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1、第30卷第10期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)Vo1.30No.102014年5月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringMay2014277香蕉纖維酶解脫膠工藝及脫膠纖維小I~止一Ne.盛占武,一,鄭麗麗,高錦合,王蘭英(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站,???70102;2.海南省香蕉遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???70102;3.海南大學(xué)食品學(xué)院,???70228)摘要:香蕉纖維的開發(fā)利用是香蕉莖稈資源綜合利用的有效突破口。該研究以中國主栽品種巴西蕉香蕉
2、莖稈纖維為研究對(duì)象,采用俐迪鏈霉菌對(duì)其進(jìn)行生物脫膠,研究其產(chǎn)酶和脫膠的條件并對(duì)脫膠后纖維的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:俐迪鏈霉菌在果膠和半纖維素篩選培養(yǎng)基中觀察到明顯的水解圈,具有水解果膠和半纖維素的能力;以殘膠率和果膠酶活性為指標(biāo),篩選出產(chǎn)酶和脫膠的條件為:pH值5.0、NHaNO34g/L、麩皮l0g、接種量9mL,在此條件下菌體產(chǎn)酶活力為75,ug/(mL·min),香蕉纖維殘膠率4.80%,纖維得率為59.48%;掃描電鏡(scanningelectronmicroscope,SEM)結(jié)果
3、顯示脫膠后纖維的直徑和表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變;脫膠后纖維的強(qiáng)力從345.37cN降至273.37cN,纖維的細(xì)度由18.55tex增加至8.91tex;纖維中的纖維素含量增加,半纖維素、木質(zhì)素和果膠等非纖維素成分明顯減少,致使脫膠后的纖維素?zé)岱€(wěn)定性和結(jié)晶度都明顯增加,這一結(jié)果與SEM、X射線衍射(X—raydifraction,XRD)和傅立葉紅外光譜(Fouriertransforminfraredspectroscopy,F(xiàn)TIR)分析結(jié)果一致;表明該菌株在香蕉纖維脫膠方面具有一定的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:纖維;
4、脫膠;傅立葉紅外光譜;果膠酶;俐迪鏈霉菌doi:10.3969~.issn.1002—6819.2014.10.035中圖分類號(hào):TS123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002—6819(2014)一10—027708盛占武,鄭麗麗,高錦合,等.香蕉纖維酶解脫膠工藝及脫膠纖維性能[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(10):277-284.ShengZhanwu,ZhengLili,GaoJinhe,eta1.Processoptimizationforbio—degmrmaingofbananafiberan
5、dcharacteristicsofdegummedfibers[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2014,30(10):277—284.(inChinesewithEnglishabstract)27.5%,在紡紗之前必須經(jīng)過脫膠處理。由于香蕉0引言莖纖維單纖維短(2.0~3.8mm),寬度也較細(xì)(11~據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FoodandAgriculture34m),
6、且纖維的整齊度差,不能直接用于紡紗。Organization,F(xiàn)AO)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示L1J,2011年香蕉纖維細(xì)的束纖維平均纖度約3~5tex,粗的束纖中國香蕉栽培面積4O.32萬h,產(chǎn)量達(dá)1070.6萬t,維平均纖度約為8~10tex,可用于紡織中低檔紗線。分別占全世界總額的7.6%和10.0%,面積和產(chǎn)量因此,香蕉纖維必須采用與亞麻、黃麻相近的半脫在世界排名分別為第5位和第2位,中國已成為僅膠方式L3J,即保留一部分膠質(zhì)。目前已報(bào)道的香蕉次于印度的第二大香蕉生產(chǎn)國。在香蕉收獲后會(huì)產(chǎn)纖維脫膠方式有化學(xué)脫
7、膠l4]、生物脫膠[6{】、化學(xué).生與果實(shí)近乎等量的莖稈,目前在中國產(chǎn)區(qū)大多直生物聯(lián)合脫膠p】和蒸汽爆破脫膠[9-10]等方式,其中接廢棄,不僅造成了蕉園的環(huán)境污染,而且浪費(fèi)了生物脫膠一直被視為麻類纖維脫膠的發(fā)展方向。大量的植物資源【2J。香蕉纖維廣泛存在于假莖韌皮、高效脫膠菌株的篩選是生物脫膠的基礎(chǔ),如樹葉及果軸中,屬于天然纖維素纖維,具有天然麻Jacob等L7J從印度東海岸紅樹林中分離得到的俐迪類纖維的優(yōu)點(diǎn)口]。因此,香蕉纖維的開發(fā)是莖稈資鏈霉菌(StreptomyceslydicusMTCC7505)
8、可降解源綜合利用的有效突破口。香蕉纖維中的果膠;黃小龍等L8J從海南熱帶植物園香蕉纖維具有與亞麻等麻類作物相似的特性,盾葉雞蛋花植物的根際土壤中分離得到的鏈霉菌其半纖維素和木質(zhì)素的含量較高,兩者占了香蕉纖(菌株51181)可降解香蕉纖維中的半纖維素;維化學(xué)組成的30%以上,粗纖維含膠率在27.1%~Niladevi等IJ從印度東海岸紅樹林中分離得到冷鏈霉菌(StreptomycespsammoticusMTCC7