采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法

權(quán)利要求書(shū)

1. 一種采用漆酶/ 酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法，其特征在于步驟是：

（1）苧麻纖維采用傳統(tǒng)的化學(xué)脫膠工藝進(jìn)行脫膠處理；

（2）選用對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、 沙門(mén)氏菌及黑曲霉有良好抑制作用的異丁香酚、對(duì)香豆酸或香草醛，將異丁香酚、對(duì)香豆酸或香草醛用乙醇溶解，濃度為0.2%～0.3%；

（3）取上述脫膠后苧麻纖維，調(diào)解漿料漿濃為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的酚類(lèi)物質(zhì)，通空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶，置于溫度已達(dá)到50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h；

（4）處理后麻纖維水洗處理，干燥得苧麻纖維。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1 所述的采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法， 其特征在于所述步驟（3）中酚類(lèi)物質(zhì)的添加量相對(duì)于絕干漿為3.5%，漆酶添加量相對(duì)于絕干漿為18 U/g。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，涉及苧麻纖維的抗菌處理， 尤其是一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)， 隨著人們生活水平的提高及健康理念的影響， 人們對(duì)日常生活用品的要求及品味也不斷提高；特別是在紡織領(lǐng)域，抗菌性能好、防霉防臭功能好、 持久性好的抗菌紡織品備受各界人士的關(guān)注，尤其是麻纖維，其本身具有良好的抑菌效果以及吸濕、透氣、抗紫外線、無(wú)靜電等天然優(yōu)良性能，得到消費(fèi)者廣泛的喜愛(ài)。 但是，麻纖維雖然具有上述良好的性能，其抗菌持久性及耐洗性卻不盡人意，而紡織品本身就是微生物良好的寄生地， 因此其耐洗性及抗菌持久性也一直是人們研究的熱點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于抗菌織物的加工方法的報(bào)道很多，總的來(lái)說(shuō)主要可以分為以下兩種基本方法：1. 紡絲改性法，先制得抗菌纖維，再制成各類(lèi)抗菌織物；2. 后整理法， 將織物采用抗菌劑進(jìn)行后處理加工來(lái)獲得抗菌性能。 相比較而言， 紡絲改性法所獲得的織物抗菌效果比較持久，耐洗性好，但是抗菌纖維的生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜， 同時(shí)對(duì)抗菌劑的要求也較高， 目前主要的實(shí)施方法為共混紡絲法和復(fù)合紡絲法；后整理法的加工處理過(guò)程比較簡(jiǎn)單，但所得織物的抗菌效果及耐洗滌性較差。 近幾年來(lái)， 纖維改性織物在抗菌紡織品中的比重在逐年增加， 根據(jù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看， 抗菌紡織纖維的研究有著巨大的潛力和應(yīng)用價(jià)值。

苧麻纖維本身對(duì)大腸桿菌、 枯草芽孢桿菌及黑曲霉等微生物有一定的抑菌效果， 但是會(huì)隨著洗滌次數(shù)的增加而減弱并消失。 因此， 提高麻纖維的抗菌持久性及耐洗性是亟待開(kāi)發(fā)解決的問(wèn)題。 酚類(lèi)物質(zhì)因其結(jié)構(gòu)特征具有一定的抑菌效果， 而漆酶具有催化氧化酚類(lèi)物質(zhì)的特性， 恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用兩者的優(yōu)點(diǎn)處理苧麻纖維， 一方面提高了苧麻纖維的抗菌持久性，另一方面拓寬了漆酶在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

