一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法

摘要

本发明涉及一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包括：包括：(1)培养菌株；(2)制备粗酶液；(3)将灭菌后的麻类原料与粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10～30混合，调节pH值，在超声波条件下摇床处理，最后加入氢氧化钠，并升高温度进行脱胶，除去脱胶液，冲洗，当pH值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。本发明采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱胶条件温和；脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减少，有利环境保护。

权利要求

1.一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包括：

(1)将热带假丝酵母DK2菌株Candida tropicalis：保藏号CGMCC NO.10186，保存于PDA培养基培养，添加冻存缓冲液；经由PDA斜面培养基转接入装有基础液体培养基的三角瓶中，接入所得的菌一环，在摇床中25～30℃恒温震荡培养3～4d后，培养基接种入亚麻发酵培养基，摇瓶培养得到发酵菌液，发酵菌液经过滤得到菌丝体，菌丝体用无菌水洗净打散，随后收集于无菌水中制成菌丝悬浮液，保存备用；

(2)在基础液体培养基中分别加入1～2％w/v的天然底物和不同浓度的CuSO4·5H2O作为产酶培养基，在三角瓶中装入产酶培养基，接入上述菌丝悬浮液，在摇床中25～30℃恒温震荡培养，培养过程中定时提取发酵液，离心后取上清液即为粗酶液；

(3)将灭菌后的麻类原料与上述粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10～30混合，调节pH值，然后在超声波条件下摇床处理，最后加入氢氧化钠，并升高温度进行脱胶，除去脱胶液，冲洗，当pH值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。

2.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的热带假丝酵母DK2菌株的ITS序列如SEQ ID NO:1所示。

3.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的冻存缓冲液每100ml的配方为：磷酸二氢钾0.1g，磷酸氢二钾0.02g，柠檬酸钠0.06g，七水合硫酸镁0.03g，甘油12ml，加水定容至100ml，制得。

4.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的基础液体培养基的组成为：马铃薯200g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH自然；亚麻发酵培养基的组成为：每1000ml培养基包括亚麻皮200g，麸皮

50g，麦芽汁50ml和水950ml。

5.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的保存温度为40℃。

6.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的天然底物为茶叶、稻草、麦草、花生壳、豆粕、蔗渣、桔皮、玉米杆或麦鼓；CuSO4·5H2O的浓度范围为0-4mM。

7.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的麻类原料为亚麻、苎麻、黄麻或红麻的原茎、纤维、纱线或织物。

8.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的粗酶液和双氧水之间的体积比为1:10；所述调节pH值至4.0-7.0。

9.根据权利要求1所述的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的超声波工作功率为1％-100％；摇床处理工艺参数为：温度10-60℃，转速10-300rpm，处理时间10min-5d；脱胶工艺参数为：脱胶时间10min-

24h，脱胶温度50-80℃，升温速度0.1-10℃/min，氢氧化钠用量为麻类原料质量的0.5％-

30％。

说明书

一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维

的方法

技术领域

[0001] 本发明属于生物纺织技术领域，特别涉及一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法。

背景技术

[0002] 麻是纺织原料之一，其品种主要有亚麻、苎麻、大麻、红麻、黄麻、罗布麻、剑麻、蕉麻、荨麻和苘麻等。苎麻是我国特有的麻类资源，被称为“中国草”，我国是世界上的主要苎麻生产国，苎麻产量占世界总产量90％以上；亚麻纤维俗称“纤维皇后”，是世界上最古老的纺织纤维，制成的织物用途很广泛。大麻纤维也是人类最早利用的纺织纤维之一，我国大麻产量居世界首位。作为绿色生态纤维，麻纤维具有吸湿、透气、抑菌、防霉、抗紫外线、无静电等优良性能，所制成的纺织品具有透气凉爽、抑菌防腐等特性。在国家节能减排政策和消费者回归自然、追求绿色的消费观念推动下，麻类纤维绿色加工技术已经成为纺织领域的研究热点。

