专利名称：一种用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法
技术领域：
本发明属于一种桑皮纤维脱胶的方法，特别是一种用细菌复合菌群对桑皮 纤维进行脱胶的方法。
二背景技术：
我国是世界上最主要的种桑养蚕国家，2005年全国桑园面积为1165.3万 亩，2006年为1259万亩，2007年为1440. 99万亩，桑叶用来养蚕，而每年砍 伐下来的大量枝条至今还没有得到很好的利用。桑皮中所含的桑皮纤维既具有 棉花的特性，又具有麻纤维的许多优点。桑皮纤维具有优良的吸湿性、透气性、 保暖性和一定的保健功效，其光泽良好、手感柔软、易于染色，是一种高附加 值的纯天然绿色纤维。开发天然桑皮纤维作为纺织材料，不仅可以变废为宝， 将废弃的桑树枝条进行综合利用，而且增加了纺织产品的品种，提高了纺织服 装产品的档次，还可以为农民增加收入，因此有很好的经济和社会效益。但桑 皮中桑皮纤维含量较低，仅10-30 %，而半纤维素、木质素和果胶的含量较高， 桑皮纤维在天然状态下是与果胶、半纤维素和木质素相互交织在一起的，因此， 如何有效地提取可纺纤维是桑皮纤维利用的关键所在。桑皮纤维的制取就是通 过脱胶方法将与桑皮纤维相互交织的半纤维素、木质素和果胶除去，将桑皮纤 维释放出来。由于目前对桑皮纤维的研究还处于初期阶段，桑皮纤维的脱胶工 艺沿袭了麻脱胶的工艺，主要使用化学脱胶工艺。化学脱胶法能耗大，纤维的产出率较低，短绒较多，对纤维表面也会造成伤害，同时对环境也会造成严重 污染，不符合现代社会的生态环保和谐发展的理念。桑皮微生物脱胶技术是利 用微生物产生的酶快速降解桑皮胶质成分的技术，其处理条件温和，对纤维损 伤较少，能耗低，污染少，可提高桑皮纤维品质，降低生产成本，是制取桑皮 纤维行业可持续发展的必然趋势。桑皮微生物脱胶技术实际上是在微生物菌群 产生的果胶酶、半纤维素酶和木质素酶的共同作用下，降解果胶、半纤维素和 木质素逐步释放桑皮纤维的过程，这是单一微生物难于完成的过程。因此，要 建立一套高效的桑皮微生物脱胶技术，必须获得一个能产生高活性的果胶酶、 半纤维素酶和木质素酶且各种酶的比例协调的微生物菌群。
发明内容
本发明的目的是提供一种用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，该 方法能有效、经济、环保进行桑皮纤维脱胶。
本发明通过以下技术方案达到上述目的 一种用细菌复合菌群对桑皮纤维 进行脱胶的方法，包括以下步骤-
(1) 脱胶细菌复合菌群种子液制备将脱胶细菌复合菌群保藏液按5-10%
(v/v)的接种量接入脱胶细菌复合菌群培养液中，于30-37 。C、 pH 7.0-8.0 下培养24-48小时，
(2) 按干桑皮脱胶液为l: 20 — 30的比例将脱胶液加入干桑皮中，
(3) 按10 — 15 % (v/v)的接种量接入培养好的脱胶细菌复合菌群种子 培养液，
(4) 35—40 。C、 pH 7.5-8.5下浸泡48-72小时进行脱胶，
(5) 用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或60 'C左右下烘干。
所述脱胶液的组成和脱胶细菌复合菌群培养液组成分别为
(1) 脱胶液的组成(w/v): 0.2-0.5 %尿素溶液，或0.2-0. 5 %(NH4)2S04
溶液，
(2) 脱胶细菌复合菌群培养液的组成(w/v): 0.2-0.5%碳源，0.2-0.5% 氮源。其中的碳源是果胶、木糖、木聚糖的任意一种，氮源是尿素、KN03、NH4C1、
(NH4)2S04的任意一种。
所述细菌复合菌群的筛选方法如下
从含有丰富果胶质的沼气池泥、池塘底泥、树林、香蕉地等地方采集土壤 样品，分别放置于富集培养液中，富集培养液的组成(w/v):干桑皮5。/。， (NH丄S04 0.5%， 37 'C、 pH8.0下静止培养，观察纤维释放情况及测定培养液的果胶酶、 木聚糖酶和木质素酶的含量，选择脱胶效果好、酶含量高的培养物，取50 ml 培养液，转入450ml新的富集培养液中，37 。C静止培养，经过5次富集后，得 到脱胶效果良好的细菌复合菌群。 (2)保藏
取50 mL细菌复合菌群培养液与50 mL浓度为30 % (w/v)的无菌甘油混 合，装于无菌塑料瓶中，摇匀，于-20 'C冰箱中保存。 本发明的技术优点如下
1、 使用的是能产生果胶酶、木聚糖酶、木质素酶等的细菌复合菌群进行脱 胶，不仅能有效去除果胶质，也能有效去除半纤维素、木质素等其它非纤维素 物质，与化学脱胶法和其它微生物脱胶法相比其残胶率低，脱胶效果好。
