摘 要：本发明公开了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，属于纺织加工技术领域。本发明采用γ-戊内酯，苎烯和水配制成一种可去除苎麻原麻中木质素与脂蜡质组分的绿色溶剂，其中，γ-戊内酯可有效去除木质素，苎烯可有效去除脂蜡质，并且在γ-戊内酯和苎烯的协同作用下，苎麻中的木质素和脂蜡质能被更加高效的去除；然后，采用果胶裂解酶对苎麻继续进行催化降解，去除果胶、半纤维素以及剩余的木质素等其他杂质，由于原麻经过预处理，部分杂质已被去除，在其表面产生更多的孔隙，有利于酶进入麻内部，更加有效的降解果胶，使得酶脱胶的效率和效果都得到提升；最后，经过氧化氢漂白、上油后，得到苎麻纤维。
技术要点
1.一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，其特征在于，包括如下步：
步骤1：配制预处理液，加入梳理后的苎麻原麻进行处理，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻；所述预处理液包括γ-戊内酯、苎烯、硫酸和水；
步骤2：配制果胶裂解酶处理液，加入步骤1所述预处理后的苎麻进行处理，之后进行敲麻水洗，得到果胶裂解酶处理后的苎麻；所述果胶酶酶处理液包括果胶裂解酶、表面活性剂和水；所述果胶裂解酶处理液的pH为8.0～10.0；
步骤3：配制漂白液，加入步骤2所述果胶裂解酶处理后的苎麻进行处理，水洗后得到漂白苎麻；所述漂白液包括氢氧化钠、过氧化氢和水；
步骤4：配制油乳液，将步骤3所述漂白苎麻放入油乳液中静置上油，最后脱水烘干得到苎麻纤维；油乳液包括乳化油、乳化剂和水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述预处理液中各组分含量为：20%～40％体积分数γ-戊内酯、5％～10％体积分数苎烯、硫酸0.25～1g/L，其余为水。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2所述果胶裂解酶的添加量为8.5～850U/g苎麻。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述处理中，苎麻原麻和预处理液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2所述处理中，苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3所述处理中，苎麻和漂白液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述油乳液中各组分含量为：4～8g/LJNM-D1乳化油、0.5～2g/L过氧化氢、4～8g/L JNM-D2乳化剂，其余为水。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中苎麻和油乳液的质量比为1：(8～12)。
9.权利要求1～8任一所述方法制备得到的苎麻纤维。
10.权利要求1～8任一所述方法在韧皮纤维的脱胶加工中的应用。
技术领域
本发明属于纺织加工技术领域，涉及一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法。
背景技术
苎麻原产于中国，可用作纺织原料，具有强度和模量高，吸湿透气性好，服用爽滑挺括、舒适凉爽等特性。苎麻原麻由纤维素成分和胶质成分构成。苎麻纺纱织造前需要去除非纤维类胶质，得到精干麻纤维。市售苎麻精干麻纤维的残胶率一般在5％以内。GB/T7699—2022《苎麻》中规定三级精干麻的束纤维断裂强度≥3.5cN/dtex。
苎麻的脱胶工艺中较为常用的有化学脱胶和生物脱胶。化学脱胶是通过浸酸、碱液煮练、氯漂达到脱胶的目的。然而，浸酸工艺要求严格，若控制不当，会影响原麻纤维的强力，且酸液对设备的腐蚀性很强；高温煮练的耗水耗能高，脱胶废液的COD值高，废水处理难度大；氯漂对环境的影响大。生物脱胶包括微生物脱胶和酶脱胶，其中酶脱胶是利用脱胶酶制剂催化苎麻原麻，降解苎麻纤维外包裹的胶质复合体，从而使纤维分离出来。现有研究中，多用复合酶处理的方式对苎麻进行生物脱胶处理。常用的苎麻脱胶复合酶中含有果胶酶、半纤维素酶。但是，各种酶制剂同时使用时各种酶的作用条件不一致，导致它们无法同时发挥出高效的催化作用。另外，目前酶脱胶存在生产成本较高、处理效果欠佳等问题，无法满足市售产品的质量要求，所以提高苎麻酶脱胶的效率与效果是该方法需要解决的关键问题。
发明内容
本发明实际要解决的技术问题是提供一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，该方法中采用绿色溶剂对苎麻原麻进行预处理，部分去除其中的木质素和脂蜡质，随后采用果胶裂解酶催化降解纤维上剩余的果胶，在果胶去除过程中其他杂质组分随之一起被去除，最后经过氧化氢漂白得到苎麻纤维。
