1. 研究背景
剑麻属于龙舌兰科，是一种多年生长于热带的硬质纤维作物，其纤维具有拉力强、质地坚韧、富有弹性、纤维长、耐摩擦等特点，被广泛应用到汽车内饰材料、农用地膜、医药卫生用品、复合基材、军用工布、特种纸张等领域中[1]。全球的剑麻种植主要分布在巴西、中国、坦桑尼亚、肯尼亚、海地等地，国内主要集中在广西、广东和江苏等省区。截至 2022 年，广西的剑麻种植面积达到 21.2 万亩，占全国种植面积的约 78%，全年纤维总产量超 6.3 万吨，占全国剑麻纤维产量的91.6%，均居全国首位[2]。
剑麻实物如图 1 所示，图 2 是剑麻叶片解剖结构的光学显微镜图。图 2(a)为剑麻叶片横切面，可看出较多数量的维管束，纤维细胞环绕在薄壁细胞四周，剑麻纤维群根据分化程度的不同，可以表现为图 2(b)、2(c)所示的两种形态。图 2(e)、2(f)中剑麻叶片的弦切面中纤维束在叶片纵向交替排列，纤维束长度差异较小，两头尖、中间粗，呈纺锤形[3]。
可见，剑麻是由不同比例的纤维素和胶质组成。通常麻类需先经过脱胶-精炼得到精干麻中间产品，才能进一步加工成不同的制品，在精炼加工前须经过脱胶处理，去除其中的果胶成分，使植物组织和纤维分离。因此脱胶效果的好坏将直接影响纤维的可纺性，甚至影响纤维制品的使用性能，以及下游产品的开发应用。
2. 脱胶技术研究进展
传统脱胶主要采用池塘沤麻、堆积发酵等生物方法进行脱胶，但传统方法存在周期长、效率低，对环境危害大等缺点，难以进行工业化应用。目前主要采用化学、物理及生物等脱胶方法，在具体的实施过程中需充分考虑生产成本、脱胶效果及环境污染等问题。可见，脱胶正朝着可生物降解、绿色脱胶的方向发展。
（1）化学脱胶
化学脱胶法是利用纤维素和胶质对于酸、碱、氧化剂等物质的稳定性差异，通过煮炼、漂白、水洗和机械作用来实现胶质与纤维素的分离，主要包括碱处理、
氧化处理、混合物盐处理等方法。
碱处理是目前最常用且有效的脱胶方法，氢氧化钠与胶质组成的无定形区发生反应，纤维素组成的结晶区被保留下来。FIORE[4]等利用氢氧化钠预处理红麻纤维的研究表明：碱浓度的增加会对纤维结构造成损害，并产生细而脆的纤维；处理时间过长会使纤维强度降低；浸泡温度过高会导致纤维过短，影响纤维可纺性。
氧化处理是一种较为环保、高效的脱胶法，其化学药剂使用量少，可作为一种潜在的化学处理方法。姜楠[5]等在氧化预处理的条件下，对苎麻纤维进行脱胶，其残胶率低至 4.29%，白度达到 63.20%，束纤维强度达到 3.55cN/dtex。
混合物盐处理 深共熔溶剂(DES)是一种新型溶剂，能够在较低温度下进行高效环保的纤维分离处理。尹祥[6]等构建了氯化胆碱-乳酸 DES、过氧乙酸(PAA)、DES 协同 PAA，3 种绿色脱胶方法，结果表明，经 DES 溶剂脱胶可有效脱除竹原纤维的半纤维素，但木质素残余量高，PAA 脱除木质素的效率最高，DES 协同 PAA脱胶制备的纤维素含量最高。
（2）物理脱胶
物理脱胶法主要包括机械脱胶、闪爆法和超临界 CO2流体脱胶等方法，其过程方便快捷且污染较小，对纤维的损伤程度较低，但是易造成噪声污染，对操作
人员的健康造成一定影响。机械脱胶采用按压、摩擦的方式使原麻中的纤维分离，以减少并丝现象。闪爆法是在高温高压状态下，将液态水和水蒸气作用于纤维原
料，通过瞬间泄压的过程实现组分分离和结构变化。该法具有脱胶效果好、工艺简单、效率高等优点，但是闪爆法脱胶并不适用于实际生产，能耗高、投入大。超临界 CO2 脱胶法 超临界状态是指流体的压力和温度均超过临界压力和临界温度的状态，其在溶解、萃取、分离、质量传递和溶剂回收等方面均有较大的应用价值，适合无污染、低成本、高效绿色化工的发展方向。张娟[7]等在超临界 CO2对大麻纤维脱胶的研究结果表明，大麻纤维脱胶的优化工艺条件为：100℃、24MPa、90min、CO2流量 30g/min。在此条件下，脱胶后的残胶率和果胶含量分别降低到 31.6%、11.47%。
