亞麻脫膠與纖維抑菌性能的關系

田英華,劉曉蘭，鄭喜群，王路

（齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

亞麻脫膠與纖維抑菌性能的關系

田英華,劉曉蘭，鄭喜群，王路

（齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

利用果膠酶對亞麻原莖進行恒溫靜置脫膠，研究其對亞麻纖維中膠質的化學組成和纖維黏結狀態的變化，及脫膠亞麻纖維對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌抑菌特性的影響.結果表明，隨脫膠過程的進行，纖維逐漸分離，各膠質成分的質量分數逐漸降低，纖維的抑菌性逐漸下降.由此推測亞麻纖維的抑菌成分主要存在于膠質中.

亞麻纖維；脫膠；抑菌性能

亞麻是人類最早發現并使用的纖維素纖維之一，亞麻纖維具有強力高、色澤柔和、吸濕性好、透氣性強、抗靜電及防腐抑菌等特點[1-3].隨著人們生活質量的提高，環保意識的加強，亞麻紡織品以其抗菌、舒適的服用性能被廣泛應用于服裝、家紡和醫療保健服飾等方面[4-6].近年來，亞麻的天然纖維抑菌性能受到研究者的關注，但亞麻纖維抑菌性研究還僅是對其抑菌效力的確認方面[7-8].本文以脫膠過程中亞麻纖維膠質質量分數為切入點，初步探索膠質質量分數及纖維微觀結構對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理提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 實驗材料

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（齊齊哈爾大學食品與生物工程學院生物工程實驗室保藏）.

1.2 實驗方法

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.

1.2.2 培養基制備方法 （1）營養瓊脂培養基制備：酵母浸出液0.5％，蛋白胨1％，氯化鈉1％，瓊脂2％，將培養基加熱至完全溶解，調整pH值至7.4.（2）酵母菌培養基[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基中，細菌于37℃，酵母菌于28 ℃，以100 r/min振蕩培養10 h.培養后通過比濁法，用無菌PBS將菌懸液調整為1×105～5×105cfu/mL.

1.2.4 抑菌實驗方法[10]抑菌性實驗采用燒瓶振蕩法.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，經系列稀釋后涂布于平皿培養基，作為振蕩前的菌落數.將加入菌懸液的三角瓶以200 r/min振蕩培養2 h，細菌培養溫度為37 ℃，酵母菌為28 ℃.分別吸取培養后的菌懸液1 mL，經系列稀釋后涂布平皿培養基，作為振蕩后的菌落數..其中：A為試樣振蕩前平均菌落數；B為試樣振蕩后平均菌落數.空白樣品振蕩前后平均菌落數差值在10％以內，實驗有效.實驗樣品抑菌率與對照樣品抑菌率的差值＞26％，即可認定該樣品具有抗菌作用.

2 結果與討論

2.1 脫膠處理對亞麻纖維中膠質質量分數的影響

亞麻纖維中的膠質主要由半纖維素、果膠、木質素、脂蠟質、灰分和含氮物質等組成.亞麻單纖維靠這些膠質黏結形成纖維束，膠質貫穿于單纖維之間、纖維束之間以及韌皮部與表皮和木質部之間.脫膠就是采用生物酶將黏結亞麻纖維束的膠質適度降解，獲得滿足紡織工業要求的束纖維的過程.脫膠是連接亞麻原料與纖維生產的重要環節.將亞麻原莖采用果膠酶分別處理8，16，24，32，40 h，脫膠過程中膠質質量分數的變化見表1.由表1可見，亞麻原莖的膠質質量分數較高，為63.26％，隨著脫膠的進行，膠質質量分數逐漸降低，脫膠40 h，膠質質量分數僅為22.41％，約為亞麻原莖膠質質量分數的1/3.

表1 脫膠處理對亞麻纖維中膠質質量分數的影響

2.2 脫膠處理對亞麻纖維微觀結構的影響

采用光學顯微鏡對脫膠前后的亞麻纖維進行表征，結果見圖1和圖2.由圖1和圖2可見，未脫膠的亞麻纖維中膠質質量分數高，纖維由膠質所粘結，形成片狀.而脫膠后的纖維中膠質質量分數明顯減少，纖維分散為較小的纖維束.

圖1 未脫膠亞麻纖維的微觀結構

圖2 脫膠后亞麻纖維的微觀結構

2.3 脫膠處理對亞麻纖維抑菌率的影響

對亞麻原莖進行脫膠處理，隨著脫膠時間的延長，亞麻纖維中膠質質量分數逐漸降低.采用不同膠質質量分數的亞麻纖維分別進行抑菌實驗，結果見圖3.

由圖3可見，未脫膠的亞麻纖維抑菌率最高，隨著脫膠時間的延長，膠質質量分數降低，纖維對各菌的抑菌率均有所下降.其中，纖維對大腸桿菌的抑菌率受膠質質量分數變化影響最小，脫膠40 h的纖維對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％.纖維對酵母菌的抑菌率受膠質質量分數變化的影響最大，脫膠40 h，抑菌率降低了52.53％.這可能與微生物的細胞壁結構及其生理生化特性相關.

圖3 脫膠處理對亞麻纖維抑菌率的影響

3 結論

（1）脫膠是獲得亞麻纖維的必須環節，隨著脫膠的進行，亞麻纖維中膠質被分解，纖維得以解離為具有可紡性的纖維束，膠質質量分數也隨之降低.

（2）亞麻纖維對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌均具有抑菌性.隨著脫膠進行，膠質質量分數下降，纖維對各菌的抑菌性能均有所降低.其對大腸桿菌的抑菌率受脫膠影響較小，對酵母菌的抑菌率受脫膠的影響最大，這可能與菌體的細胞壁組成與結構相關.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中.

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[10]中華人民共和國衛生部.消毒技術規范[S].北京：中國標準出版社，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

黑龍江省自然科學基金項目（E201345）；齊齊哈爾市科技項目（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