2、 使用的细菌复合菌群培养液以及脱胶液的组成成分简单、经济，脱胶工艺简单、易操作，既可大大降低生产成本，又可减轻劳动强度。
3、使用的脱胶条件温和，不使用强酸强碱和高温，对桑皮纤维的损伤小， 纤维强度高，既提高了纤维的品质，又能减轻设备腐蚀、减少环境污染。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。 实施例l
1、 富集培养基组成(w/v): 5 %干桑皮，0.5 % (NH4)2S04。
筛选方法从含有丰富果胶质的沼气池泥、池塘底泥、树林、香蕉地等地 方采集土壤样品，分别放置于富集培养基中，37 °C、 pH 8.0静止培养，观察 纤维释放情况及测定培养液的果胶酶、木聚糖酶和木质素酶的含量，选择脱胶 效果最好、酶含量高的培养物，取50 ml培养液，转入450ml新的富集培养基 中，37 "C静止培养，经过5次富集后，得到脱胶效果良好的细菌复合菌群。
2、 脱胶细菌复合菌群培养
培养液的组成(w/v):果胶0.5 %，尿素0.2 %。
培养工艺条件将筛选到的脱胶细菌复合菌群接种于脱胶细菌复合菌群培 养液中，于37 °C、 pH 8.0下培养24小时即得脱胶细菌复合菌群种子培养液。
3、 脱胶
脱胶液组成(w/v): 0.2 %尿素溶液。
脱胶工艺按干桑皮脱胶液为1: 25的比例将脱胶液加入干桑皮中，按
10呢(v/v)的接种量接入培养好的脱胶细菌复合菌群种子培养液，37 °C、pH8.0 下浸泡72小时进行脱胶。
4、 漂洗干燥工艺用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。
结果非纤维素物质的去除率为82. 3 % (w/w)，残胶率为1. 51 %，单纤维强 度为7. 02 cN/dtex。 实施例2
1、 脱胶细菌复合菌群的筛选 采用与实施例1相同的方法富集和筛选。
2、 脱胶细菌复合菌群培养
培养液的组成(w/v): 0.5 %木聚糖，0.5 % KN03。
培养工艺条件将筛选到的脱胶细菌复合菌群接种于脱胶细菌复合菌群培
养液中，于35 °C、 pH 7.0下培养48小时即得脱胶细菌复合菌群种子液。
3、 脱胶
脱胶液组成(w/v): 0.5 % (NH4)2S04溶液。
脱胶工艺按干桑皮脱胶液为h 25的比例将脱胶液加入干桑皮中，按 15 % (v/v)的接种量接入培养好的脱胶细菌复合菌群种子液，40 °C、 pH 8.0 下浸泡48小时进行脱胶。
4、 漂洗干燥工艺
用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。 结果非纤维素物质的去除率为81. 1 %，残胶率为1. 73 %，单纤维强度7. 11 cN/dtexQ 实施例3
1、脱胶细菌复合菌群的筛选 采用与实施例1相同的方法富集和筛选。2、 脱胶细菌复合菌群培养
培养液的组成(w/v):木糖0.2 %，尿素0.5 %。
培养工艺条件将筛选到的脱胶细菌复合菌群接种于脱胶细菌复合菌群培
养液中，于35 °C、 pH 7.5下培养36小时即得脱胶细菌复合菌群种子培养液。
3、 脱胶
脱胶液组成(w/v): 0.2 %尿素溶液。
脱胶工艺按干桑皮脱胶液为1: 30的比例将脱胶液加入干桑皮中，按
15% (v/v)的接种量接入脱胶细菌复合菌群种子液，35 °C、 pH8.5下浸泡60 小时进行脱胶。
4、 漂洗干燥工艺
用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。 结果非纤维素物质的去除率为79. 3 %，残胶率为1. 97 %,单纤维强度7. 85 cN/dtex。
实施例4
1、 脱胶细菌复合菌群的筛选 采用与实施例1相同的方法富集和筛选。
2、 脱胶细菌复合菌群培养
培养液的组成(w/v):果胶0.2 %， (NH4)2S04 0. 5 %。
培养工艺条件将筛选到的脱胶细菌复合菌群接种于脱胶细菌复合菌群培 养液中，于30 °C、 pH 7.5下培养24小时即得脱胶细菌复合菌群种子液。
3、 脱胶
脱胶液组成(w/v): 0.2 %(朋4)504溶液。脱胶工艺按干桑皮脱胶液为1: 20的比例将脱胶液加入干桑皮中，按
15% (v/v)的接种量接入脱胶细菌复合菌群种子液，37 °C、 pH7.5下浸泡72 小时进行脱胶。
4、漂洗干燥工艺
用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。 结果非纤维素物质的去除率为78.2%，残胶率为2. 12%，单纤维强度7.91 cN/dteXo 实施例5