[0003] 麻纤维种类繁多，它们由不同比重的纤维素、半纤维素、木质素、果胶和杂质组成，纺织加工中，必须经过“脱胶”，亚麻脱胶又称亚麻粗纱煮炼，即去除果胶、半纤维素和木质素等非纤维素物质(统称为胶质)，才能获得用于轻纺的纤维，实现其使用价值。常用的微生物脱胶是利用微生物以麻纤维中的胶质为其碳素、氮素营养来源的特性，将麻纤维中的果胶、半纤维素、木质素等物质分解转化为简单的低分子物质，从中得到本身生命活动所需的营养物质和热能，从而完成麻纤维的脱胶过程。通过采集菌样，再进行富集培养，分离纯化，在适宜的培养基及培养条件下可以培养出健壮而又有较强生命力的菌种，然后接种到需脱胶的原麻上进行脱胶。

[0004] 工业中普遍使用的化学脱胶方法需经4-6次水洗，生产一吨精干麻通常需要500-700吨水，而且生产中工作不连续、劳动强度大、脱胶工艺时间长，能耗高，脱胶质量影响织物外观。更不能适应高档、高支织物需要。为了去除更多胶质，提高脱胶效率，方便后道工序加工，工业选择了化学方法和细菌联合对亚麻煮练，此法联合处理麻是生产优质纤维的加工工艺，其过程中的菌种选择和加双氧水的工艺是脱胶的关键。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，该方法采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱胶条件温和；脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减少，有利环境保护。

[0006] 本发明的一种热带假丝酵母DK2菌株与双氧水超声波联合制备麻纤维的方法，包括：

[0007] (1)将热带假丝酵母DK2菌株保存于PDA培养基培养，添加冻存缓冲液；经由PDA斜面培养基转接入装有基础液体培养基的三角瓶中，接入所得的菌一环，在摇床中25～30℃恒温震荡培养3～4d后，培养基接种入亚麻发酵培养基(亚麻发酵培养基的组成为？)，摇瓶培养得到发酵菌液，发酵菌液经过滤得到菌丝体，菌丝体用无菌水洗净打散，随后收集于无菌水中制成菌丝悬浮液，保存备用；

[0008] (2)在基础液体培养基中分别加入1～2％w/v的天然底物和不同浓度的CuSO4·5H2O作为产酶培养基，在三角瓶中装入产酶培养基，接入上述菌丝悬浮液，在摇床中25～30℃恒温震荡培养，培养过程中定时提取发酵液，离心后取上清液即为粗酶液；

[0009] (3)将灭菌后的麻类原料与上述粗酶液和双氧水的混合液按质量体积比1:10～30混合，调节pH值，然后在超声波条件下摇床处理，最后加入氢氧化钠，并升高温度进行脱胶，除去脱胶液，冲洗，当pH值为自然时，停止冲洗，完成脱胶。

[0010] 所述步骤(1)中的热带假丝酵母DK2菌株的ITS序列如SEQ ID NO:1所示。

[0011] 根据ITS测序Blast及聚类分析结果，该菌与热带假丝酵母菌相似性为99％，结合生理生化试验结果和镜检分析，命名此菌株为热带假丝酵母(Candida tropicalis)DK2菌株。ITS测序中，所采用的正向引物为：ITS1(5-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)、反向引物为ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)，均为国际通用引物，由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。

[0012] 本发明所采用的热带假丝酵母(Candida tropicalis)DK2菌株，保藏单位名称：CGMCC中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路
1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO.10186，保藏日期为2014年12月15日。建议分类命名为：热带假丝酵母(Candida tropicalis)。

[0013] 所述步骤(1)中的冻存缓冲液每100ml的配方为：磷酸二氢钾0.1g，磷酸氢二钾0.02g，柠檬酸钠0.06g，七水合硫酸镁0.03g，甘油12ml，加水定容至100ml，制得。

[0014] 所述步骤(1)中的基础液体培养基的组成为：马铃薯200g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH自然；亚麻发酵培养基的组成为：每1000ml培养基包括亚麻皮200g，麸皮50g，麦芽汁50ml和水950ml。

