亚麻脱胶与纤维抑菌性能的关系

田英华,刘晓兰，郑喜群，王路

（齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

亚麻脱胶与纤维抑菌性能的关系

田英华,刘晓兰，郑喜群，王路

（齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

利用果胶酶对亚麻原茎进行恒温静置脱胶，研究其对亚麻纤维中胶质的化学组成和纤维黏结状态的变化，及脱胶亚麻纤维对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌抑菌特性的影响.结果表明，随脱胶过程的进行，纤维逐渐分离，各胶质成分的质量分数逐渐降低，纤维的抑菌性逐渐下降.由此推测亚麻纤维的抑菌成分主要存在于胶质中.

亚麻纤维；脱胶；抑菌性能

亚麻是人类最早发现并使用的纤维素纤维之一，亚麻纤维具有强力高、色泽柔和、吸湿性好、透气性强、抗静电及防腐抑菌等特点[1-3].随着人们生活质量的提高，环保意识的加强，亚麻纺织品以其抗菌、舒适的服用性能被广泛应用于服装、家纺和医疗保健服饰等方面[4-6].近年来，亚麻的天然纤维抑菌性能受到研究者的关注，但亚麻纤维抑菌性研究还仅是对其抑菌效力的确认方面[7-8].本文以脱胶过程中亚麻纤维胶质质量分数为切入点，初步探索胶质质量分数及纤维微观结构对亚麻纤维抑菌性能的影响，力图为深入研究亚麻纤维抑菌机理提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 实验材料

亚麻原茎（金鼎亚麻有限公司）；果胶酶（sigma公司）；蛋白胨，氯化钠，葡萄糖（上海生工，均为分析纯）.大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，酵母菌和枯草芽孢杆菌（齐齐哈尔大学食品与生物工程学院生物工程实验室保藏）.

1.2 实验方法

1.2.1 亚麻脱胶方法 将亚麻原茎去除根部和梢部，剪切为20 cm的亚麻茎，称量150 g，置于脱胶容器中.用自来水浸泡8 h，倒掉水分，取出麻茎，按1∶15浴比再加入稀释后的果胶酶液，静止恒温培养.

1.2.2 培养基制备方法 （1）营养琼脂培养基制备：酵母浸出液0.5％，蛋白胨1％，氯化钠1％，琼脂2％，将培养基加热至完全溶解，调整pH值至7.4.（2）酵母菌培养基[9]：马铃薯去皮，切成小块，称取200 g，加水煮沸30 min，用双层纱布过滤，取清液.然后加入20 g葡萄糖，20 g琼脂，加热至完全溶解，加水至1 000 mL.以上培养基均在121 ℃灭菌20 min.

1.2.3 菌悬液制备方法 将活化后的菌种接种于已灭菌的新鲜肉汤培养基中，细菌于37℃，酵母菌于28 ℃，以100 r/min振荡培养10 h.培养后通过比浊法，用无菌PBS将菌悬液调整为1×105～5×105cfu/mL.

1.2.4 抑菌实验方法[10]抑菌性实验采用烧瓶振荡法.分别取0.75 g亚麻原茎，脱胶处理8，16，24，32，40 h的亚麻纤维及棉纤维（对照）分别加入到含有70 mL PBS的250 mL三角瓶中，灭菌后备用，并以仅含有70 mL PBS的三角瓶作为空白样品.将5 mL稀释后的菌悬液分别加入到各三角瓶中，摇匀，从各三角瓶中取1 mL混合后的菌悬液，经系列稀释后涂布于平皿培养基，作为振荡前的菌落数.将加入菌悬液的三角瓶以200 r/min振荡培养2 h，细菌培养温度为37 ℃，酵母菌为28 ℃.分别吸取培养后的菌悬液1 mL，经系列稀释后涂布平皿培养基，作为振荡后的菌落数..其中：A为试样振荡前平均菌落数；B为试样振荡后平均菌落数.空白样品振荡前后平均菌落数差值在10％以内，实验有效.实验样品抑菌率与对照样品抑菌率的差值＞26％，即可认定该样品具有抗菌作用.

2 结果与讨论

2.1 脱胶处理对亚麻纤维中胶质质量分数的影响

亚麻纤维中的胶质主要由半纤维素、果胶、木质素、脂蜡质、灰分和含氮物质等组成.亚麻单纤维靠这些胶质黏结形成纤维束，胶质贯穿于单纤维之间、纤维束之间以及韧皮部与表皮和木质部之间.脱胶就是采用生物酶将黏结亚麻纤维束的胶质适度降解，获得满足纺织工业要求的束纤维的过程.脱胶是连接亚麻原料与纤维生产的重要环节.将亚麻原茎采用果胶酶分别处理8，16，24，32，40 h，脱胶过程中胶质质量分数的变化见表1.由表1可见，亚麻原茎的胶质质量分数较高，为63.26％，随着脱胶的进行，胶质质量分数逐渐降低，脱胶40 h，胶质质量分数仅为22.41％，约为亚麻原茎胶质质量分数的1/3.

表1 脱胶处理对亚麻纤维中胶质质量分数的影响

2.2 脱胶处理对亚麻纤维微观结构的影响

采用光学显微镜对脱胶前后的亚麻纤维进行表征，结果见图1和图2.由图1和图2可见，未脱胶的亚麻纤维中胶质质量分数高，纤维由胶质所粘结，形成片状.而脱胶后的纤维中胶质质量分数明显减少，纤维分散为较小的纤维束.

图1 未脱胶亚麻纤维的微观结构

图2 脱胶后亚麻纤维的微观结构

2.3 脱胶处理对亚麻纤维抑菌率的影响

对亚麻原茎进行脱胶处理，随着脱胶时间的延长，亚麻纤维中胶质质量分数逐渐降低.采用不同胶质质量分数的亚麻纤维分别进行抑菌实验，结果见图3.

由图3可见，未脱胶的亚麻纤维抑菌率最高，随着脱胶时间的延长，胶质质量分数降低，纤维对各菌的抑菌率均有所下降.其中，纤维对大肠杆菌的抑菌率受胶质质量分数变化影响最小，脱胶40 h的纤维对大肠杆菌的抑菌率为106.03％，比未脱胶纤维的抑菌率降低了11.03％.纤维对酵母菌的抑菌率受胶质质量分数变化的影响最大，脱胶40 h，抑菌率降低了52.53％.这可能与微生物的细胞壁结构及其生理生化特性相关.

图3 脱胶处理对亚麻纤维抑菌率的影响

3 结论

（1）脱胶是获得亚麻纤维的必须环节，随着脱胶的进行，亚麻纤维中胶质被分解，纤维得以解离为具有可纺性的纤维束，胶质质量分数也随之降低.

（2）亚麻纤维对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌均具有抑菌性.随着脱胶进行，胶质质量分数下降，纤维对各菌的抑菌性能均有所降低.其对大肠杆菌的抑菌率受脱胶影响较小，对酵母菌的抑菌率受脱胶的影响最大，这可能与菌体的细胞壁组成与结构相关.由此推断亚麻纤维中具有抑菌性的有效成分主要存在于胶质中.

[1]杜国军，刘晓兰，郑喜群，等.亚麻纤维在脱胶过程中形态结构的变化[J].纺织学报，2008，29（2）：12-16

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[10]中华人民共和国卫生部.消毒技术规范[S].北京：中国标准出版社，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

黑龙江省自然科学基金项目（E201345）；齐齐哈尔市科技项目（NYGG-201519）

田英华（1975-），女，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，硕士，主要从事纤维素纤维生物处理方面的研究.E-mail：yinghua_tian@163.com

1007-9831（2016）12-0036-03