1、 脱胶细菌复合菌群的筛选 采用与实施例1相同的方法富集和筛选。
2、 脱胶细菌复合菌群培养
培养液的组成(w/v):木糖0.5 %，尿素0.2 %。
培养工艺条件将筛选到的脱胶细菌复合菌群接种于脱胶细菌复合菌群培 养液中，于37 °C、 pH 8.0下培养48小时即得脱胶细菌复合菌群种子液。
3、 脱胶
脱胶液组成(w/v): 0.5 %尿素溶液。
脱胶工艺按干桑皮脱胶液为1: 30的比例将脱胶液加入干桑皮中，按 10 % (v/v)的接种量接入脱胶细菌复合菌群种子培养液，40 。C、 pH 7.5下浸 泡72小时进行脱胶。
4、 漂洗干燥工艺
用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。 结果非纤维素物质的去除率为75. 6 %,残胶率为2. 51 %，单纤维强度7. 56cN/dtex<>
干桑皮组分的测定是采用国家标准GB5889-86苎麻化学成分定量分析方法 测定的，经测定干桑皮的化学组成成分(％， w/w)为脂蜡质0. 78，水溶物15. 72， 纤维素14.03，果胶质11.91,半纤维素34.90，木质素22.66。
残胶率和单纤维强度采用国家标准GB/T5881-1986《苎麻理化性能试验取 样方法》测定。非纤维素物质的去除率采用重量法测定，即非纤维素物质的去 除率(90二100X (脱胶前桑皮重量-脱胶后桑皮纤维重量)/脱胶前桑皮重量。
权利要求
1. 一种用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤(1)脱胶细菌复合菌群种子液制备将脱胶细菌复合菌群保藏液按5-10％(v/v)的接种量接入脱胶细菌复合菌群培养液中，于30-37℃、pH 7.0-8.0下培养24-48小时，(2)按干桑皮∶脱胶液为1∶20-30的比例将脱胶液加入干桑皮中，(3)按10-15％(v/v)的接种量接入培养好的脱胶细菌复合菌群种子液，(4)35-40℃、pH 7.5-8.5下浸泡48-72小时进行脱胶，(5)用清水对脱胶后的桑皮纤维进行漂洗，于阳光下晒干或烘干。
2、 根据权利要求1所述的用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，其 特征在于所述脱胶液的组成和脱胶细菌复合菌群培养液组成分别为(1) 脱胶液的组成(w/v): 0.2-0.5 %尿素溶液，或0.2-0.5 %(NH4)2S04溶液，(2) 脱胶细菌复合菌群培养液的组成(w/v): 0.2-0.5%碳源，0.2-0.5%氮源。
3、 根据权利要求2所述的用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，其 特征在于所述碳源是果胶、木糖、木聚糖的任意一种，氮源是尿素、KN03、NH4C1、(NH4)2S04的任意一种。
4、 根据权利要求1所述的用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，其特征在于所述细菌复合菌群通过以下方法获得-(1) 筛选从含有丰富果胶质的沼气池泥、池塘底泥、树林、香蕉地等地方采集土壤样品，分别放置于富集培养液中，富集培养液的组成(w/v):干桑皮5 %， (NH4)2S04 0.5%， 37 °C、 pH8.0下静止培养，观察纤维释放情况及测定培养液的果胶酶、 木聚糖酶和木质素酶的含量，选择脱胶效果好、酶含量高的培养物，取50 ml 培养液，转入450ml新的富集培养液中，37 t:静止培养，经过5次富集后，得 到脱胶效果良好的细菌复合菌群。(2) 保藏取50 mL细菌复合菌群培养液与50 mL浓度为30 % (w/v)的无菌甘油混 合，装于无菌塑料瓶中，摇匀，于-20 t:冰箱中保存。
全文摘要
一种用细菌复合菌群对桑皮纤维进行脱胶的方法，该方法使用以桑皮为碳源的培养基从沼气池泥、池塘底泥、树林、香蕉地等样品中筛选的对桑皮有良好脱胶效果的细菌复合菌群，将干桑皮直接浸泡于脱胶液中，再将培养好的脱胶复合菌群接种于其中进行脱胶，经水洗、干燥即可得到疏松的桑皮纤维。该方法工艺条件温和，操作简单，不需使用强酸强碱，其生产成本比化学脱胶法大大降低，对环境的污染小，制备的桑皮纤维残胶少，纤维洁白疏松。
文档编号D01C1/04GK101285212SQ20081007359
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者卢珍兰, 庞宗文, 梁静娟 申请人:广西大学