一种苎麻生物脱胶的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于轻工生物技术领域，更具体地，涉及一种苎麻生物脱胶的方法。
【背景技术】
[0002] 苎麻原麻包含了多种结构复杂的化学成分，其主要成分是纤维素，含量占到70% 左右，剩余30%左右的非纤维素成分，麻纺工业中称其为胶质，主要包括果胶、半纤维素、木 质素、水溶物、蜡脂质和灰分等。这些胶质大部分相互胶连包裹在纤维外表，呈现坚固的片 条状。
[0003] 传统苎麻方法脱胶不仅劳动强度大、浪费资源多、脱胶质量差，而且由于使用了大 量酸、碱、氧化剂等化学试剂，脱胶后产生的废液会造成严重的环境污染。近年来，为了减少 或根治脱胶造成的污染，降低生产成本，已公认生物法脱胶是未来苎麻脱胶的主要发展方 向，采用生物脱胶工艺生产的苎麻精干麻与化学脱胶麻相比，束纤维断裂强度高，残胶率 低，可纺性好，且没有酸、碱、漂白剂等化学试剂残留。因而业界相继开展了苎麻的生物脱胶 技术研究和相关工艺探索。
[0004] 刘鲁明在专利CN101451132中采用蜡状芽孢杆菌复配木聚糖酶和甘露聚糖酶进行 苎麻脱胶，生产成本高，不利于工业化生产。杨政在专利CN102863116中采用果胶杆菌RJ6进 行苎麻脱胶，存在胶质脱除不彻底的问题。刘自镕在专利CNl 157475C中采用Baci Ilus subtilis进行苎麻和亚麻的脱胶，该菌在同一培养条件下可产生脱胶所需的多种酶，主要 是除纤维素酶以外的脱胶酶，但单菌处理在半纤维素的降解方面效率有限。
[0005] 现有的微生物脱胶菌株主要是针对胶质中的果胶合半纤维素类物质，然而，由于 半纤维素与木质素之间的复杂交联，半纤维素的多分支化，使得残胶率仍然偏高。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种苎麻脱胶方法，其目的 在于通过脱胶细菌大量产生脱支酶，与木糖糖酶协同作用促进木聚糖降解，使得半纤维素 的结构破坏程度加大，并促进果胶降解，从而显著提高苎麻的生物脱胶效果，由此解决现有 的苎麻脱胶方法残胶率高的技术问题。
[0007] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种苎麻生物脱胶方法，包括以 下步骤：
[0008] (1)原麻预处理:将苎麻原麻置于高压下，进行搓压处理后，按料液体积比1:8~1: 12加水浸泡并加热处理；
[0009] (2)脱胶处理：
[0010] (2-1)第一脱胶处理:将预处理后的原麻，按料液体积比1:8~1:12加水，并调节温 度在33~37°C之间，按照接种量5~10%加入芽孢杆菌HG-28扩大培养菌液，调节初始pH值 为6.5~7.5，以每吨2~4m 3/h的通气量通入过滤空气，处理4~8h，获得第一发酵体系；
[0011] (2-2)第二脱胶处理：。
[0012] 向步骤(2-1)中获的第一发酵体系中，按照接种量5~10%加入产半纤维素脱支酶 混合菌液，维持温度在33~37°C，以每吨2~4m 3/h的通气量通入过滤空气，处理2~8h，完成 生物脱胶。
[0013] 优选地，所述苎麻生物脱胶方法，其所述产半纤维素脱支酶混合菌液为短小芽孢 杆菌扩大培养液、枯草芽孢杆菌扩大培养液、地衣芽孢杆菌扩大培养液、以及多粘类芽孢杆 菌扩大培养液按体积比（1~3.5):(1~2):(1~2.5):(1~2)混合的混合液。
[0014] 优选地，所述苎麻生物脱胶方法，其步骤(1)所述高压范围为4X104~3X105Pa。
[0015] 优选地，所述苎麻生物脱胶方法，其步骤(1)所述搓压处理进行2~4次。
[0016]优选地，所述苎麻生物脱胶方法，其所述步骤(1)加热至115~125°C。
[0017] 优选地，所述苎麻生物脱胶方法，其所述步骤（1)处理15~30min。总体而言，通过 本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0018] 实施本发明，具有如下有益效果：本发明的苎麻产品各项指标与国家标准GB/T 20793-2006-级精干麻的技术指标对比如表1所示：
[0019]表1本发明的苎麻产品各项指标与国家标准GB/T 20793-2006-级精干麻的技术 指标对比
[0021] 本发明通过苎麻预处理、协同利用多种菌种产生的生物酶进行生物脱胶，相比HG-28单独脱胶结果，进一步降低了精干麻残胶率，最低残胶率可达到1.1 %，生产的苎麻精干 麻超过国豕一等品标。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之 间未构成冲突就可以相互组合。
[0023]本发明提供的苎麻生物脱胶方法，包括如下步骤：
