苎麻微生物脱胶菌株的筛选

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1、苎麻微生物脱胶菌株的筛选　　苎麻是我国特有的优质天然纤维,其产量占世界总产量的80%以上。苎麻纤维具有拉力强,柔软性好,吸湿和散热快,膨胀率大,抗腐蚀,抗静电,耐酸碱等特性,是天然纺织品的重要原料。目前苎麻脱胶主要有2种方法:化学法脱胶和生物法脱胶。工业生产上主要采用化学法脱胶,即用强酸(H2SO4)、强碱(NaOH)、高温、高压处理原麻,这种方法消耗大量的化学药品、能量和水(1t精干麻排放废水量多于60t);而且强酸、强碱、高温对工人健康造成很大危害,劳动强度大,对环境污染严重。生物法脱胶则是利用微生物或微生物产生的酶将胶质分解。其作用条件温和,对纤维损伤小,还能提高苎麻纤维的光

2、泽度;生物法脱胶耗水少,污染轻,有利于环境保护。多年来,国内外在微生物脱胶方面进行了一系列的研究,但因筛选到的脱胶菌株的脱胶关键酶活力不高或分泌的酶系不全,苎麻经微生物脱胶处理后仍不能达到纺织生产对苎麻纤维的要求,而未能应用于工业生产中。本文试图从保藏的菌株中筛选得到一株能有效进行苎麻脱胶的优良菌株,用其对苎麻进行脱胶处理,制备用于纺织工业生产的苎麻纤维(精干麻)。一、　实验部分1．1　材　料原麻：原麻是未经刮制的有壳苎麻。菌种：黑曲霉、米曲霉、木霉、细菌等60个保藏菌株。主要试剂：木聚糖、果胶,美国Sigma公司;羧甲基纤维素钠,上海化学试剂公司。斜面培养基:1)蔗糖20g,酵母

3、膏10g,蛋白胨10g,琼脂20g,H2O1000mL,pH值自然(用于培养曲霉)2)马铃薯200g,蔗糖20g,琼脂20g,H2O1000mL,pH值自然(用于培养木霉)3)牛肉膏5g,蛋白胨10g,NaCl5g,H2O1000mL,pH值7.4～7.6(用于培养细菌)。平板筛选培养基:上层为无机盐溶液(K2HPO40.7g,NH4NO3110g,NaCl0.105g,ZnSO40.002g,KH2PO40.7g,MgSO40.7g,MnSO40.01g,FeSO40.02g)1000mL,去氧胆酸钠110g,苎麻韧皮粉10g,琼脂20g,pH值自然。下层为无机盐溶液1000mL

4、,琼脂20g,pH值自然。摇瓶筛选(基础)培养基:苎麻条20g,(NH4)2SO45g,MgSO40.5g,FeSO40.01g,麸皮4g,K2HPO4110g,KCl0.5g,H2O1000mL,pH值自然。1．2　方　法1　菌种的活化：将菌种接入斜面培养基中,在30℃下培养至长满孢子。2　菌种的筛选：初筛:平板初筛,将菌种点接于初筛平板培养基上,置30℃下培养48h,分别测定菌落直径和透明圈直径,计算HC值。HC值=透明圈直径P菌落直径摇瓶初筛(脱胶实验)：浓度为310～510×106个PmL的孢子悬浮液定量接入摇瓶筛选培养基中,置30℃下150rPmin培养40h左右,测定减

5、量率。减量率指脱胶处理前试样干重(M0)与脱胶处理后试样干重(M1)的差与脱胶处理前试样干重(M0)的比,即:减量率=(M0-M1)PM0×100%复筛(脱胶实验):同摇瓶初筛。测定脱胶培养液的果胶酶、木聚糖酶、纤维素酶活力和脱胶麻的残胶率。3　酶活力测定酶液的制备:将脱胶培养液过滤,滤液即为酶液。纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶活力测定采用DNS法[3]。酶活力单位定义:在40℃、pH值为416的条件下,每分钟水解底物产生1μg还原糖所需的酶量为1个酶活力单位,以UPmL表示。即:酶活单位=NGP011×10式中:N为酶液稀释倍数;G为酶解液中还原糖的含量(μg);011为加酶液量(m

6、L);10为酶解时间(min)。4胶率的测定根据GB5889—1986测定脱胶麻的残胶率。二、结果与分析2．1　初　筛通过以苎麻韧皮粉为唯一碳源的选择平板培养基进行筛选,从60株保藏菌株中得到34株在筛选平板培养基上生长快、HC值大的菌株,结果见表1。　　在测定透明圈直径时,由于透明圈并不都是很清晰,有一定的模糊程度,给透明圈的准确测量造成一定的困难,也为菌株的准确筛选带来一定的难度。由于苎麻原麻中一般含有25%～35%的胶质,故质量减少25%～35%可视为脱胶效果较好,即用减量率能够粗略地表示苎麻脱胶的程度。为此,又采用液态发酵法(脱胶实验)通过测定减量率进行菌种筛选,其中减量率

7、>25%的有33株,见表2。　　减量率越大,说明纤维分裂、劈细越充分,脱胶过程中使果胶、半纤维素、木质素和蜡质失去的量越多,纤维线密度变小,纤维柔软,有利于纺织加工;但减量率过大会减弱纤维束中单纤维间黏合力,纤维强力大大降低,因此,对表2中减量率为25%～35%的27个菌株进行复筛。2．2　复　筛据测定,苎麻韧皮的胶质中含半纤维素13.87%,果胶4.43%,水溶物7.49%,木质素1.92%,脂蜡质0.38%,即苎麻韧皮的胶质中半纤维素含量最高,而木聚糖是苎麻胶质半