一种用于亚麻纤维原料脱胶的复合酶制剂及其制备方法以及亚麻纤维原料脱胶方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于纺织技术领域，涉及亚麻纤维原料脱胶，尤其涉及一种用于亚麻纤维 原料脱胶的复合酶制剂及其制备方法以及亚麻纤维原料脱胶方法。
【背景技术】
[0002] 亚麻纤维是纺织工业中的优良纤维，其织物不仅吸湿散热好，透气性佳，而且具有 挺括自然、穿着舒适凉爽等风格，深受消费者喜爱。其可纺纤维存在于以纤维束的形式存在 于亚麻原莖的韧皮内，亚麻的单纤维长度为l〇mm~26mm，单纤维两端靠果胶质轴向搭接或 侧向转接形成纤维束，纤维束与纤维束之间、韧皮与木质部之间都是靠胶质相联结。为了制 取亚麻中的可纺纤维，必须将韧皮中的胶制等杂成分去除，这个工艺过程称为亚麻原茎脱 胶。传统亚麻纤维植物脱胶工艺基本是以烧碱为主的化学脱胶工艺，该工艺过程中采用强 酸强碱、高温高压的方法，具有污染大、能耗高、制成率低、生产周期长、用水量大、破坏纤维 断裂强度、工作环境恶劣等一系列问题，尤其，亚麻纤维植物化学脱胶产生的废水具有浓度 高、色度高、碱度高等特点，其成分复杂，并含有大量难以降解的物质，进行环保处理的难度 非常大，严重制约着亚麻产业的发展。
[0003] 酶脱胶技术是通过生物酶的催化作用专一性，将纤维素与半纤维素、木质素、果胶 等分离，从而获得高质量的亚麻纤维并极大地降低环境污染。由于其替代原有工艺，治污效 果显著，受到多方关注。其虽然近年来亚麻纤维的酶脱胶技术研究取得一定进展，但绝大 多数处于实验室研究阶段，无法得到产业化应用。主要原因在于1、酶制剂结构的不稳定性， 相应的酶种选择、精确控制，如何融入亚麻纤维脱胶工艺中，仍存在较多问题;2、市售的酶 活力较低而售价又较高，3、酶试剂的用量不科学;若在脱胶过程中加酶量少，则残胶率不达 标;若加酶量大，则生产成本不占优势，而且对亚麻纤维断裂强度有明显的损伤;4、酶结构 不合理，比如，目前亚麻脱胶用酶制剂主要以果胶酶为主，由于酶制剂的专一性，其只针对 果胶质累物质进行水解，而半纤维素、木素、蜡纸类等物质只能通过一定浓度的酸碱进行去 除，这样势必影响纤维的断裂强度和可防性。因此，从质量、成本两方面考虑，现行的酶脱胶 方法很难推广应用，多半是采用半化学半酶法脱胶，依然无法解决脱胶废水量大、C0D值高、 环保处理费用高的难题。
[0004] 故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案， 解决现有技术中存在的缺陷。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种用于亚麻纤维原料脱胶的复合酶制剂及其制备方法 以及亚麻纤维原料脱胶方法，成本低、工艺简单并适合于工业化应用。
[0006] 为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供以下技术方案：
[0007] -种用于亚麻纤维原料脱胶的复合酶制剂，包括碱性果胶酸裂解酶、碱性纤维素 酶、碱性木聚糖酶和漆酶，各组分在复合酶制剂中的质量百分含量如下：
[0008] 碱性果胶酸裂解酶:70 % ;
[0009] 碱性纤维素酶:2% ;
[0010] 碱性木聚糖酶：18% ;
[0011] 漆酶:1〇%。
[0012] 优选地，所述碱性果胶酸裂解酶中还包括碱性多聚半乳糖醛酸酶和碱性果胶酯 酶，质量百分含量如下：
[0013] 碱性果胶酸裂解酶:70 % ;
