亞麻脫膠與纖維抑菌性能的關(guān)系

田英華,劉曉蘭，鄭喜群，王路

（齊齊哈爾大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

亞麻脫膠與纖維抑菌性能的關(guān)系

田英華,劉曉蘭，鄭喜群，王路

（齊齊哈爾大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

利用果膠酶對(duì)亞麻原莖進(jìn)行恒溫靜置脫膠，研究其對(duì)亞麻纖維中膠質(zhì)的化學(xué)組成和纖維黏結(jié)狀態(tài)的變化，及脫膠亞麻纖維對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌抑菌特性的影響.結(jié)果表明，隨脫膠過(guò)程的進(jìn)行，纖維逐漸分離，各膠質(zhì)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，纖維的抑菌性逐漸下降.由此推測(cè)亞麻纖維的抑菌成分主要存在于膠質(zhì)中.

亞麻纖維；脫膠；抑菌性能

亞麻是人類最早發(fā)現(xiàn)并使用的纖維素纖維之一，亞麻纖維具有強(qiáng)力高、色澤柔和、吸濕性好、透氣性強(qiáng)、抗靜電及防腐抑菌等特點(diǎn)[1-3].隨著人們生活質(zhì)量的提高，環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，亞麻紡織品以其抗菌、舒適的服用性能被廣泛應(yīng)用于服裝、家紡和醫(yī)療保健服飾等方面[4-6].近年來(lái)，亞麻的天然纖維抑菌性能受到研究者的關(guān)注，但亞麻纖維抑菌性研究還僅是對(duì)其抑菌效力的確認(rèn)方面[7-8].本文以脫膠過(guò)程中亞麻纖維膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為切入點(diǎn)，初步探索膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及纖維微觀結(jié)構(gòu)對(duì)亞麻纖維抑菌性能的影響，力圖為深入研究亞麻纖維抑菌機(jī)理提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

亞麻原莖（金鼎亞麻有限公司）；果膠酶（sigma公司）；蛋白胨，氯化鈉，葡萄糖（上海生工，均為分析純）.大腸桿菌，金黃色葡萄球菌，酵母菌和枯草芽孢桿菌（齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院生物工程實(shí)驗(yàn)室保藏）.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 亞麻脫膠方法 將亞麻原莖去除根部和梢部，剪切為20 cm的亞麻莖，稱量150 g，置于脫膠容器中.用自來(lái)水浸泡8 h，倒掉水分，取出麻莖，按1∶15浴比再加入稀釋后的果膠酶液，靜止恒溫培養(yǎng).

1.2.2 培養(yǎng)基制備方法 （1）營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基制備：酵母浸出液0.5％，蛋白胨1％，氯化鈉1％，瓊脂2％，將培養(yǎng)基加熱至完全溶解，調(diào)整pH值至7.4.（2）酵母菌培養(yǎng)基[9]：馬鈴薯去皮，切成小塊，稱取200 g，加水煮沸30 min，用雙層紗布過(guò)濾，取清液.然后加入20 g葡萄糖，20 g瓊脂，加熱至完全溶解，加水至1 000 mL.以上培養(yǎng)基均在121 ℃滅菌20 min.

1.2.3 菌懸液制備方法 將活化后的菌種接種于已滅菌的新鮮肉湯培養(yǎng)基中，細(xì)菌于37℃，酵母菌于28 ℃，以100 r/min振蕩培養(yǎng)10 h.培養(yǎng)后通過(guò)比濁法，用無(wú)菌PBS將菌懸液調(diào)整為1×105～5×105cfu/mL.

1.2.4 抑菌實(shí)驗(yàn)方法[10]抑菌性實(shí)驗(yàn)采用燒瓶振蕩法.分別取0.75 g亞麻原莖，脫膠處理8，16，24，32，40 h的亞麻纖維及棉纖維（對(duì)照）分別加入到含有70 mL PBS的250 mL三角瓶中，滅菌后備用，并以僅含有70 mL PBS的三角瓶作為空白樣品.將5 mL稀釋后的菌懸液分別加入到各三角瓶中，搖勻，從各三角瓶中取1 mL混合后的菌懸液，經(jīng)系列稀釋后涂布于平皿培養(yǎng)基，作為振蕩前的菌落數(shù).將加入菌懸液的三角瓶以200 r/min振蕩培養(yǎng)2 h，細(xì)菌培養(yǎng)溫度為37 ℃，酵母菌為28 ℃.分別吸取培養(yǎng)后的菌懸液1 mL，經(jīng)系列稀釋后涂布平皿培養(yǎng)基，作為振蕩后的菌落數(shù)..其中：A為試樣振蕩前平均菌落數(shù)；B為試樣振蕩后平均菌落數(shù).空白樣品振蕩前后平均菌落數(shù)差值在10％以內(nèi)，實(shí)驗(yàn)有效.實(shí)驗(yàn)樣品抑菌率與對(duì)照樣品抑菌率的差值＞26％，即可認(rèn)定該樣品具有抗菌作用.

