CN101451132B - 苎麻脱胶用复合酶制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苎麻脱胶用复合酶制剂及其制备方法，即以分离到的蜡状芽孢杆菌为出发菌株，经过种子培养和液体深层发酵制得高酶活的碱性果胶酶，其中还含有葡聚糖酶、中性蛋白酶，并以此为基础，再复配适量木聚糖酶和甘露聚糖酶，从而制得复合酶制剂。本发明还公开了一种苎麻脱胶工艺，将所述复合酶制剂应用于苎麻脱胶工艺中的酶练步骤。本发明通过多种生物酶的复配，使碱性果胶酶和半纤维素酶共同发挥作用，达到脱胶的目的；所述工艺方法能够节省酸碱原料，具有处理条件温和，成本低，纤维质量好，对环境污染小等优点。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种苎麻脱胶用复合酶制剂，尤其还涉及所述复合酶制剂的制备方法及其在苎麻脱胶工艺中的应用。
背景技术
苎麻(Bochmeria nivea)属荨麻科(Urticaceae)宿根性，多年生草本植物，原产我国，被欧美各国称为“中国草”，产量约占世界的80％。通过分析苎麻成分，其纤维含量在60％以上，它的韧皮纤维特别长而结实，在已知麻类纤维中最细最长，是一种重要的纺织工业原料。然而苎麻纤维上附着有大量的胶质，约占总重25-35％，主要是果胶、半纤维素和木质素等，根据苎麻品种的不同，其含量可高达24-45％。因此要得到工业上可利用的纤维，必须进行脱胶处理，而且纤维脱胶直接关系纤维的开发利用。
目前本领域中常用的脱胶方法为化学烧碱高压煮练法，该方法耗用大量的酸碱，随着酸碱原料大幅度涨价，导致成本成倍上涨；同时，化学脱胶产生大量的酸碱废水，可造成严重的环境污染。为此，许多研究人员将注意力集中在生物与生物一化学联合脱胶上。
日本专利特开昭51-149976公开了一种微生物进行苎麻脱胶的方法，指出真菌产生的果胶酶中含有纤维素酶，起作用的条件为酸性。因其脱胶效果不稳定，并造成纤维强度下降，工业上难于应用。申请号为CN85104284的中国发明专利申请公开了利用芽胞杆菌进行苎麻脱胶的方法，中国专利申请CN97109044.0公开了一株嗜碱芽胞杆菌并应用于苎麻脱胶，中国专利ZL 01106844.2公开了一株枯草芽胞杆菌CCTCC M200038并应用于苎麻脱胶。上述各专利所公开的内容，均直接将其所述菌株工业化生产的粗酶液用于苎麻脱胶，没有兼顾到苎麻纤维所附胶质的多样性及果胶酶活性高低的情况，在工业应用上存在诸多问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合酶制剂及其制备方法、应用方法，以对苎麻纤维进行脱胶处理，提高经济和社会效益。
本发明所述苎麻脱胶用复合酶制剂，其组成包括：
碱性果胶酶即聚半乳糖醛酸裂解酶、葡聚糖酶、中性蛋白酶以及半纤维素酶。
上述苎麻脱胶用复合酶制剂，所述半纤维素酶是木聚糖酶和甘露聚糖酶。
上述苎麻脱胶用复合酶制剂，复合酶制剂中各个成分的酶活活力为：碱性果胶酶300U/ml、葡聚糖酶4000U/ml、中性蛋白酶600U/ml、木聚糖酶500U/ml、甘露聚糖酶600U/ml。
上述苎麻脱胶用复合酶制剂，所述碱性果胶酶是通过下述方法得到的：以分离到的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)为出发菌株，经过种子培养和液体深层发酵制得高酶活的碱性果胶酶。
将上述苎麻脱胶用复合酶制剂应用于苎麻脱胶工艺，所述脱胶工艺包括：将苎麻扎把、装笼、酶练、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油水、抖麻、烘干得到精干麻。
上述苎麻脱胶工艺所述的酶练，其主要控制参数为：
复合酶制剂添加量1-3％，纺织助剂0.2％-0.5％，均为与苎麻重量比；苎麻与脱胶液浴比：1∶12-1∶15，pH8.5-9.5，脱胶温度控制在40-50℃，脱胶酶液保持静态或动态，脱胶时间为2-10h。
本发明的生物-化学联合脱胶法经多次不同规格的试验，已经能够工业应用。以分离得到的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)为出发菌株，经过种子培养和液体深层发酵制得高酶活的碱性果胶酶制剂。同时，对制剂的酶组分进行分析表明，碱性果胶酶制剂中除含有高活力的碱性果胶酶(指聚半乳糖醛酸裂解酶)外，还含有葡聚糖酶、中性蛋白酶。本发明在原有碱性果胶酶、葡聚糖酶和中性蛋白酶的基础上，又复配了一些半纤维素酶，主要为木聚糖酶和甘露聚糖酶，可有效的脱除苎麻中的胶质。
本发明通过多种生物酶的复配，使其碱性果胶酶和半纤维素酶共同发挥作用，水解苎麻中的果胶、半纤维素类物质，达到脱胶的目的。本发明所述方法减掉了传统方法中的一步浸酸，替代了传统工艺中的一步碱煮，节省了大量的酸碱原料，具有处理条件温和，成本低，纤维质量好，对环境污染小等优点。
苎麻纤维使用复合酶制剂按照本发明所述工艺处理后，精干麻具体指标为：精干麻合格率连续三批平均≥95％，残胶率2.54％、纤维强度5.05gf/D、硬条率7.26％、含油1.03％、纤维支数2073