为了解决上述问题，本发明提供了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，所述方法是首先，采用γ-戊内酯，苎烯和水配制成一种可去除苎麻原麻中木质素与脂蜡质组分的绿色溶剂，其中，γ-戊内酯可有效去除木质素，苎烯可有效去除脂蜡质，并且在γ-戊内酯和苎烯的协同作用下，苎麻原麻中的木质素和脂蜡质能被更加高效的去除；然后，采用果胶裂解酶对原麻继续进行催化降解，有效去除果胶、半纤维素以及剩余的木质素等其他杂质，由于原麻经过预处理，部分杂质已被去除，在其表面产生更多的孔隙，有利于酶组分进入麻内部，更加有效的降解果胶。果胶的高效降解，也使得与其粘连在一起的半纤维素、木质素等杂质能被有效去除，仅利用单一果胶裂解酶就能够完成酶脱胶工序，酶脱胶的效率和效果都得到提升，单一果胶裂解酶处理效果好于复合酶脱胶酶(果胶酶、半纤维素酶、木质素降解酶等复配酶)的处理效果；最后，经过氧化氢漂白、上油后，得到苎麻纤维。
本发明的第一个目的是提供一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，包括如下步骤：
步骤1：取苎麻原麻，对其进行梳理，取γ-戊内酯、苎烯、硫酸与水一起配制预处理液，加入苎麻原麻进行处理，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻；
步骤2：将果胶裂解酶、表面活性剂和水配制成脱胶用果胶裂解酶处理液，再使用碱性试剂调节处理液pH至8.0～10.0，将步骤1预处理后的苎麻加入果胶裂解酶处理液处理，之后进行敲麻水洗，得到果胶裂解酶处理后的苎麻；所述果胶裂解酶的添加量为8.5～850U/g苎麻；
步骤3：取氢氧化钠、30％体积分数的过氧化氢配制漂白液，将步骤2果胶裂解酶处理后的苎麻加入漂白液处理，水洗后得到漂白苎麻；
步骤4：取乳化油、乳化剂、水配制油乳液，将步骤3漂白苎麻放入油乳液中静置上油，最后脱水烘干得到苎麻纤维。
进一步的，步骤1中选用的苎麻为次年原麻，原麻经过冲洗、晒干或直接经过晒干、堆置以剥制得的黄色非青色的苎麻韧皮。
进一步的，步骤1所述预处理液为含有20％～40％体积分数γ-戊内酯、5％～10%体积分数苎烯、硫酸0.25～1g/L，其余为水。
进一步的，步骤1中苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
进一步的，步骤1所述预处理在90～100℃的条件下处理1～2小时。
进一步的，步骤2所述脱胶用果胶裂解酶处理液为含果胶裂解酶1～10g/L、表面活性剂1～2g/L，其余为水。
进一步的，步骤2所述表面活性剂可以为辛癸醇聚氧乙烯醚等润湿渗透剂。
进一步的，步骤2所述碱性试剂可为碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠等可以调节溶液pH为8.0～10.0的其他试剂。
进一步的，步骤2中苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
进一步的，步骤2所述的果胶裂解酶处理在35～55℃的条件下处理4～12小时。
进一步的，步骤3中NaOH用量为2～4g/L，30％体积分数的过氧化氢用量为6～10mL/L。
进一步的，步骤3所述过氧化氢漂白在98～100℃条件下处理1～2小时。
进一步的，步骤3中苎麻和漂白液液的质量和体积比为1g：(10～100)mL。
进一步的，步骤4中油乳液为含有4～8g/L JNM-D1乳化油、0.5～2g/L过氧化氢、4～8g/LJNM-D2乳化剂的水溶液。
进一步的，步骤4中苎麻和油乳液的质量和质量比为1：(8～12)。
进一步的，步骤4中静置上油为在45℃的温度下静置上油40分钟。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的苎麻纤维。
本发明的第三个目的是本发明所述的一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法可用于亚麻、红麻等其他韧皮纤维的脱胶加工。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供了一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，解决了传统酸碱
预处理工艺流程长、废水排放指标高的缺陷，而且脱胶操作过程简单，延续保留了生物酶脱胶环保优势。
