黄麻韧皮纤维的提取助剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及纤维提取领域，尤其涉及黄麻韧皮纤维的提取助剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.黄麻属于一年生草本椴树科植物，原产于东南亚，约有100多个品种。在我国栽培历史悠久，产量丰富，价格低廉。
3.韧皮纤维是从植物韧皮部取得的纤维，韧皮纤维经过加工可用于地毯、纱线、绳索、土工布(网或垫子)、传统地毯、粗麻布或粗麻布、纸张、麻袋等。韧皮纤维还用于无纺布、模塑和复合技术行业用于制造无纺垫和地毯、作为家具材料的复合板、汽车门板和顶篷等。从史前时代到至少20世纪初，东欧森林地区的韧皮鞋是用韧皮条编织而成的。韧皮纤维很长，最长的可达0.5m以上，韧皮纤维的特点是，细胞壁厚，细胞腔仅占纤维断面的10％左右，纤维长，强度大，除少数木质化外，多数的胞间层为果胶层，正如黄麻韧皮纤维含有胶质，必需去除胶质才能用于纺织。
4.但黄麻含有较多的黄酮类、槲皮苷等诸多抑菌成分，且不同品种之间的化学组成(果胶、半纤维素、木质素等)含量差异明显，利用单纯微生物开展脱胶，会出现脱胶效果不均匀，脱胶时间长、短不一致，难易控制纤维质量等问题。因此，找到一种可以高效提取黄麻韧皮纤维的助剂具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了黄麻韧皮纤维的提取助剂及其制备方法和应用。本发明提供的提取助剂不仅环保，也适合不同品种黄麻韧皮纤维，且均能在16h内完成脱胶，纤维分散度好，能保护pw菌株正常生长、促使pw菌株快速生长繁殖、分泌的脱胶关键酶可充分渗入到植物纤维内部，加快发挥提取或脱胶作用。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了黄麻韧皮纤维的提取助剂，包括：
[0008][0009]
所述菌液是由保藏编号为cgmcc 14601的pw菌株制备获得。
[0010]
在本发明的一些实施方案中，上述菌液的活菌数为6
×
107～7
×
107cfu/ml。
[0011]
在本发明的一些实施方案中，低浓度的上述三聚磷酸钠能安全有效地防止噬菌体及其它杂菌繁殖，并且在脱胶过程中能使黄麻原料中果胶裂解，缩短纤维提取时间。
[0012]
在本发明的一些实施方案中，上述尿素的作用是在提取过程中补充氮源营养，促
进微生物生长、繁殖。
[0013]
在本发明的一些实施方案中，上述渗透剂为渗透剂jfc(脂肪醇聚氧乙烯醚)，属于非离子表面活性剂。
[0014]
在本发明的一些实施方案中，上述渗透剂的作用是降低原料表面张力，促进溶液对原料的渗透，加快提取工序进程。
[0015]
在本发明的一些实施方案中，上述三聚磷酸钠、尿素、渗透剂均为无危害性试剂。
[0016]
本发明提供了上述提取助剂中所述菌液的制备方法，包括以下步骤：
[0017]
s1：取上述菌株接种于液体培养基中培养，获得培养液；
[0018]
s2：取上述培养液涂布于固体培养基培养，获得单菌落；
[0019]
s3：取上述单菌落接种于上述液体培养基中培养，获得上述菌液。
[0020]
在本发明的一些实施方案中，s1中上述接种的活菌数为3.0
×
108～4.0
×
108cfu/ml。
[0021]
在本发明的一些实施方案中，s3中上述接种的活菌数4.0
×
108～6.0
×
108cfu/ml。
[0022]
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述液体培养基包括：氯化钠0.2～0.7％(w/w)、葡萄糖0.2～0.7％(w/w)、蛋白胨0.2～0.7％(w/w)、牛肉浸膏0.2～0.7％(w/w)，水。
[0023]
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述固体培养基包括：营养琼脂2～4％(w/w)，葡萄糖0.2～0.7％(w/w)，水。
[0024]
本发明提供了上述提取助剂的制备方法，包括以下步骤：将上述三聚磷酸钠、尿素、渗透剂与水混合后，接入上述菌液和/或上述制备方法制得的菌液，获得上述提取助剂。
[0025]
在本发明的一些实施方案中，上述接入上述菌液的活菌数6
×
107～7
×
107cfu/ml。