[0015] 所述步骤(1)中的保存温度为40℃。

[0016] 所述步骤(2)中的天然底物为茶叶、稻草、麦草、花生壳、豆粕、蔗渣、桔皮、玉米杆或麦鼓；CuSO4·5H2O的浓度范围为0-4mM。

[0017] 所述步骤(2)中的产酶培养基的组成为：NaNO32.5g，KH2PO41g，CaCl2·6H2O 0.1g，MgSO40.3g，NaCl 0.1g，FeCl30.01g，油菜秸秆粉0.5g，蒸馏水1000mL，pH用稀盐酸调至6.0-7.0。

[0018] 所述步骤(3)中的麻类原料为亚麻、苎麻、黄麻、红麻或竹的原茎、纤维、纱线或织物。

[0019] 所述步骤(3)中的粗酶液和双氧水之间的体积比为1:10；所述调节pH值至4.0-7.0。

[0020] 所述步骤(3)中的超声波工作功率为1％-100％；摇床处理工艺参数为：温度10-60℃，转速10-300rpm，处理时间10min-5d；脱胶工艺参数为：脱胶时间10min-24h，脱胶温度50-80℃，升温速度0.1-10℃/min，氢氧化钠用量为麻类原料质量的0.5％-30％。

[0021] 有益效果

[0022] (1)本发明采用的菌株生长周期短，菌种不易被污染，处理成本低，脱胶条件温和，抗污染能力强，耐热性能好，无环境污染，处理后纤维质量好；该菌株具有对亚麻、苎麻、黄麻、红麻和竹等麻类原料的非纤维素物质具有降解的能力，能应用于韧皮纤维表面改性。

[0023] (2)双氧水受热分解后，生成氧气和水，对环境无污染，双氧水对生产设备也不产生腐蚀作用；而且，超声波仪能够提高脱胶效果，对生产设备无影响。

[0024] (3)在利用热带假丝酵母DK2菌种所产酶液处理麻类原料的过程中，使用环境友好型过氧化氢，以及超声波仪的共同作用下，辅助酶进行处理，在酸性条件下利用超声波仪对大分子链的作用，以及双氧水的还原作用，降低麻类原料在酸性条件下的水解程度；同时，利用双氧水在碱性条件下的氧化性和漂白性，在酶、氢氧化钠和超声波的共同作用下分阶段对麻类原料进行脱胶处理。将麻类原料传统脱胶工艺中的前处理、脱胶、灭活、漂白等工序简化为一个工序。本发明所提供的脱胶方法流程简单，时间缩短，能耗减少，排污量减少，有利环境保护。

附图说明

[0025] 图1和图2均为本发明菌株显微镜染色照片(油镜)。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0027] 实施例1

[0028] 本实施例记载热带假丝酵母DK2制备脱胶酶液的方法：

[0029] (1)将热带假丝酵母DK2菌株保存于PDA培养基，30℃200rpm培养24小时，添加冻存缓冲液；经由PDA斜面培养基转接入装有灭菌冷却后的50mL基础液体培养基的300mL三角瓶中，接入所得的菌一环，并在摇床中150rpm，28℃恒温震荡培养3d后，将50ml摇瓶培养后，培养基接种入亚麻发酵培养基5L，在转速200r/min、温度30℃条件下摇瓶培养24小时得到发酵菌液，发酵液经无菌纱布过滤，菌丝体用无菌水洗净并在Waring高速打碎杯中打散10s，收集于无菌水(与发酵液等体积)中制成菌丝悬浮液，于40℃下保存备用。

[0030] 冻存缓冲液每100ml的配方为：磷酸二氢钾0.1g，磷酸氢二钾0.02g，柠檬酸钠0.06g，七水合硫酸镁0.03g，甘油12ml，加水定容至100ml，制得。

[0031] 基础液体培养基的组成为：马铃薯200g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH自然。

[0032] 亚麻发酵培养基的组成为：每1000ml培养基包括亚麻皮200g，麸皮50g，麦芽汁50ml和水950ml。

[0033] (2)在基础液体培养基中分别加入1％(w/v)的天然底物(茶叶、稻草、麦草、花生壳、豆粕、蔗渣、桔皮、玉米杆或麦鼓)和不同浓度的CuSO4·5H2O(0-4mM)即为产酶培养基。300mL三角瓶中装入产酶培养基80mL，接入20mL菌丝悬浮液，以未添加天然底物或硫酸铜的试样为对照，在摇床中150rpm，28℃恒温震荡培养。培养过程中定时提取发酵液，离心后上清液即为粗酶液，用于酶活的测定。