(2)本发明提供了一种能够提高苎麻生物酶脱胶效果的预处理方法，采用γ-戊内酯/苎烯/水体系对苎麻原麻进行预处理，能够对生物酶难以降解的木质素、脂蜡质进行去除，既提升了脱胶效果，还在原麻上产生了很多的微隙，为后续果胶裂解酶催化提供了扩散通道，起到协同促进作用，提高了酶脱胶的效率和效果。
(3)本发明提供了一种提高单一果胶裂解酶苎麻脱胶效果的方法，采用γ-戊内酯/苎烯/水体系部分去除苎麻中的木质素和脂蜡质对后续果胶酶脱胶有非常好的促进作用，制备得到的苎麻纤维中的果胶含量为0.2％。省略γ-戊内酯/苎烯/水预处理，仅用果胶裂解酶脱胶时，制备得到的苎麻纤维中果胶含量为3.9％。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明实施例中的技术方案进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法；本发明中所使用的试剂，如无特殊说明，均为本领域的常规试剂。
实验材料：
苎麻原麻纤维(四川大竹县)，γ-戊内酯、苎烯(上海麦克林生化科技股份有限公司)，硫酸、碳酸钠、氢氧化钠、过氧化氢(国药集团化学试剂有限公司)，JFC渗透剂(山东优索化工科技有限公司)，果胶裂解酶(850U/mL，青岛康地恩生物科技有限公司)，果胶甲酯酶(1000U/mL，夏盛生物科技有限公司)，半纤维素酶(200000U/g，江苏锐阳生物科技有限公司)，JNM-D1乳化油、JNM-D2乳化剂(湖州尤嘉生物科技有限公司)。
测试方法：
(1)苎麻成分含量测定方法：
参照GB/T 5889—1986苎麻化学成分定量分析方法进行测定。
(2)残胶率测定方法：
参照GB/T 5889—1986苎麻化学成分定量分析方法，对脱胶后的苎麻精干麻的残胶率进行测试，苎麻精干麻残胶率公式如下，
残胶率(％)＝(试样的干重－提取残胶后的试样干重)/试样的干重×100％。
(3)束纤维断裂强度测试方法：
测试仪器购于常州第一纺织厂，测试样品切割长度为40mm，控制样品重量在10mg左右，将机器的夹距调节为10mm，拉伸速度为300mm/min，束纤维强度的计算公式如下，
麻束的线密度(dtex)＝麻束的质量/麻束的切割长度×104；
束纤维断裂强度(cN/detx)＝麻束的断裂强力/麻束的线密度。
实施例1
以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2：按照苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制果胶裂解酶处理液10L。果胶裂解酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶2g/L，JFC渗透剂1g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节复合酶处理液pH至9.0。将步骤1预处理后的苎麻加入果胶裂解酶处理液(果胶裂解酶的酶活为34U/g苎麻)，在40℃的条件下处理6小时，之后进行敲麻水洗，得到果胶裂解酶处理后的苎麻。
步骤3：按苎麻和漂白液的质量和体积比为1g：20mL，配制漂白液10L。漂白液中各组分含量为：氢氧化钠2g/L，30％体积分数的过氧化氢8mL/L。将步骤2果胶裂解酶处理后的苎麻加入漂白液，在98℃条件下处理1小时，水洗后得到漂白苎麻。
步骤4：按照苎麻和油乳液的质量和质量比为1：8，配制油乳液4L。油乳液中各组分含量为：4g/L JNM-D1乳化油、1g/L 30％体积分数的过氧化氢、5g/L JNM-D2乳化剂。将步骤3漂白苎麻放入油乳液，在45℃的温度下静置上油40分钟，最后脱水烘干得到苎麻纤维。
实施例2
以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按30％体积分数γ-戊内酯、6％体积分数苎烯、硫酸0.3g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比
为1g：10mL，配制预处理液5L，加入苎麻原麻，在90℃的条件下处理2小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2：按照苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：10mL，配制果胶裂解酶处理液5L。果胶裂解酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶5g/L，JFC渗透剂2g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节果胶裂解酶处理液pH至8.5。将步骤1预处理后的苎麻加入果胶裂解酶处理液(果胶裂解酶的酶活为42.5U/g苎麻)，在50℃的条件下处理8小时，之后进行敲麻水洗，得到果胶裂解酶处理后的苎麻。