[0026]
本发明提供了上述提取助剂和/或上述制备方法制得的提取助剂在缩短脱胶时间、脱胶效率和/或韧皮纤维质量中的一种或多种应用。
[0027]
本发明提供了黄麻韧皮纤维的提取方法，包括以下步骤：取如权利要求1所述提取助剂和/或如权利要求5所述制备方法制得的提取助剂与原料混合，振荡培养。
[0028]
在本发明的一些实施方案中，上述提取方法中所述提取助剂与所述原料的浴比为(10～20):1。
[0029]
在本发明的一些实施方案中，上述提取方法中所述振荡培养的温度为31～35℃，转速为150～200r/min。
[0030]
在本发明的一些实施方案中，上述提取方法中所述原料包括黄麻-21、黄麻-23、黄麻-24和/或黄麻-40中的一种或多种。
[0031]
本发明提供了黄麻韧皮纤维的提取助剂，包括：
[0032]
三聚磷酸钠0.1～0.5％(w/w)；尿素0.2～0.6％(w/w)；渗透剂0.1～0.5％(v/v)；菌液1～5％(v/v)；所述菌液是由保藏编号为cgmcc 14601的pw菌株制备获得。
[0033]
本发明提供的提取助剂不仅环保，也适合不同品种黄麻韧皮纤维，且均能在16h内完成脱胶，纤维分散度好，能保护pw菌株正常生长、促使pw菌株快速生长繁殖、分泌的脱胶关键酶可充分渗入到植物纤维内部，加快发挥提取或脱胶作用。
具体实施方式
[0034]
本发明公开了黄麻韧皮纤维的提取助剂及其制备方法和应用。
[0035]
应该理解，表述
“……
中的一种或多种”单独地包括每个在所述表述后叙述的物体以及所述叙述的物体中的两者或更多者的各种不同组合，除非从上下文和用法中另有理解。与三个或更多个叙述的物体相结合的表述“和/或”应该被理解为具有相同的含义，除非从上下文另有理解。
[0036]
术语“包括”、“具有”或“含有”，包括其语法同义语的使用，通常应该被理解为开放性和非限制性的，例如不排除其他未叙述的要素或步骤，除非另有具体陈述或从上下文另有理解。
[0037]
应该理解，只要本发明仍可操作，步骤的顺序或执行某些行动的顺序并不重要。此外，两个或更多个步骤或行动可以同时进行。
[0038]
本文中的任何和所有实例或示例性语言如“例如”或“包括”的使用，仅仅打算更好地说明本发明，并且除非提出权利要求，否则不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应解释为指示任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
[0039]
此外，用以界定本发明的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。因此，除非另有明确的说明，应当理解本公开所用的所有范围、数量、数值与百分比均经过“约”的修饰。在此处，“约”通常是指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。
[0040]
本发明材料，pw菌液、高效助剂制备及验证试验中，所用原料及试剂均可由市场购得。
[0041]
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
[0042]
实施例1材料
[0043]
1)原料：不同品种黄麻韧皮纤维，品种名称：黄-21、黄-23、黄-24、黄-40。
[0044]
2)菌种：植物腐败菌pw(保藏编号：cgmcc 14601)。
[0045]
3)液体培养基：氯化钠0.2％～0.7％(质量百分比)，葡萄糖0.2％～0.7％(质量百分比)，蛋白胨0.2％～0.7％(质量百分比)，牛肉浸膏0.2％～0.7％(质量百分比)，自来水。
[0046]
4)固体培养基：营养琼脂2％～4％(质量百分比)，葡萄糖0.2％～0.7％(质量百分比)，自来水。
[0047]
实施例2pw菌液制备
[0048]
取1环实施例1获得的抽真空法保存的pw菌苔加入到6ml实施例1的液体培养基中，混匀，34℃、180r/min培养6h后，取1ml培养液稀释涂布于实施例1的固体培养基平皿，34℃静置培养20h，长出菌落；
[0049]
挑取典型单菌落接入6ml实施例1的液体培养基，混匀，34℃、180r/min培养4h后，按接种量(活菌数达到3.0
×
108～4.0
×