研究表明， 一些天然物中提取的酚類(lèi)物質(zhì)可以較好的抵制微生物的生長(zhǎng)， 而漆酶是一種含銅多酚氧化酶，可催化氧化多種酚類(lèi)及芳香胺底物，進(jìn)而賦予 纖 維 一 些 特 性。 “Aracri E， Vidal T. laccase-induced coupling of natural phenols onto sisal fibers[C]//ISWFPC， 2009：46-48.”一文中的研究報(bào)告表明，漆酶/HBT 及漆酶/CLD 處理劍麻纖維后， 所選酚類(lèi)物質(zhì)在漆酶的作用下結(jié)合在劍麻纖維表面， 表現(xiàn)為纖維Kappa 值增加，明度增加。 “Fillat A. Nature mediators in flax pulp delignification by laccase[C]//IPBC，2008：247”一文報(bào)導(dǎo)，一些天然介體在漆酶的作用下可以接枝到麻纖維的表面。 “Fillat A， Gallardo O，Vidal T. Evaluation of natural mediators for developing antimicrobial properties to pulp fibres[C]//ISWFPC， 2009：46.” 一文中研究表明漆酶/對(duì)香豆酸處理麻纖維， 對(duì)香豆酸可以接枝到麻纖維表面進(jìn)而賦予纖維一定的特性。 “Aracri E， Fillat A， Colom J F， et al. Enzymatic grafting of simple phenols on flax and sisal pulp fibres using laccases[J]. Bioresource Technology，2010， 101(21)：8211-8216.”中的研究表明一些小分子酚類(lèi)物質(zhì)在漆酶的作用下處理劍麻纖維，處理后這些酚類(lèi)物質(zhì)與劍麻纖維產(chǎn)生化學(xué)鍵連接進(jìn)而賦予劍麻纖維新的特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：

一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法，步驟是：

（1）苧麻纖維采用傳統(tǒng)的化學(xué)脫膠工藝進(jìn)行脫膠處理；

（2）選用酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、沙門(mén)氏菌及黑曲霉有良好的抑制作用，將酚類(lèi)物質(zhì)用乙醇溶解，濃度為0.2%～0.3%；

（3）取上述脫膠后苧麻纖維，調(diào)解漿料漿濃為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的酚類(lèi)物質(zhì)，通空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶，置于溫度已達(dá)到50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h；

（4）處理后麻纖維水洗處理干燥得苧麻纖維。

而且，所述酚類(lèi)物質(zhì)包括異丁香酚、對(duì)香豆酸及香草醛。

而且，所述步驟(3)中酚類(lèi)物質(zhì)的添加量相對(duì)于絕干漿為3.5%，漆酶添加量相對(duì)于絕干漿為18 U/g。

與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1. 本發(fā)明選用一些天然酚類(lèi)物質(zhì)及漆酶采用纖維改性技術(shù)處理苧麻纖維，經(jīng)漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理后的苧麻纖維， 酚類(lèi)物質(zhì)與苧麻纖維產(chǎn)生化學(xué)鍵連接并保留其抗菌基團(tuán)， 不僅可以拓寬苧麻纖維本身對(duì)微生物的抑菌范圍， 而且改性后苧麻纖維屬于非溶出型，具有良好的耐洗性及抗菌持久性好。

2. 本發(fā)明中漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理后的苧麻纖維與未處理苧麻纖維相比較， 增加了對(duì)細(xì)菌及霉菌的抑菌效果，具有良好的耐洗性及抗菌持久性，與紡織行業(yè)中其他方式獲得的麻纖維相比， 不但處理后的苧麻纖維屬于非溶出型， 而且隨著洗滌次數(shù)的增加仍保持良好的抑菌效果， 避免了抗菌劑與人體的直接接觸，不僅提高了麻纖維自身的抑菌效果，也賦予了麻纖維對(duì)其他菌種的抑制作用。

3. 本發(fā)明利用酚類(lèi)物質(zhì)自身抗菌性能的特性，協(xié)同漆酶共同處理苧麻纖維， 從而提高麻纖維的耐洗性及抗菌持久性，處理方法簡(jiǎn)單、易于操作，為提高麻纖維的耐洗性及抗菌持久性提供了新的處理方式， 對(duì)于抗菌紡織品的生產(chǎn)以及拓寬漆酶的應(yīng)用領(lǐng)域都具有十分重要的意義。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

所用原料：異丁香酚（ISO），購(gòu)于Sigma-Aldrich；苧麻纖維，取自陜西省；漆酶，諾維信公司提供，商品名NOVOZYM-51003，酶活1070 U/g。