步骤3：按苎麻和漂白液液的质量和体积比为1g：30mL，配制漂白液15L。漂白液中各组分含量为：氢氧化钠3g/L，30％体积分数的过氧化氢10mL/L。将步骤2果胶裂解酶处理后的苎麻加入漂白液，在100℃条件下处理1小时，水洗后得到漂白苎麻。
步骤4：按苎麻和油乳液的质量和质量比为1：20，配制油乳液10L。油乳液中各组分含量为：6g/L JNM-D1乳化油、2g/L 30％体积分数的过氧化氢、8g/L JNM-D2乳化剂。将步骤3漂白苎麻放入油乳液，在45℃的温度下静置上油40分钟，最后脱水烘干得到苎麻纤维。
对比例1将果胶裂解酶替换为复合酶(含果胶裂解酶、果胶甲酯酶和半纤维素酶)
具体实施方式参考实施例1，区别在于，将步骤2中的果胶裂解酶替换为复合酶(含果胶裂解酶、果胶甲酯酶和半纤维素酶)，以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2：按照苎麻和复合酶处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制复合酶处理液10L。复合酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶2g/L，果胶甲酯酶1g/L，半纤维素酶2g/L，JFC渗透剂1g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节复合酶处理液pH至9.0。将步骤1预处理后的苎麻加入复合酶处理液，在40℃的条件下处理6小时，之后进行敲麻水洗，得到酶处理后的苎麻。
步骤3～步骤4同实施例1。
对比例2将果胶裂解酶替换为复合酶(含果胶裂解酶、果胶甲酯酶和半纤维素酶)
具体实施方式参考实施例2，区别在于，将步骤2中的果胶裂解酶替换为复合酶(含果胶裂解酶、果胶甲酯酶和半纤维素酶)，以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按30％体积分数γ-戊内酯、6％体积分数苎烯、硫酸0.3g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：10mL，配制预处理液5L，加入苎麻原麻，在90℃的条件下处理2小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2：按照苎麻和复合酶处理液的质量和体积比为1g：10mL，配制复合酶处理液5L。复合酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶5g/L，果胶甲酯酶5g/L，半纤维素酶3g/L，JFC渗透剂2g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节复合酶处理液pH至8.5。将步骤1预处理后的苎麻加入复合酶处理液，在50℃的条件下处理8小时，之后进行敲麻水洗，得到酶处理后的苎麻。
步骤3～步骤4同实施例1。
对比例3省略步骤1的预处理进行苎麻脱胶，即果胶裂解酶脱胶
具体实施方式参考实施例1，区别在于，省略步骤1的预处理操作，直接适用果胶裂解酶脱胶。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：无
步骤2：按照苎麻和果胶裂解酶处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制果胶裂解酶处理液10L。果胶裂解酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶2g/L，JFC渗透剂1g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节果胶裂解酶处理液pH至9.0。将苎麻原麻加入果胶裂解酶处理液，在40℃的条件下处理6小时，之后进行敲麻水洗，得到酶处理后的苎麻。
步骤3：按苎麻和漂白液液的质量和体积比为1g：20mL，配制漂白液10L。漂白液中各组分含量为：氢氧化钠2g/L，30％体积分数的过氧化氢8mL/L。将步骤2果胶裂解酶处理后的苎麻加入漂白液，在98℃条件下处理1小时，水洗后得到漂白苎麻。
步骤4：按苎麻和油乳液的质量和质量比为1：8，配制油乳液4L。油乳液中各组分含量为：4g/L JNM-D1乳化油、1g/L 30％体积分数的过氧化氢、5g/L JNM-D2乳化剂。将步骤3漂白苎麻放入油乳液，在45℃的温度下静置上油40分钟，最后脱水烘干得到苎麻纤维。
对比例4单独使用复合酶脱胶进行苎麻脱胶
以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：无