108cfu/ml)，2％(体积百分比)接入至100ml实施例1的液体培养基，34℃、180r/min培养5h后，又按接种量(活菌数达到4.0
×
108～6.0
×
108cfu/ml)，2％(体积百分比)培养液接入300ml实施例1的液体培养基，34℃、180r/min培养6h(活菌数达到1
×
109～2.5
×
109cfu/ml)。
[0050]
实施例3高效助剂配方
[0051]
称取三聚磷酸钠0.1％(质量百分比)、尿素0.2％(质量百分比)、渗透剂jfc 0.1％(体积百分比)加入到自来水中，溶解后，再接入实施例1提供的pw菌液1％(体积百分比)，混匀。
[0052]
实施例4高效助剂配方
[0053]
称取三聚磷酸钠0.3％(质量百分比)、尿素0.4％(质量百分比)、渗透剂jfc 0.3％(体积百分比)加入到自来水中，溶解后，再接入实施例1提供的pw菌液3％(体积百分比)，混匀。
[0054]
实施例5高效助剂配方
[0055]
称取三聚磷酸钠0.5％(质量百分比)、尿素0.6％(质量百分比)、渗透剂jfc 0.5％(体积百分比)加入到自来水中，溶解后，再接入实施例1提供的pw菌液5％(体积百分比)，混匀。
[0056]
实施例6提取方法
[0057]
将实施例3配制好的高效助剂浸泡液，按浴比1：10(黄麻韧皮纤维：高效助剂)加入到装有原料的锥形瓶中，置于34℃，150r/min恒温振荡器培养，观察纤维提取脱胶效果和时间。
[0058]
同时设置对照：菌液浸泡法-实施例2制备的pw菌液2％(体积百分比)、自来水，两种浸泡液接种起始活菌数大约为6
×
107～7
×
107cfu/ml。
[0059]
实施例7提取方法
[0060]
将实施例4配制好的高效助剂浸泡液，按浴比1：15(黄麻韧皮纤维：高效助剂)加入到装有原料的锥形瓶中，置于31℃，180r/min恒温振荡器培养，观察纤维提取脱胶效果和时间。
[0061]
同时设置对照：菌液浸泡法-实施例2制备的pw菌液2％(体积百分比)、自来水，两种浸泡液接种起始活菌数大约为6
×
107～7
×
107cfu/ml。
[0062]
实施例8提取方法
[0063]
将实施例5配制好的高效助剂浸泡液，按浴比1：20(黄麻韧皮纤维：高效助剂)加入到装有原料的锥形瓶中，置于35℃，200r/min恒温振荡器培养，观察纤维提取脱胶效果和时间。
[0064]
同时设置对照：菌液浸泡法-实施例2制备的pw菌液2％(体积百分比)、自来水，两种浸泡液接种起始活菌数大约为6
×
107～7
×
107cfu/ml。
[0065]
实施例9活菌数测定
[0066]
采用常规稀释分离法：
[0067]
先准备好装有9ml无菌水试管，然后吸取实施例2中的1ml pw菌液发酵液于第一支试管中，混匀，再逐支取1ml放入9ml无菌水中，最后分别取倒数3管的0.1ml稀释液均匀涂布于固体培养基平板上，恒温培养18h时观察1ml发酵液中含有的菌落总数。
[0068]
结果表明，实施例6获得的高效助剂能促使pw菌株快速生长繁殖、分泌脱胶关键酶；
[0069]
如：表1为脱胶过程中发酵液为12h，此时为pw菌利用原麻溶出的水溶物胶氮源为营养大量生长繁殖高峰期的活菌数。
[0070]
表1不同品种黄麻韧皮纤维脱胶过程中发酵液为12h的活菌数测定
[0071][0072]
注：接种浸泡液起始活菌数为7.11
×
106cfu/ml。
[0073]
实施例10含胶率测定
[0074]
称取5g左右实施例1获得的烘干麻样(m0)，将其放于加有150ml，质量浓度为20g/l氢氧化钠溶液的三角烧瓶中，置于球型冷凝管沸煮1h，更换新氢氧化钠溶液，重新沸煮2h；再取出麻样，在分样筛中洗净，烘干称量(m1)。计算:
[0075][0076]
式中:
[0077]
wj—含胶率，数值以百分率(％)表示；
[0078]
m0—试样烘干质量，单位为克(g)；
[0079]m1-测定含胶率后的试样烘干质量，单位为克(g)。
[0080]
结果表明，实施例8获得的高效助剂能使所分泌的关键酶充分渗入到植物纤维内部，加快发挥提取或脱胶作用。如：表2为纤维脱胶前、后的含胶率。
[0081]
表2不同品种黄麻韧皮纤维脱胶前、后的含胶率测定结果(％)
[0082][0083][0084]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。