[发明专利]一种对大麻纤维进行生物和化学联合一次脱胶的方法

说明书

本发明涉及一种对大麻纤维进行生物和化学联合一次脱胶的方法，其具体为：将大麻原麻浸入温度为45～60℃，pH为4.5～5.5的脱胶溶液中脱胶后取出残胶率为8～15％，纤维细度为5.00～15.00dtex，长度为8.00～16.00cm，拉伸强度为45～90cN的大麻纤维；脱胶溶液为含漆酶、半纤维素酶及2,2,6,6‑四甲基哌啶氮氧化物的乙酸‑乙酸钠缓冲溶液，脱胶溶液可重复使用5～8次。本发明结合生物和化学脱胶方法进行一步脱胶，节省时间成本，避免了强酸强碱的处理，绿色环保，对纤维造成损伤小，制得的大麻纤维强度高、纤维分离度大、比较柔软、可纺性能好。

技术领域

本发明属于大麻脱胶领域，涉及一种对大麻纤维进行生物和化学联合一次脱胶的方法，特别涉及一种只需要一步以生物复配酶与化学试剂联合去除大麻的主要胶质成分且溶液可循环使用的脱胶方法。

背景技术

大麻由于植株中含有四氢大麻酚(THB)可以制作兴奋剂和毒品，在20世纪前期在全世界范围禁种。直至20世纪90年代，随着对“绿色”纺织品的需求的不断提升，低毒大麻(THB<0.3％)培育成功，大麻又重新被世界认可作为纺织纤维原料，开始允许种植和生产。

如今对原麻常用的脱胶技术主要包括自然发酵法脱胶、机械脱胶、化学脱胶、生物和化学联合脱胶及闪爆脱胶等方法。针对大麻纤维的脱胶一直存在技术难题，大麻纤维不同于其它麻类纤维如苎麻、亚麻等等，其单纤长度短(12～25mm)，木质素及半纤维素两种主要的非纤维素成分较其它麻类纤维含量高出很多。对此，目前学术界提出了保留少量木质素及半纤维素等非纤维素成分作为单纤间的“粘结点”形成束纤维以达到了纺纱所要求的长度的方案。

从大麻纤维的成分分析来看，除纤维素成分外，非纤维素成分主要包括半纤维素、木质素和果胶。大麻茎部的韧皮部组织中的果胶含量为7％左右，果胶在大麻纤维中存在有两种形式即原果胶和水溶性果胶，原果胶不溶于水，可以在酸碱等溶剂中溶解或通过生物酶处理脱去。而针对非纤维素和木质素的去除，目前国内外企业大多沿用化学脱胶工艺，脱胶效果明显，但存在脱胶时间长、成本高、消耗大、纤维受损重且环境污染严重等缺点。

生物酶处理脱除大麻原麻中的非纤维素成分，主要是利用了生物菌或者生物酶作用的选择性，使其只与大麻纤维中某一种组分作用保留其它有效成分。大麻纤维中的非纤维素成分相互交织，脱除一种非纤维素成分同时也破坏了其它非纤维素成分的结构。此外，生物酶脱除作用温和，对大麻纤维损伤小，利于获得优质的大麻纤维。目前单一针对某一种非纤维素成分进行生物酶降解处理会遇到以下两个问题：(1)分子间的空间位阻，酶分子无法直接到达反应的特征位点，降低了降解反应效率；这是因为酶分子作用具有专一性，其只能针对特定的位点进行反应，而非纤维素分子与纤维素分子间的存在化学键的结合，非纤维素分子与纤维素分子间形成“粘结点”，这给酶的作用位点造成空间位阻，使得酶不能达到反应活性中心，从而降低了降解反应的效率；(2)由于分子间的结合，底物分子体积变大，导致反应底物不能进入酶的活性中心，这降低了酶反应活性中心域溶度，而酶的作用位点是特征的化学键，其它分子与底物分子间化学键结合，使得反应底物分子体积变大，酶分子无法作用到反应的化学键位点，使得底物在酶反应活性中心域的浓度降低，抑制了酶的高效表达，降低降解效率；在大麻纤维非纤维素成分中，木质素和半纤维素含量尤其占比较高，木质素、半纤维素、纤维素三者之间的相互结合，导致生物酶作用位点受阻，脱胶效率低。