能力強等優(yōu)良特性，同時對天然纖維和一般的合成纖維具有較好的粘附性、成膜性和耐磨性，是目前滌棉織物經(jīng)紗上漿中的主要漿料。采用PVA上漿的織物，在紡織前處理過程中必須經(jīng)過退漿處理才能增加其吸水性。
[0003]對于含有PVA漿料的棉和滌棉織物，目前的退漿還是采用熱堿處理的化學(xué)方法。這種方法只是把淀粉和PVA漿料溶解，沒有分解，因此，退漿廢水的C0D值嚴(yán)重超標(biāo)，影響了生態(tài)環(huán)境；而且，排放的廢水pH值高，較強的堿和高溫處理還會損傷纖維；另外，堿退漿后需要多次水洗，耗用大量的水。
[0004]而酶法退漿專一性很強，目前的酶法退漿一般是用淀粉酶，而淀粉酶對PVA漿料沒有降解作用，且分解PVA的酶目前尚未商品化。用酶法降解PVA代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱水退漿，可以在退漿的同時對PVA漿料進(jìn)行生物降解生物，減少二次污染，而且可以節(jié)省較多的熱能，減輕下游污水的生物處理難度，因此對PVA生物降解的研究得到了較多的重視，是目前棉機(jī)織物清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向之一。
[0005]然而，一般PVA漿料的聚合度及醇解度都很高，直接使用PVA仲醇氧化酶和PVAβ -雙酮水解酶進(jìn)行退漿效果不理想。將單一酶用于PVA漿料上漿棉織物的方法比較少見。目前已有報道的PVA進(jìn)行模擬上漿處理的棉織物的酶退漿法，主要利用純PVA對織物進(jìn)行模擬上漿，再使用商品PVA降解酶制劑對其進(jìn)行退漿，然而該報道是采用模擬上漿，是否能真正用于工業(yè)化生產(chǎn)未知，而且數(shù)據(jù)顯示僅僅在某一種實施條件下才能達(dá)到比較好的效果，這可能是由于所用的PVA降解酶效果不穩(wěn)定。也有許多工作者研究了多種酶復(fù)配用于混合漿料的退漿過程中，也存在處理效果不佳的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種混合菌群和提高該混合菌群產(chǎn)粗酶液的PVA降解酶酶活的方法，并利用所產(chǎn)粗酶液降解聚乙烯醇漿料。
[0007]本發(fā)明首先提供了一種混合菌群，主要包括以下幾種菌屬:Stenotrophomonassp.；Pseudomonas sp.；Sphingopyxis sp.；0chrobactrum sp.；Shinella sp.；Castellaniella sp.；Microbacterium sp.0
[0008]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述混合菌群，來自受PVA污染的紡織廠曝氣池中的污泥。
[0009]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述混合菌群中的Stenotrophomonas sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 6393，CGMCC No 9046 ；Pseudomonas sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 10601，CGMCC No 6446 ；Sphingopyxis sp.可以是以下任意一種:CGMCC No10900，CGMCC No 9098 ；Ochrobactrum sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 10564，CGMCCNo 10477 ；Shinella sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 6838 ；Castellaniella sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 10715，CGMCC No 10720 ；Microbacterium sp.可以是以下任意一種:CGMCC No 6777，CGMCC No 10251。
[0010]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述混合菌群中還可以含有Bosea sp.、Delftiasp.、Phenylobacterium sp.、Devosia sp.、Rhizobium sp.、Pseudoxanthobacter sp.、Leucobacter sp.等菌種，這些菌種的存在不會對所產(chǎn)粗酶液在PVA降解中產(chǎn)生不利影響。