2 結(jié)果與討論

2.1 脫膠處理對(duì)亞麻纖維中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

亞麻纖維中的膠質(zhì)主要由半纖維素、果膠、木質(zhì)素、脂蠟質(zhì)、灰分和含氮物質(zhì)等組成.亞麻單纖維靠這些膠質(zhì)黏結(jié)形成纖維束，膠質(zhì)貫穿于單纖維之間、纖維束之間以及韌皮部與表皮和木質(zhì)部之間.脫膠就是采用生物酶將黏結(jié)亞麻纖維束的膠質(zhì)適度降解，獲得滿足紡織工業(yè)要求的束纖維的過(guò)程.脫膠是連接亞麻原料與纖維生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié).將亞麻原莖采用果膠酶分別處理8，16，24，32，40 h，脫膠過(guò)程中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化見(jiàn)表1.由表1可見(jiàn)，亞麻原莖的膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，為63.26％，隨著脫膠的進(jìn)行，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，脫膠40 h，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為22.41％，約為亞麻原莖膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1/3.

表1 脫膠處理對(duì)亞麻纖維中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2.2 脫膠處理對(duì)亞麻纖維微觀結(jié)構(gòu)的影響

采用光學(xué)顯微鏡對(duì)脫膠前后的亞麻纖維進(jìn)行表征，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2.由圖1和圖2可見(jiàn)，未脫膠的亞麻纖維中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，纖維由膠質(zhì)所粘結(jié)，形成片狀.而脫膠后的纖維中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯減少，纖維分散為較小的纖維束.

圖1 未脫膠亞麻纖維的微觀結(jié)構(gòu)

圖2 脫膠后亞麻纖維的微觀結(jié)構(gòu)

2.3 脫膠處理對(duì)亞麻纖維抑菌率的影響

對(duì)亞麻原莖進(jìn)行脫膠處理，隨著脫膠時(shí)間的延長(zhǎng)，亞麻纖維中膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低.采用不同膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的亞麻纖維分別進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3.

由圖3可見(jiàn)，未脫膠的亞麻纖維抑菌率最高，隨著脫膠時(shí)間的延長(zhǎng)，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，纖維對(duì)各菌的抑菌率均有所下降.其中，纖維對(duì)大腸桿菌的抑菌率受膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化影響最小，脫膠40 h的纖維對(duì)大腸桿菌的抑菌率為106.03％，比未脫膠纖維的抑菌率降低了11.03％.纖維對(duì)酵母菌的抑菌率受膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響最大，脫膠40 h，抑菌率降低了52.53％.這可能與微生物的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)及其生理生化特性相關(guān).

圖3 脫膠處理對(duì)亞麻纖維抑菌率的影響

3 結(jié)論

（1）脫膠是獲得亞麻纖維的必須環(huán)節(jié)，隨著脫膠的進(jìn)行，亞麻纖維中膠質(zhì)被分解，纖維得以解離為具有可紡性的纖維束，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之降低.

（2）亞麻纖維對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌均具有抑菌性.隨著脫膠進(jìn)行，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，纖維對(duì)各菌的抑菌性能均有所降低.其對(duì)大腸桿菌的抑菌率受脫膠影響較小，對(duì)酵母菌的抑菌率受脫膠的影響最大，這可能與菌體的細(xì)胞壁組成與結(jié)構(gòu)相關(guān).由此推斷亞麻纖維中具有抑菌性的有效成分主要存在于膠質(zhì)中.

[1]杜國(guó)軍，劉曉蘭，鄭喜群，等.亞麻纖維在脫膠過(guò)程中形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化[J].紡織學(xué)報(bào)，2008，29（2）：12-16

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[9]杜連祥，陸福平.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005：354

[10]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.消毒技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002：100

Relationship between flax retting and antibacterial properties

TIAN Ying-hua，LIU Xiao-lan，ZHENG Xi-qun，WANG Lu
（School of Food and Biotechnology，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

The pectin content and microstructure were investigated based on retted flax fiber，and the consequent antibacterial property to E coli，Bacillus subtilis and saccharomycete.The results indicated that the antibacterial property of flax fiber was decreased with fiber separated and pectin content reduced.It was presumed the antibacterial component of flax fiber was existed in pectin.

flax fiber；ret；antibacterial property

TS123+.3

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.12.010

2016-10-21

黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（E201345）；齊齊哈爾市科技項(xiàng)目（NYGG-201519）

田英華（1975-），女，黑龍江齊齊哈爾人，副教授，碩士，主要從事纖維素纖維生物處理方面的研究.E-mail：yinghua_tian@163.com

1007-9831（2016）12-0036-03