步骤2：按照苎麻和复合酶处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制复合酶处理液10L。复合酶处理液中各组分含量为：果胶裂解酶2g/L，果胶甲酯酶1g/L，半纤维素酶2g/L，JFC渗透剂1g/L，其余为水，再使用氢氧化钠调节复合酶处理液pH至9.0。将苎麻原麻加入复合酶处理液，在40℃的条件下处理6小时，之后进行敲麻水洗，得到酶处理后的苎麻。
步骤3：按苎麻和漂白液液的质量和体积比为1g：20mL，配制漂白液10L。漂白液中各组分含量为：氢氧化钠2g/L，30％体积分数的过氧化氢8mL/L。将步骤2酶处理后的苎麻加入漂白液，在98℃条件下处理1小时，水洗后得到漂白苎麻。
步骤4：按苎麻和油溶液的质量和质量比为1：8，配制油溶液4L。油溶液中各组分含量为：4g/L JNM-D1乳化油、1g/L 30％体积分数的过氧化氢、5g/LJNM-D2乳化剂。将步骤3漂白苎麻放入油乳液，在45℃的温度下静置上油40分钟，最后脱水烘干得到苎麻纤维。
对比例5省略步骤1预处理中的γ-戊内酯
具体实施方式参考实施例1，区别在于，步骤1预处理操作中，省略添加γ-戊内酯。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
对比例6省略步骤1预处理中的苎烯
体实施方式参考实施例1，区别在于，步骤1预处理操作中，省略添加苎烯。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
对比例7省略步骤2果胶裂解酶处理
具体实施方式参考实施例1，区别在于，省略步骤2，以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2：无
步骤3～步骤4同实施例1。
对比例8步骤1中γ-戊内酯的用量过大(50％体积分数γ-戊内酯)
具体实施方式参考实施例1，区别在于，改变步骤1中γ-戊内酯的用量。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按50％体积分数γ-戊内酯、8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
对比例9步骤1中γ-戊内酯的用量过小(10％体积分数γ-戊内酯)
具体实施方式参考实施例1，区别在于，改变步骤1中γ-戊内酯的用量。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按10％体积分数γ-戊内酯、8％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
对比例10步骤1中苎烯的用量过大(20％体积分数苎烯)
具体实施方式参考实施例1，区别在于，改变步骤1中苎烯的用量。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、20％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水。苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
对比例11步骤1中苎烯的用量过小(2％体积分数苎烯)
具体实施方式参考实施例1，区别在于，改变步骤1中苎烯的用量。以500g苎麻原麻为原材料，按以下步骤进行脱胶处理：
步骤1：取500g苎麻原麻，对其进行梳理，按20％体积分数γ-戊内酯、2％体积分数苎烯、硫酸0.5g/L的终浓度配制预处理液，其余溶剂为水、苎麻和预处理液的质量和体积比为1g：20mL，配制预处理液10L，加入苎麻原麻，在95℃的条件下处理1小时，之后进行敲麻水洗，得到预处理后的苎麻。
步骤2～步骤4同实施例1。
实施例3苎麻纤维的性质表征
将上述各实施例和对比例得到的苎麻纤维进行表征，结果如下
表1 苎麻样品中各组分含量
表2 苎麻样品的残胶率和束纤维断裂强度
表1和表2分别为实施例和对比例中几种主要杂质组分的含量、残胶率与束纤维断裂强度。
实施例1和实施例2的结果表明，经本发明方法脱胶后，苎麻纤维中各杂质的含量明显降低，纤维的残胶率为3.5％和3.2％，束纤维断裂强度为3.8cN/dtex和3.9cN/dtex，达到了市售苎麻纤维的残胶率与三级精干麻束纤维断裂强度要求。
对比例1和对比例2将实施例1和实施例2中的碱性果胶裂解酶处理替换为复合酶处理，结果表明，对比例1和对比例2的残胶率高于实施例1和实施例2，束纤维断裂强度低于实施例1和实施例2，说明采用单一碱性果胶裂解酶处理的效果优于复合酶处理的效果。这和部分文献报道的结果并不一致，普遍认为采用复合酶对苎麻脱胶的效果要优于单一果胶裂解酶的脱胶效果，但在本发明中仅使用果胶裂解酶脱胶就可以达到并超过复合酶脱胶的效果。这是因为本发明采用了一种有利于后续果胶裂解酶作用的预处理，通过预处理去除了大部分的木质素和蜡质，使后续果胶酶能够更容易与果胶结合，果胶降解效率大大提升。