一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法，步驟是：

（1）苧麻纖維的脫膠處理采用傳統(tǒng)的化學(xué)脫膠工藝進(jìn)行，原麻以1∶12 的浴比添加1%硫酸，50 ℃水浴中處理1h 完成浸酸過(guò)程， 水洗處理后纖維以浴比1∶12 的比例添加5%氫氧化鈉以及4%的硅酸鈉，在100 ℃恒溫水浴中處理1.5 h， 再次水洗處理，以1∶12 的浴比添加12%氫氧化鈉、4%硅酸鈉以及2%三聚磷酸鈉在100 ℃恒溫水浴中處理2 h 完成二煮過(guò)程， 水洗處理后將麻纖維在室溫條件下以浴比1∶20 的比例浸泡于2 g/L 的硫酸溶液5 min，最后水洗待用。

（2）異丁香酚本身對(duì)細(xì)菌的抑菌效果評(píng)價(jià)，二甲基亞砜溶解后采用牛津杯法檢測(cè)異丁香酚分別對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及沙門(mén)氏菌的抑菌圈大小， 所采用的異丁香酚對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、沙門(mén)氏菌及黑曲霉有良好的抑制作用， 將異丁香酚用乙醇溶解， 濃度為0.2%～0.3%，備用。

（3）取上述脫膠后苧麻纖維，用水調(diào)解漿料漿濃為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的異丁香酚， 異丁香酚的添加量相對(duì)于絕干漿為3.5%；通空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶， 漆酶添加量相對(duì)于絕干漿為18 U/g，置于溫度已達(dá)到50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h。

（4）處理后麻纖維水洗處理干燥得改性后苧麻纖維。

將上述制得的改性后的苧麻纖維分別進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)及耐洗實(shí)驗(yàn)分析， 測(cè)定結(jié)果分別見(jiàn)表1 和表2。

表1 漆酶/異丁香酚改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表1 中數(shù)據(jù)可知苧麻纖維本身對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及黑曲霉有一定的抑菌效果，經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后苧麻纖維不僅對(duì)上述菌種的抑菌能力提高了， 同時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌及沙門(mén)氏菌也具有良好的抑菌效果。

對(duì)處理前后的苧麻纖維進(jìn)行20 次洗滌后檢測(cè)其抑菌率的變化情況，從表2 中數(shù)據(jù)可以看到，未處理的苧麻纖維經(jīng)多次洗滌后對(duì)不同菌種的抑菌效果顯著地降低，而經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后的苧麻纖維經(jīng)20 次洗滌后抑菌率雖然有所降低，但是對(duì)不同菌種仍具有良好的抑菌效果， 達(dá)到了人們對(duì)紡織品耐洗性及抗菌持久性的要求。

表2 漆酶/異丁香酚改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)?zāi)拖磳?shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例2

一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法， 只是所選酚類(lèi)物質(zhì)采用對(duì)香豆酸替代異丁香酚，方法中的操作步驟、各參數(shù)、對(duì)香豆酸及漆酶的用量、漆酶/對(duì)香豆酸處理苧麻漿料的工藝條件以及苧麻纖維抗菌性能和耐洗性測(cè)試方法與實(shí)施例1 相同，檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表3 和表4。

從表3 的數(shù)據(jù)中可以看到， 與未處理的苧麻纖維相比較，經(jīng)漆酶/對(duì)香豆酸處理后的苧麻纖維對(duì)不同實(shí)驗(yàn)菌種的抑菌效果均高于未處理樣， 對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、沙門(mén)氏菌及黑曲霉的抑菌率分別為29.55%、39.56%、44.25%、26.92%和52.76%。

表3 漆酶/對(duì)香豆酸改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)20 次洗滌后，未處理的苧麻纖維對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種的抑菌效果均有很大幅度的降低，而漆酶/對(duì)香豆酸處理后的苧麻纖維經(jīng)20 次洗滌后對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種仍具有良好的抑菌效果， 達(dá)到了人們對(duì)紡織品耐洗性及抗菌持久性的要求。