[0034] 产酶培养基的组成为：NaNO32.5g，KH2PO41g，CaCl2·6H2O 0.1g，MgSO40.3g，NaCl 0.1g，FeCl30.01g，油菜秸秆粉0.5g，蒸馏水1000mL，pH用稀盐酸调至6.0-7.0。

[0035] 实施例2

[0036] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于亚麻原茎脱胶的工艺如下：

[0037] 将5g亚麻原茎置于250ml锥形瓶，以亚麻原茎与粗酶液和双氧水混合液按1：20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液pH值为6.0，亚麻原茎与双氧水质量比为1:5，与粗酶液质量比为1:15。在40℃，200rpm摇床中分别脱胶1天、2天和4天，超声波功率为80％，时间到设定时间后加入10％氢氧化钠，设定温度75℃，升温速度1℃/min，时间为5小时，超声波功率为20％，脱胶时间到，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，以除去亚麻原茎上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0038] 通过对亚麻脱胶观察发现，脱胶后，原本成束的亚麻分散成纤维状，发酵液明显变稠；经过双氧水氧化脱胶后，亚麻白度增加，脱胶率增加。

[0039] 实施例3

[0040] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于苎麻纱线的工艺如下：

[0041] 将5g苎麻灭菌纱线(苎麻粗纱或苎麻细纱)置入250ml锥形瓶，以苎麻纱线与粗酶液和双氧水混合液按1：20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液pH值为7.0，苎麻纱线与双氧水质量比为1:1，与粗酶液质量比为1:19。在10℃，10rpm摇床中分别脱胶10min，超声波功率为10％，时间到设定时间后加入0.5％氢氧化钠，设定温度50℃，升温速度10℃/min，时间为10min，超声波功率为1％，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，以除去苎麻纱线上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0042] 通过苎麻纱线脱胶观察发现，脱胶后，苎麻纱线柔软度提高，白度增加，纱线强度未发生明显变化。

[0043] 实施例4

[0044] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于竹脱胶的工艺如下：

[0045] 以竹与粗酶液和双氧水混合液按1：20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液pH值为4.0，竹与双氧水质量比为1:19，与粗酶液质量比为1:1。在60℃，300rpm摇床中分别脱胶5d，超声波功率为100％，时间到设定时间后加入30％氢氧化钠，设定温度80℃，升温速度0.1℃/min，时间为24h，超声波功率为70％，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，以除去竹上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0046] 通过对脱胶竹观察发现，脱胶后竹分散度显著改善，柔软度提高。

[0047] 实施例5

[0048] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于黄麻脱胶的工艺如下：

[0049] 以黄麻与粗酶液和双氧水混合液按1：20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液pH值为5.0，黄麻与双氧水质量比为1:10，与粗酶液质量比为1:10。在50℃，250rpm摇床中分别脱胶4d，超声波功率为60％，时间到设定时间后加入20％氢氧化钠，设定温度70℃，升温速度2℃/min，时间为12h，超声波功率为40％，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，以除去黄麻上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0050] 通过对脱胶黄麻观察发现，脱胶后黄麻白度、柔软度显著改善，刺痒感显著减低。

[0051] 实施例6

[0052] 由热带假丝酵母DK2菌株制备漆酶与双氧水超声波联合用于红麻织物脱胶的工艺如下：

[0053] 以红麻织物与粗酶液和双氧水混合液按1：20分装于锥形瓶中，装液量为100ml，混合液pH值为5.5，红麻织物与双氧水质量比为1:15，与粗酶液质量比为1:5。在55℃，150rpm摇床中分别脱胶1d，超声波功率为15％，时间到设定时间后加入5％氢氧化钠，设定温度60℃，升温速度5℃/min，时间为2h，超声波功率为5％，脱胶时间到时，除去脱胶液，用自来水冲洗数次，以除去红麻织物上的细菌和非纤维素物质，完成脱胶。

[0054] 通过对脱胶红麻织物观察发现，脱胶后红麻织物白度增加、柔软度提高，刺痒感减低。