[0011]本發(fā)明還提供一種提高所述混合菌群產(chǎn)粗酶液的PVA降解酶酶活的方法:以添加有1，3- 丁二醇作為誘導(dǎo)劑的肉湯培養(yǎng)基對混合菌群進(jìn)行培養(yǎng)，促使其產(chǎn)生膜上及胞內(nèi)酶，再對細(xì)胞進(jìn)行破壁處理，破壁完成后離心取上清即為所產(chǎn)酶的粗酶液。該粗酶液中含有PVA氧化酶(一種仲醇氧化酶)、PVA水解酶(一種β -雙酮水解酶)。
[0012]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述是提高PVA降解酶酶活的方法，是將混合菌群(按菌質(zhì)量比，Stenotrophomonas sp:Pseudomonas sp.:Sphingopyxis sp.:0chrobactrumsp.:Shinella sp.:Castellaniella sp:Microbacterium sp.約為 5817:1568:24:39:36:7:31 ;或者還含有少量其他菌株，Microbacterium sp.:Bosea sp:Delftiasp.:Phenylobacterium sp.:Devosia sp:Rhizobium sp:Pseudoxanthobacter sp.:Leucobacter sp.)于肉湯培養(yǎng)基上培養(yǎng)制備種子液，然后再按照12%的接種量接種于含有4?6g/L的1，3- 丁二醇的肉湯培養(yǎng)基中，于30°C發(fā)酵3天，然后收集細(xì)胞、破壁，離心取上清液為粗酶液。
[0013]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述肉湯培養(yǎng)基，含有蛋白胨10.0?15.0g/L、牛肉粉 3.0 ?5.0g/L、氯化鈉 5.0 ?6.0g/L，1，3- 丁二醇 4_6g/L，pH 7.2±0.2。
[0014]本發(fā)明還提供利用所述粗酶液降解聚乙烯醇漿料的方法，是將純PVA漿料上漿的棉織物:(1)浸漬處理液，30°C、pH 7.0、浴比1:30，浸漬時間5?8h，其中粗酶液添加量為25-42mL/L(終酶活 50-80U/L) ； (2)90°C熱水洗 5min ； (3)冷水洗。
[0015]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述純PVA漿料上漿的棉織物的上漿率為8%。
[0016]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述上漿用的PVA為PVA1799。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018](1)采用添加1，3-丁二醇作為誘導(dǎo)劑的方法，顯著提高了混合菌群所產(chǎn)粗酶液的PVA降解酶酶活，有效降低了在降解聚乙烯醇漿料時所需要的粗酶液用量(添加量僅需25-42mL/L)，節(jié)約了制備粗酶液的培養(yǎng)時間、培養(yǎng)成本適合工業(yè)上應(yīng)用。
[0019](2)混合菌群產(chǎn)的PVA降解酶包括PVA仲醇氧化酶和PVA β -雙酮水解酶，這兩種酶對PVA漿料上漿的棉織物進(jìn)行退漿，可發(fā)生協(xié)同作用，有效提高了單一酶或者其他復(fù)合酶的處理效果。采用本發(fā)明方法，PVA的退漿率可以達(dá)到89.24%, PVA降解率可達(dá)到62.78%。
[0020](3)本發(fā)明使用酶法降解PVA，相比于傳統(tǒng)的熱水退漿、堿退漿而言，本發(fā)明的水能、熱能的消耗大大降低，且廢水的C0D值也明顯降低，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
【具體實施方式】
[0021]酶活測定方法:
[0022]以lg/L的PVA1799為底物進(jìn)行酶活測試。
[0023]酶活測定:在25mL比色管中加入lmL粗酶液和lmL lg/L的PVA溶液，將此混合體系于30°C的振蕩水浴鍋中反應(yīng)6h，分別測定反應(yīng)前后混合液所對應(yīng)的PVA含量的吸光度。每分鐘吸光度下降0.001定義為一個酶活單位。
[0024]超聲細(xì)胞破碎:
[0025]培養(yǎng)完成的菌體離心(lOOOOr/min)，去除上清，用去離子水洗滌沉淀，充分振蕩后離心(10000r/min)，去除上清，重復(fù)以上操作多次，將沉淀物懸浮于磷酸鹽緩沖溶液(pH7.2，20mmol/L)，質(zhì)量比約為1:5，用超聲破碎(