（3）生物脱胶
生物脱胶在减少环境污染、降低能耗方面展现出巨大的优势，主要包括微生物脱胶和酶法脱胶。其中微生物脱胶是通过培养特定菌种，在人工调控的微生物
生长环境中利用菌种生长代谢降解原麻中的胶质组分的过程。该法不需要使用化学溶剂或高温处理等物理化学条件，减少了对环境的污染和能源的消耗，它通过
选择合适的菌种，实现对特定胶质的高效降解，同时利用微生物的生长代谢来实现酶的连续生产，以满足大规模生产的需求。朱豪杰[8]等利用类芽孢杆菌进行苎麻
生物脱胶研究，结果表明，在最适发酵条件下，处理后苎麻纤维的质量损失率为30.4%，表明该菌株有较好的苎麻脱胶效果，具有应用到苎麻脱胶工业的潜力。任
远[9]的研究发现，在深冷预处理破除亚麻生物质抗性的基础上，使用耐碱复合脱胶菌群固体发酵，其脱胶后亚麻残胶率仅余 8%，与传统化学方法相比，该法纤维分子量更高，拉伸强力更强，且处理过程节约了 55%用水量和 90%化学品用量。而酶法脱胶是利用粗酶或纯化酶的稀释液进行剑麻纤维胶质的分解，通过调节酶的
用量、反应时间、温度和 pH 值等参数，可以精确控制脱胶过程的效果，实现定制化的脱胶需求。
综上所述，化学脱胶方法胶质去除率高，但对纤维的损伤较大，且能耗高、污染重；物理脱胶方法污染较小，不易损伤纤维，但残胶率高、噪声污染重；相
比之下，生物脱胶具有针对性强、反应条件温和、环境友好及能耗低等优势，更加符合绿色可持续发展的要求。在未来剑麻脱胶技术的发展中，微生物脱胶技术
必将成为脱胶的主流手段。因此，应加强对剑麻脱胶优质菌株的选育、高效酶的提取，以及剑麻脱胶预处理及后处理的优化。
参考文献：
[1] 赵龙华, 袁世一, 李干琼. 中国剑麻市场形势与产业发展分析[J]. 农业展望. 2024, 20 ( 1 ) : 80-85. [2] 周志方. ( 2022 年 9 月 9 ) . 石缝里的大产业，广西产出全国超九成剑麻纤维. 南
方日报, 第 4 版. [3] 朱豪杰, 何昌远, 张钰昌, 等. 类芽孢杆菌 C21 产果胶酶液体发酵条件优化及
其在苎麻纤维生物脱胶中的应用[J]. 中国酿造，2024, 43 ( 9 ) : 152-156. [4] FIORE V, DI BELLA G, VALENZA A. The effect of alkaline treatment on
mechanical properties of kenaf fibers and their epoxy composites[J]. Composites Part
B: Engineering， 2015, ( 68 ) : 14-21．
[5] 姜楠, 王强, 段旬妍, 等. 苎麻新型酶-化学联合脱胶工艺研究[J]. 毛纺科技, 2024, 52 ( 09 ) : 53-60. [6] 尹祥, 朱恩清, 杨静, 等. 可纺性竹原纤维的脱胶工艺及其性能[J]. 纺织学报,
2024, 45 ( 9 ) : 106-112. [7] 张娟. 大麻纤维超临界 CO2脱胶工艺[J]. 上海纺织科技, 2021, 49 ( 7 ) : 31-33．
[8] 朱豪杰, 何昌远, 张钰昌, 等. 类芽孢杆菌 C21 产果胶酶液体发酵条件优化及
其在苎麻纤维生物脱胶中的应用[J]. 中国酿造，2024, 43 ( 9 ) : 152-156. [9] 任远. 基于固体发酵法的亚麻生物脱胶研究[D]. 天津工业大学, 2023.