[0014] 碱性多聚半乳糖醛酸酶:15% ;
[0015] 碱性果胶酯酶:15%。
[0016] 优选地，所述碱性纤维素酶包括外切碱性纤维素酶、碱性内切纤维素酶和碱性β - 葡聚糖酶，质量百分含量如下：
[0017] 外切碱性纤维素酶:60 % ;
[0018] 碱性内切纤维素酶:30 % ;
[0019] 碱性β-葡聚糖酶:10%。
[0020] 优选地，所述碱性木聚糖酶包括内切碱性木聚糖酶和外切碱性木聚糖酶，质量百 分含量如下：
[0021] 内切碱性木聚糖酶80 % ;
[0022] 外切碱性木聚糖酶20 %。
[0023]本发明还公开了一种亚麻纤维原料脱胶方法，包括以下步骤：
[0024]步骤(1):将亚麻纤维原料、复合酶制剂和水在煮练锅中混合均匀；
[0025] 步骤(2):将经步骤（1)酶作用后的亚麻纤维原料进行水洗再经漂白工艺获得亚麻 纤维；
[0026]其中，所述复合酶制剂质量百分比为亚麻纤维原料的1%。至1.5%。;所述复合酶制 剂包括70 %的碱性果胶酸裂解酶、2 %的碱性纤维素酶、18 %的碱性木聚糖酶和10 %的漆 酶，上述组分比例均为质量百分比：
[0027]在步骤（1)的酶作用过程中，温度维持在50°C~60°C，pH值维持在7.0~8.5，脱胶 时间为2h~4h。
[0028]优选地，在所述步骤(2)中采用双氧水漂白工艺。
[0029]优选地，在所述步骤(1)中，加入纯碱调整pH值并当作用结束后pH值为6.5以上。
[0030] 优选地，在所述步骤(1)中，通过循环栗进行水循环持续搅拌。
[0031] 优选地，所述碱性果胶酸裂解酶中还包括碱性多聚半乳糖醛酸酶和碱性果胶酯 酶，质量百分含量如下：
[0032] 碱性果胶酸裂解酶:70 % ;
[0033] 碱性多聚半乳糖醛酸酶：15% ;
[0034] 碱性果胶酯酶：15%;
[0035]所述碱性纤维素酶包括外切碱性纤维素酶、碱性内切纤维素酶和碱性β-葡聚糖 酶，质量百分含量如下：
[0036] 外切碱性纤维素酶:60 % ;
[0037] 碱性内切纤维素酶:30 % ;
[0038] 碱性β-葡聚糖酶：10% ;
[0039]所述碱性木聚糖酶包括内切碱性木聚糖酶和外切碱性木聚糖酶，质量百分含量如 下：
[0040]内切碱性木聚糖酶80 % ;
[0041 ] 外切碱性木聚糖酶20 %。
[0042]本发明还公开了一种用于亚麻纤维原料脱胶的复合酶制剂的制备方法，包括以下 步骤：
[0043] 步骤(1):将原料酶制剂碱性果胶酸裂解酶、碱性纤维素酶、碱性木聚糖酶和漆酶 分别进行前处理；
[0044] 步骤(2):将质量百分比为70%的碱性果胶酸裂解酶、2%的碱性纤维素酶、18%的 碱性木聚糖酶和10 %的漆酶在混合器混合均匀；
[0045] 步骤(3):然后加入适量防腐剂并通过硅藻土过滤机进行除菌，再通过测定酶活后 制备出用于亚麻纤维原料脱胶的复合酶制剂。
[0046] 与现有技术相比较，采用本发明的技术方案具备以下技术效果：
[0047] 1、利用果胶酸裂解酶、纤维素酶和木聚糖酶能够直接水解了果胶质、木聚糖、葡聚 糖、杂多糖等类物质，从而释放纤维束，使得韧皮和木质部易于分离，再利用漆酶水解分离 后木质素；
[0048] 2、采用双氧水漂白工艺，达到纺纱工艺要求的百度要求的同时，利用氧漂的高pH 值和高温的工艺特性，进一步对残胶进行脱除，从而达到亚麻纤维原料脱胶的目的；
[0049] 3、减少亚麻纤维漂白过程中漂液用量20 %以上；
[0050] 4、减少亚麻纤维漂白过程中烧碱用量40%以上；
