香蕉纤维酶解脱胶工艺及脱胶纤维性能-论文.pdf

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1、第30卷第10期农业工程学报Vo1．30No．102014年5月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringMay2014277香蕉纤维酶解脱胶工艺及脱胶纤维小I~止一Ne．盛占武，一，郑丽丽，高锦合，王兰英(1．中国热带农业科学院海口实验站，海口570102；2．海南省香蕉遗传改良重点实验室，海口570102；3．海南大学食品学院，海口570228)摘要：香蕉纤维的开发利用是香蕉茎秆资源综合利用的有效突破口。该研究以中国主栽品种巴西蕉香蕉

2、茎秆纤维为研究对象，采用俐迪链霉菌对其进行生物脱胶，研究其产酶和脱胶的条件并对脱胶后纤维的结构和理化性质进行分析。研究结果表明：俐迪链霉菌在果胶和半纤维素筛选培养基中观察到明显的水解圈，具有水解果胶和半纤维素的能力；以残胶率和果胶酶活性为指标，筛选出产酶和脱胶的条件为：pH值5．0、NHaNO34g／L、麸皮l0g、接种量9mL，在此条件下菌体产酶活力为75,ug／(mL·min)，香蕉纤维残胶率4．80％，纤维得率为59．48％；扫描电镜(scanningelectronmicroscope，SEM)结果

3、显示脱胶后纤维的直径和表面结构发生了改变；脱胶后纤维的强力从345．37cN降至273．37cN，纤维的细度由18．55tex增加至8．91tex；纤维中的纤维素含量增加，半纤维素、木质素和果胶等非纤维素成分明显减少，致使脱胶后的纤维素热稳定性和结晶度都明显增加，这一结果与SEM、X射线衍射(X—raydifraction，XRD)和傅立叶红外光谱(Fouriertransforminfraredspectroscopy，FTIR)分析结果一致；表明该菌株在香蕉纤维脱胶方面具有一定的应用前景。关键词：纤维；

4、脱胶；傅立叶红外光谱；果胶酶；俐迪链霉菌doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．10．035中图分类号：TS123文献标识码：A文章编号：1002—6819(2014)一10—027708盛占武，郑丽丽，高锦合，等．香蕉纤维酶解脱胶工艺及脱胶纤维性能[J]．农业工程学报，2014，30(10)：277-284．ShengZhanwu，ZhengLili，GaoJinhe，eta1．Processoptimizationforbio—degmrmaingofbananafiberan

5、dcharacteristicsofdegummedfibers[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(10)：277—284．(inChinesewithEnglishabstract)27．5％，在纺纱之前必须经过脱胶处理。由于香蕉0引言茎纤维单纤维短(2．0～3．8mm)，宽度也较细(11～据联合国粮食及农业组织(FoodandAgriculture34m)，

6、且纤维的整齐度差，不能直接用于纺纱。Organization，FAO)最新统计数据显示L1J，2011年香蕉纤维细的束纤维平均纤度约3～5tex，粗的束纤中国香蕉栽培面积4O．32万h，产量达1070．6万t，维平均纤度约为8～10tex，可用于纺织中低档纱线。分别占全世界总额的7．6％和10．0％，面积和产量因此，香蕉纤维必须采用与亚麻、黄麻相近的半脱在世界排名分别为第5位和第2位，中国已成为仅胶方式L3J，即保留一部分胶质。目前已报道的香蕉次于印度的第二大香蕉生产国。在香蕉收获后会产纤维脱胶方式有化学脱

7、胶l4]、生物脱胶[6{】、化学．生与果实近乎等量的茎秆，目前在中国产区大多直生物联合脱胶p】和蒸汽爆破脱胶[9-10]等方式，其中接废弃，不仅造成了蕉园的环境污染，而且浪费了生物脱胶一直被视为麻类纤维脱胶的发展方向。大量的植物资源【2J。香蕉纤维广泛存在于假茎韧皮、高效脱胶菌株的筛选是生物脱胶的基础，如树叶及果轴中，属于天然纤维素纤维，具有天然麻Jacob等L7J从印度东海岸红树林中分离得到的俐迪类纤维的优点口]。因此，香蕉纤维的开发是茎秆资链霉菌(StreptomyceslydicusMTCC7505)

8、可降解源综合利用的有效突破口。香蕉纤维中的果胶；黄小龙等L8J从海南热带植物园香蕉纤维具有与亚麻等麻类作物相似的特性，盾叶鸡蛋花植物的根际土壤中分离得到的链霉菌其半纤维素和木质素的含量较高，两者占了香蕉纤(菌株51181)可降解香蕉纤维中的半纤维素；维化学组成的30％以上，粗纤维含胶率在27．1％～Niladevi等IJ从印度东海岸红树林中分离得到冷链霉菌(StreptomycespsammoticusMTCC7