[发明专利]韧皮纤维果胶酶脱胶方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种韧皮纤维的生物脱胶工艺，具体地说是一种韧皮 纤维果胶酶脱胶方法。

背景技术：

韧皮纤维植物传统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，这些问题是造成韧皮纤维植物脱胶企业利润率低的 主要原因。另一方面，韧皮纤维植物化学脱胶废水具有浓度高、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。虽然近年来韧皮纤维的酶脱胶技术研究取得 重大进展，但绝大多数处于实验室研究阶段，无法得到推广应用。主 要原因在于，市售的酶活力较低而售价又较高，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。因此， 从质量控制和成本控制两方面考虑，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、废 水中COD值高、环保处理费用高的难题。因此，市场呼唤高效率、低 成本、能够产业化的生物酶法脱胶技术。

发明内容：

本发明的目的是提供一种韧皮纤维的生物脱胶方法，具体地说是 韧皮纤维果胶酶脱胶方法。本发明是按照DNS比色法测得果胶酶的活 力，测定条件：pH9.0、温度60℃、波长550nm，一个酶活力单位定 义为，由底物(浓度1％)每小时释放1mg半乳糖醛酸所需的酶量。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种韧皮纤维果 胶酶脱胶方法，它包括果胶酶液制备和下列步骤：

(1)韧皮纤维的预处理；

(2)一次酶化脱胶：配制酶液，控制酶液活力400u/ml-1000u/ml， 调节酶液pH值7-10，酶液升温至40℃-70℃，以质量比计，韧皮纤 维与酶液比例为1∶9-15，韧皮纤维在该条件下浸酶2小时-3小时；

(3)二次酶化脱胶：将经步骤(2)所得的韧皮纤维取出，用50℃-90℃ 的热水充分冲洗，洗去附着在韧皮纤维上的胶质，重复步骤(2)；

(4)后处理。

本发明在步骤(1)中，韧皮纤维用自来水浸泡24小时-48小时，机 械敲打2次-4次，再用50℃-90℃热水浸泡1小时-2小时。

本发明在步骤(4)中，将由步骤(3)所得的韧皮纤维经过机械敲打、 漂洗、给油、脱水、烘干工艺后，即可制得韧皮植物纤维。

本发明所述的果胶酶液制备，它包括菌株选育、菌种培养、摇瓶 发酵、酶液制备。

所述的菌株选育是按照本领域已知的方法，在湖南、四川、河南 等麻类植物的主产地土壤中通过自然采集菌样，从近百株菌株中经摇 瓶筛选得到一株出发菌株，并在细胞水平下采用亚硝基胍和紫外线辐 射诱变得到近万株菌株，经过摇瓶筛选得到一株实验室编号为 MAPLE21的菌株，即蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)，其生物学特 性为：菌体呈杆状，染色均匀，G⁺、兼性需氧，形成芽胞，芽胞不突 出菌体，菌体两端较平整，多数呈链状排列。该菌种已于2009年7 月14日提交中国典型培养物保藏中心保藏，保藏号为：CCTCC NO：M 209147，并于2009年7月16日提交了保藏存活证明。

本发明所述的菌种培养为CCTCC NO：M 209147菌种在如下配制 的斜面上生长良好，斜面培养基配方为：1000mL蒸馏水中，加入牛 肉膏5g-10g，酵母膏5g-10g，蛋白胨10g-15g，葡萄糖5g-10g， 氯化钠5g-10g，调pH值6.9-7.1，0.1MPa灭菌20分钟-30分钟， 制成试管斜面，接种该菌种，33℃-35℃，培养18小时-24小时， 备用。

本发明所述的摇瓶发酵为CCTCC NO：M 209147菌种在规定的培 养条件下可产生高活力的果胶酶，这种培养条件是：培养基配方(％) 麦麸6-8、玉米粉0.5-1、玉米浆(氮含量40％)1-2、氯化钠0.5 -0.8、微晶纤维素1-2、水86.5-91，其中所述各组分之和为100％， 灭菌前，调pH值为8.0-8.5，0.1MPa灭菌25分钟-35分钟，培养 条件：33℃-35℃，转速260r/min-280r/min，培养18小时-22小 时。