对比例3与实施例1相比，省略步骤1中的预处理，仅用果胶裂解酶脱胶。处理后对比例3的各杂质含量仍然较高，残胶率高达13.8％，是实施例1的3.94倍。木质素与脂蜡质去除效果差，严重影响了后续果胶裂解酶对果胶的降解作用，导致对比例3处理后的苎麻中，果胶含量是实施例1的19.5倍，半纤维素含量是实施例1的3.6倍。
对比例4与对比例1相比，省略步骤1的预处理，仅用复合酶脱胶。对比例4与对比例3相比，两者均无预处理，对比例4采用复合酶脱胶，对比例3采用果胶裂解酶脱胶，可以看出对比例4的残胶率和各杂质的含量要低于对比例3，束纤维断裂强度略高于对比例3，说明在无预处理时，复合酶脱胶的效果要优于仅果胶裂解酶脱胶。从这个结果可以看出，本发明预处理对于后续果胶裂解酶脱胶效果的提升十分明显。
对比例5与实施例1相比，省略步骤1预处理中的γ-戊内酯。处理后对比例5的残胶率为9.5％，是实施例1的2.7倍。缺少了γ-戊内酯的作用，苎麻中的木质素去除效果差，脱胶后木质素含量为2.1％。由于木质素去除效果差，导致了后续果胶裂解酶催化作用差，脱胶后苎麻纤维中半纤维素含量6.8％，果胶含量2.0％。
对比例6与实施例1相比，省略步骤1预处理中的苎烯。可以看出，对比例6的脂蜡质含量(0.7％)明显高于实施例1的脂蜡质含量，这说明苎烯对于苎麻中脂蜡质去除有明显作用。另外，对比实施例1和对比例6的结果，缺少苎烯，苎麻中果胶的去除效果变差，这说明苎烯对脂蜡质的去除，有利于后续果胶酶对苎麻中果胶的催化降解。
对比例7与实施例1相比，省略步骤2中的酶处理。可以看出，对比例7的残胶率高达13.3％，是实施例1的3.8倍。由于缺少果胶裂解酶的作用，对比例7中的果胶含量为3.8%,远高于实施例1中果胶含量(0.2％)，说明果胶裂解酶对这两种组分的去除起重要作用。另外，由于果胶的去除，能够对其他杂质的去除起促进作用，当缺少果胶裂解酶的作用后，对比例7中的半纤维素、木质素和脂蜡质含量也高于实施例1，这说明本发明中γ-戊内酯/苎烯/水预处理和果胶裂解酶处理之间不是简单的叠加效果，苎麻中各杂质组分结合在一起，一种杂质的去除会对其他杂质的去除起到促进作用。其中，对比例3中省略预处理得到的苎麻，与原麻相比，木质素含量降低0.4％；对比例7中省略果胶裂解酶处理得到的苎麻，与原麻相比，木质素含量降低1.5％；而实施例1中同时使用预处理工艺和果胶裂解酶处理工艺得到的苎麻，与原麻相比，木质素含量降低2.7％，木质素含量的降低程度(2.7％)与单独使用预处理和单独使用果胶裂解酶处理工艺的叠加效果(0.4％+1.5％)相比提高了1.42倍，说明预处理工艺和果胶裂解酶处理工艺联用对于木质素的去除起到协同促进的作用效果。对比例3中省略预处理得到的苎麻，与原麻相比，半纤维素含量降低5.4％；对比例7中省略果胶裂解酶处理得到的苎麻，与原麻相比，半纤维素含量降低4.9％；而实施例1中同时使用预处理工艺和果胶裂解酶处理工艺得到的苎麻，与原麻相比，半纤维素含量降低12％，木质素含量的降低程度(12％)与单独使用预处理和单独使用果胶裂解酶处理工艺的叠加效果(5.4％+4.9％)相比提高了1.16倍，说明预处理工艺和果胶裂解酶处理工艺联用对于半纤维素的去除也起到协同促进的作用效果。本发明中，γ-戊内酯去除木质素，能为后续果胶裂解酶降解果胶提供扩散通道和作用位点；苎烯对脂蜡质的去除，能降低苎麻的疏水性，使γ-戊内酯、果胶裂解酶更容易与苎麻吸附结合，扩散进入苎麻内部；果胶酶降解果胶，半纤维素和预处理后残留的木质素与脂蜡质随果胶一起被去除。
从对比例8的结果可以看出，提高γ-戊内酯的用量，对苎麻中杂质的去除有促进作用，半纤维素、果胶、木质素和脂蜡质的含量与实施例1相当，但是得到的苎麻纤维强力低，仅为1.2cN/dtex，远低于实施例1的3.8cN/dtex(降低3.16倍)，说明不同用量的γ-戊内酯对苎麻脱胶后效果的影响是不可预期的。高浓度γ-戊内酯作用于苎麻，会对苎麻纤维内部的纤维素纤维主体结构产生一定程度的破坏，因此，本发明的关键之一是发现了在较低浓度γ-戊内酯的作用下，能有效去除木质素，不过度损伤纤维主体结构，还能促进后续果胶裂解酶的催化作用。
从对比例9的结果可以看出，γ-戊内酯用量过低，苎麻中杂质的去除效果变差。
从对比例10和对比例11的结果可以看出，苎烯用量过大或过小，苎麻的脱胶效果均变差，特别是纤维的强度均低于实施例1，因此苎烯用量也需要在合适范围内。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
文章摘自国家发明专利，一种预处理联合果胶裂解酶的苎麻脱胶方法，发明人：余圆圆，丁晨坤，温可鑫，王平；申请号：202410148111.0；申请日：2023.12.22
