论文部分内容阅读
苎麻是一种天然纤维材料,具有单纤维长度长、纤维吸湿、散湿快等优点。而苎麻原麻中一般含有33%左右的胶质成分,只有去除这些胶质成分,充分分离纤维,才能达到纺纱要求。传统的化学脱胶方法由于污染方面的缺点,并不适合当今社会发展需要。而生物技术脱胶由于污染低,处理条件温和,是最有希望替代化学脱胶的清洁生产技术。本研究通过从多年种植苎麻的麻园土壤、腐枝和临近水塘收集菌群,以苎麻为唯一碳源和能源继代培养,长时间驯化,获得一个初步稳定脱胶菌群,对其脱胶工艺优化和脱胶潜能评估。从该菌群中分离出3株优势菌,对其进行了菌种鉴定、酶活力分析、脱胶能力检测和组合脱胶实验。(1)通过对野生脱胶菌群的连续继代培养驯化,获得一个初步稳定的脱胶菌群,优化了脱胶工艺,考察了其脱胶潜能。通过连续继代培养,菌群初步稳定,菌群沤麻分纤周期由野生菌群的5天缩短到3天左右。通过单因素分析和正交分析研究了野生菌群脱胶过程中温度、pH、转速、浴比对脱胶率和脱胶关键酶活力的影响,获得驯化稳定菌群的最优脱胶工艺为pH8,40℃,浴比1:15,摇床转速100rpm,在该工艺条件下72h完成脱胶,胶质去除率69.2%,SEM、XRD和FT-IR和纤维强力分析表明,纤维质量初步接近纺纱要求。(2)采用刚果红水解圈染色法从已稳定菌群中共筛选出7株脱胶优势菌,进一步通过酶活力检测筛选出3个具有较高的果胶酶和半纤维酶活力的菌株M1、G1、G2,分子鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、浸麻芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus strain)。在脱胶过程中发现M1还具有较高的漆酶活性,活力为0.65 U/mL,采用两段式脱胶可有效利用M1的漆酶。(3)对G1、G2和M1的最适脱胶条件进行了优化:G1为pH值为7,温度为40℃,浴比为1:15,转速为150rpm;G2为pH值为6,温度为40℃,浴比为1:15,转速为100 rpm;M1为pH值为8,温度为40℃,浴比为1:15,转速50rpm。并对各自在最适条件下的脱胶能力进行了评估。(4)针对菌株G1、G2和M1,通过三菌株组合脱胶实验和双菌株组合脱胶实验,初步研究了菌群重构及其脱胶效果,确定G1-G2-M1组合脱胶效果更好。在温度40℃、pH8、浴比为1:15、100 rpm、接种量10%的条件下进行苎麻脱胶实验,经过84 h脱胶后,苎麻脱胶率为66.1%。