[0051 ] 5、亚麻纤维断裂强度增加5%以上，细度增加20 %以上，断裂伸长率增加30%以 上，纤维强度均匀，使得纤维的可纺性显著提升，从而提高经济效益，降低生产成本；
[0052] 6、废水的颜色由原来的黑色或深褐色改善为现在浅褐色或黄色，C0D降低30%以 上。
【具体实施方式】
[0053]以下对本发明作进一步说明。
[0054]为了克服现有技术的缺陷，申请人对亚麻韧皮纤维的形态结构、化学组成以及微 观结构进行了深入的研究。
[0055] 亚麻单纤维为初生韧皮纤维细胞，一个细胞就是一根单纤维，单纤维平均长度为 10~26mm。因单纤维细胞较短，长度参差不齐，亚麻纤维只能以工艺纤维状态进行纺纱。亚 麻纤维成束的分布在茎的韧皮部分，因此也被称为韧皮纤维。在麻茎径向有20~40个纤维 束均匀的分布，呈一圈完整的环状纤维层。纤维束形成连续纵贯全茎、横向则绕全茎相互联 结的网状结构。纤维束与纤维束之间被薄壁细胞而隔离。亚麻原茎脱胶时就是破坏了这部 分薄壁细胞而分离出一束一束的纤维，形成部分分离的纤维束。
[0056] 亚麻纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素、果胶、蜡质及灰分等物质组成，纤维素 的含量高低决定着纤维品质的好坏。果胶是植物生成纤维素、半纤维素和木质素的营养物 质。纤维中由于果胶的存在使纤维细胞彼此相互粘连在一起，使纤维之间不能产生相对移 动，这对纺纱是不利的。半纤维素含量与亚麻纤维、纱线、织物的可纺性能、成纱性能和织物 服用性能也密切相关。在麻纤维中半纤维素的含量过高则纤维的品质差，反之则越佳。因此 在亚麻脱胶过程中，果胶和半纤维素是脱除的主要对象。
[0057]亚麻纤维的微观结构主要是指纤维素大分子的聚集态结构，或者说纤维素大分子 的排列状态、排列方向、聚集紧密程度等。亚麻纤维的基本组成成份纤维素，是许多葡萄糖 残基连接起来的大分子链。按一定距离、一定相位、一定相对形状比较规则和稳定地结合在 一起，成为结晶态的、很细的大分子束，即为基原纤。线形大分子链互相平行，由若干根基原 纤平行排列结合在一起，形成较粗一点的基本上呈结晶态的微原纤大分子束。若干根微原 纤结合在一起形成原纤。由原纤基本平行的堆砌得到更粗的大分子束为巨原纤，麻类的巨 原纤维是一个细胞，最后由巨原纤堆砌成纤维。在亚麻的各级微观结构的缝隙和孔洞中分 布着果胶、半纤维素、木质素等伴生物。
[0058]正如【背景技术】中所指出的，现有技术酶制剂结构的不稳定性，相应的酶种选择、精 确控制，如何融入亚麻纤维脱胶工艺中，仍存在较多问题；比如，目前亚麻脱胶用酶制剂主 要以果胶酶为主，然而，果胶酶也分为很多种，每种酶的脱胶效果均不相同；同时由于酶制 剂的专一性，果胶酶只针对果胶质累物质进行水解，使脱胶效果不佳。
[0059]在对亚麻韧皮纤维的形态结构、化学组成以及微观结构进行了深入的研究的基础 上，以及在试验中对各种酶性能的测定，申请人提出了一种用于亚麻纤维原料脱胶的复合 酶制剂，包括碱性果胶酸裂解酶、碱性纤维素酶、碱性木聚糖酶和漆酶，各组分在复合酶制 剂中的质量百分含量如下：
[0060] 碱性果胶酸裂解酶:70 % ;
[0061 ] 碱性纤维素酶:2% ;
[0062] 碱性木聚糖酶：18% ;
[0063] 漆酶：1〇%。
[0064] 进一步的，碱性果胶酸裂解酶中还包括碱性多聚半乳糖醛酸酶和碱性果胶酯酶， 质量百分含量如下：
[0065] 碱性果胶酸裂解酶:70 % ;
[0066] 碱性多聚半乳糖醛酸酶：15% ;
[0067]碱性果胶酯酶：15%。