[0024] Sl、脱胶菌种的活化培养:将保存在-80°C冰箱的芽孢杆菌HG-28、短小芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌的EP管于室温下分别放置至菌液完全融化 后，按0.5%~2.5%的接种量分别接种到盛有200~400mL-号培养基的IL摇瓶中，于30~ 38°C，120~200r/min转速的条件下培养2~6h，分别得到活化的各个菌种。所述的一号培养 基为：l〇g/L的蛋白胨、5 g//L的酵母浸粉、10g/L的NaCl，与水混合、定容后，调节初始pH值为 7.0~7.5。
[0025] S2、脱胶菌种的扩大培养:将Sl所得活化后的芽孢杆菌HG-28、短小芽孢杆菌、枯草 芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌按I %~5%的接种量分别接种到装有30L二号 培养基的规格为50L的一级种子罐中，于33~37°C，100~150r/min转速和1~3m3/h通气量 的条件下培养2~7h;然后将各个一级种子罐中的菌液按2.5%~8%的接种量分别接种到 装有600L二号培养基的规格为It的二级种子罐中，于33~37°C，60~100r/min转速和3~ 10m 3/h通气量的条件下培养3~6h，分别获得用于脱胶各菌种的扩大培养菌液：芽孢杆菌 HG-28扩大培养菌液即菌液A、小芽孢杆菌扩大培养菌液即菌液B、枯草芽孢杆菌扩大培养菌 液即菌液C、地衣芽孢杆菌扩大培养菌液即菌液D和多粘类芽孢杆菌扩大培养菌液即菌液E; 所述的二号培养基为:葡萄糖25~40g/L、蛋白胨8~15g/L、酵母浸粉3~10g/L、磷酸二氢钾 2~7g/L以及硝酸钙0.2~1.0 g/L;上述组分用水混合、溶解，调节pH为7.0~7.5。
[0026] S3、生物脱胶：
[0027] (1)原麻预处理:将苎麻原麻于4 X IO4~3 X IO5Pa下进行搓压处理2~4次后，将其 均匀挂在麻笼支架上，移入苎麻预处理罐中，并按料液比1:8~1:12(V/V)加入自来水，将预 处理罐的温度升至115~125°C，进行高温高压处理15~30min。
[0028] (2)脱胶处理：
[0029] (2-1)第一脱胶处理：
[0030] 将预处理后的原麻按料液比1:8~1:12(V/V)加入自来水，置于脱胶罐中，调节脱 胶罐的温度到33~37°C，将菌液A按5~10% (V/V)的接种量接入脱胶罐中，调节初始pH值为 6.5~7.5，以每吨2~4m3/h的通气量通入过滤空气，进行脱胶处理4~8h后。
[0031] (2-2)第二脱胶处理：
[0032] 向上述脱胶罐中按5~10% (V/V)的比例加入产半纤维素脱支酶混合菌液F进行微 生物协同脱胶，维持温度在33~37°C，以每吨2~4m3/h的通气量通入过滤空气，继续脱胶处 理2~8h，完成脱胶过程。所述混合菌液F由菌液B:菌液C:菌液D:菌液E按（1~3.5): (1~2): (1~2.5):(1~2)(V/V)的比例混合而成。该混合菌液同时含有乙酰木聚糖酯酶、阿魏酸酯 酶、α-葡萄糖醛酸酶以及α-L-阿拉伯糖醛酸酶等半纤维素脱支酶。
[0033]以下为实施例：
[0034]本发明实施例使用的芽孢杆菌Bacillus sp.HG-28,已于2013年7月2号提交给中 国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址在中国湖北省武汉市武汉大学)保藏，保藏编号为 CCTCC No:M 2013308。本发明实施例使用的短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和 多粘类芽孢杆菌均从中国典型培养物保藏中心购买，短小芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC AB 205602;枯草芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC AB 130030;地衣芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC AB 91060;多粘类芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC AB 2010431。
[0035] 实施例1
[0036] Sl、脱胶菌种的活化培养:将保存在-80°C冰箱的芽孢杆菌HG-28、短小芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌的EP管于室温下分别放置至菌液完全融化 后，按0.5%的接种量分别接种到盛有20011^-号培养基的11^摇瓶中，于