苎麻厂精干麻达到以下要求为合格品，精干麻合格率≥90％，残胶率＜2.8％、纤维强度＞4.5gf/D、硬条率＜10％、含油在0.6％～1.8％之间。
具体实施方式
本发明涉及到的原材料，除本说明书已介绍的苎麻脱胶用复合酶制剂外，其余均为市场上销售的原材料。
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
以分离得到的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)为出发菌株，经过种子培养和液体深层发酵制得高酶活的碱性果胶酶制剂，再复配半纤维素酶，主要为木聚糖酶和甘露聚糖酶，最终使复合酶液中各个成分的酶活活力为：碱性果胶酶300U/ml、葡聚糖酶4000U/ml、中性蛋白酶600U/ml、木聚糖酶500U/ml、甘露聚糖酶600U/ml。测定果胶酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶的活力，一个酶活力单位定义为在测定条件下，由底物每分钟释放1μmol半乳糖醛酸(或木糖或甘露糖)所需的酶量。
本发明通过多种生物酶进行复配，使碱性果胶酶和半纤维素酶共同发挥作用，用于水解苎麻中的果胶、半纤维素类物质，以达到脱胶的目的。
实施例2
将本发明所述的苎麻脱胶用复合酶制剂，应用于苎麻脱胶工艺，其工艺流程包括：
将苎麻扎把、装笼、酶练、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油水、抖麻、烘干得到精干麻。
上述工艺是一种生物一化学联合脱胶工艺，其中部分工艺步骤与传统的化学脱胶方法一致，下面就其改进之处进行说明。
所述的酶练步骤为：
将与苎麻重量比为1-3％的复合酶制剂、0.2％-0.5％的纺织助剂加入脱胶液；苎麻与脱胶液的浴比为：1∶12-1∶15，调整脱胶液pH值为8.5-9.5，加入苎麻进行脱胶，温度控制在40-50℃，脱胶液保持静态或动态，脱胶时间为2-10h。
所述的沤麻步骤为：
在酶练结束后，进行沤麻工艺，具体操作为：苎麻酶练完成后，用塑料布覆盖，在40℃左右温度下放置12-24h。
所述的洗麻步骤为：
将完成脱胶沤制的麻用90℃的热水灭菌30min。
所述的碱煮步骤为：
将灭菌后的脱胶麻加入碱液中，NaOH浓度为6-10g/L，并根据生产需要添加一定量的助剂，添加量为0.2％-0.5％(以苎麻重量计)，常压沸煮2-4h。
其后工序按传统工艺常规进行。
经过上述工艺处理后，精干麻具体指标为：精干麻合格率连续三批平均≥95％，残胶率2.54％、纤维强度5.05gf/D、硬条率7.26％、含油1.03％、纤维支数2073。
苎麻厂精干麻达到以下要求为合格品，精干麻合格率≥90％，残胶率＜2.8％、纤维强度＞4.5gf/D、硬条率＜10％、含油在0.6％～1.8％之间。
本发明的生物-化学联合脱胶法经多次不同规格的试验，已经能够工业应用。以分离得到的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)为出发菌株，经过种子培养和液体深层发酵制得高酶活的碱性果胶酶制剂。同时，对制剂的酶组分进行分析表明，碱性果胶酶制剂中除含有高活力的碱性果胶酶(指聚半乳糖醛酸裂解酶)外，还含有葡聚糖酶、中性蛋白酶。本发明在原有碱性果胶酶、葡聚糖酶和中性蛋白酶的基础上，又复配了一些半纤维素酶，主要为木聚糖酶和甘露聚糖酶，可有效的脱除苎麻中的胶质。
本发明通过多种生物酶的复配，使其碱性果胶酶和半纤维素酶共同发挥作用，水解苎麻中的果胶、半纤维素类物质，达到脱胶的目的。本发明所述方法减掉了传统方法中的一步浸酸，替代了传统工艺中的一步碱煮，节省了大量的酸碱原料，具有处理条件温和，成本低，纤维质量好，对环境污染小等优点。
Claims (2)
1.一种苎麻脱胶用复合酶制剂，其组成为：
碱性果胶酶300U/ml、葡聚糖酶4000U/ml、中性蛋白酶600U/ml、木聚糖酶500U/ml、甘露聚糖酶600U/ml。
2.用权利要求1所述苎麻脱胶用复合酶制剂进行苎麻脱胶的方法，所述方法包括：
将苎麻扎把、装笼、酶炼、沤麻、洗麻、碱煮、拷麻、漂洗、给油、脱油水、抖麻、烘干，得到精干麻，所述的酶炼步骤，其主要控制参数为：复合酶制剂添加量1-3％，纺织助剂0.2％-0.5％，均为与苎麻重量比；苎麻与脱胶液浴比：1∶12-1∶15，pH8.5-9.5，脱胶温度控制在40-50℃，脱胶酶液保持静态或动态，脱胶时间为2-10h。
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| CN1366043A (zh) * | 2001-01-15 | 2002-08-28 | 山东大学 | 苎麻脱胶果胶酶的生产及其在苎麻脱胶工艺中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101451132A (zh) | 2009-06-10 |
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