表4 漆酶/對(duì)香豆酸改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)?zāi)拖磳?shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例3

一種采用漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理方式提高苧麻纖維抗菌持久性的方法，只是所選酚類(lèi)物質(zhì)采用香草醛替代異丁香酚，方法中的操作步驟、各參數(shù)、香草醛及漆酶的用量、漆酶/香草醛處理苧麻漿料的工藝條件以及苧麻纖維抗菌性能和耐洗性測(cè)試方法與實(shí)施例1 相同，檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表5 和表6。

從表5 的數(shù)據(jù)中可以看到， 與未處理的苧麻纖維相比較，經(jīng)漆酶/香草醛處理后的苧麻纖維對(duì)不同實(shí)驗(yàn)菌種的抑菌效果均高于未處理樣， 對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、沙門(mén)氏菌及黑曲霉 的 抑 菌 率 分 別 為31.04% 、41.25% 、40.58% 、28.32%和55.36%。

表5 漆酶/香草醛改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)20 次洗滌后，未處理的苧麻纖維對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種的抑菌效果均有很大幅度的降低，而漆酶/香草醛處理后的苧麻纖維經(jīng)20 次洗滌后對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種仍具有良好的抑菌效果， 達(dá)到了人們對(duì)紡織品耐洗性及抗菌持久性的要求。

表6 漆酶/香草醛改性苧麻纖維的抑菌實(shí)驗(yàn)?zāi)拖磳?shí)驗(yàn)結(jié)果

將上述制得改性后的苧麻纖維分別進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)分析及耐洗實(shí)驗(yàn)分析， 采用燒瓶振蕩法檢測(cè)處理后苧麻纖維抑菌性能的變化，具體操作步驟如下：

1. 取培養(yǎng)24 h 新鮮培養(yǎng)的代表性菌種(黑曲霉培養(yǎng)72 h)， 將其稀釋成菌數(shù)為1×106～2×106cfu/mL菌懸液， 取適量菌懸液以及1 g 絕干的處理后的苧麻纖維加入含有70 mL PBS 緩沖溶液的250 mL 的三角瓶中， 此時(shí)菌懸液濃度為1×104～2×104cfu/mL，然后將三角瓶置于恒溫?fù)u床內(nèi)37 ℃下以220 r/min振蕩1 h。

2. 處理后取三角瓶中菌懸液0.5 mL 加入到無(wú)菌培養(yǎng)皿中（直徑90 mm），每一個(gè)菌懸液接種3 個(gè)培養(yǎng)皿，然后加入約18 mL 預(yù)先融化后冷卻為45 ℃的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基， 搖勻后平放在無(wú)菌操作臺(tái)上，待培養(yǎng)基冷卻后，翻轉(zhuǎn)培養(yǎng)皿置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)48 h 計(jì)數(shù)菌落(黑曲霉為30 ℃下培養(yǎng)72 h)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次取平均值，檢測(cè)處理后苧麻纖維抗菌性能的變化。

3. 依據(jù)GB 8629—2001 對(duì)處理前后苧麻纖維分別進(jìn)行5、10、15、20 次耐洗測(cè)試，然后依據(jù)上述燒瓶振蕩法檢測(cè)纖維的抑菌率大小， 進(jìn)而評(píng)價(jià)處理前后苧麻纖維的抗菌持久性及耐洗性。測(cè)試結(jié)果表明，漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理后的苧麻纖維對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及黑曲霉的抑菌效果提高， 同時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌及沙門(mén)氏菌也具有良好的抑制作用，經(jīng)20次洗滌后， 處理后苧麻纖維對(duì)各菌種的抑菌效果降低幅度不大，抑菌率變化幅度10%左右。

本發(fā)明的原理：改性后的苧麻纖維，酚類(lèi)物質(zhì)結(jié)合在纖維表面而不溶出， 且提高了苧麻纖維抑制微生物生長(zhǎng)的能力。