一种菠萝全叶抗菌纤维及其制备方法
阅读说明：本技术 一种菠萝全叶抗菌纤维及其制备方法 (Pineapple whole-leaf antibacterial fiber and preparation method thereof ) 是由 陈港 钱杨杨 刘义军 王淳玉 于 2021-10-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种菠萝全叶抗菌纤维及其制备方法,通过将菠萝叶经原料预处理、高浓疏解或高浓磨浆、低浓打浆、筛浆、脱水干燥或抄片成纸干燥制备而成。本发明结合造纸业常用的纯机械制浆法,制备工艺简便、成本低廉、绿色环保、易于实现产业化,且纤维得率大于7%,纤维长度介于0.5-5.8 mm,成功解决了传统化学处理法提取菠萝叶纤维过程存在的成本高、污染大、得率低等难题。本发明所得纤维易于制成纯菠萝叶纤维纸,纸张抗菌性好,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌的抑菌率大于99%。此外,本发明工艺所得纤维制成的纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好,抗张强度高、柔韧性好,利于菠萝叶纤维在食品抗菌包装、医用抗菌纸、生活抗菌纸等方面的推广。(The invention relates to a pineapple whole-leaf antibacterial fiber and a preparation method thereof. The method combines a pure mechanical pulping method commonly used in the paper making industry, has simple and convenient preparation process, low cost, environmental protection and easy realization of industrialization, the fiber yield is more than 7 percent, the fiber length is between 0.5 and 5.8 mm, and the problems of high cost, large pollution, low yield and the like in the process of extracting the pineapple leaf fiber by the traditional chemical treatment method are successfully solved. The fiber obtained by the invention is easy to prepare pure pineapple leaf fiber paper, the antibacterial property of the paper is good, and the bacteriostasis rate of the paper to escherichia coli, staphylococcus aureus and candida albicans is more than 99%. In addition, the pure pineapple leaf fiber paper made of the fibers obtained by the process has good physical properties, high tensile strength and good flexibility, and is beneficial to popularization of the pineapple leaf fibers in the aspects of food antibacterial packaging, medical antibacterial paper, life antibacterial paper and the like.)
技术领域
本发明涉及一种菠萝全叶抗菌纤维及其制备方法，属生物质高值化利用技术领域。
技术背景
废弃物资源化与农村生物质能源是国家中长期发展战略研究的主要内容之一，而农业资源高效利用问题是我国现代农业发展长期存在的难题。菠萝是我国重要的热带亚热带水果，全国总种植面积已突破100万亩，在促进当地乡村产业振兴、农民发家致富中发挥着重要的角色。菠萝主要由菠萝叶、菠萝果实两部分组成，其中菠萝叶基本处于浪费状态，据统计我国每年可产生大约1000万吨的菠萝废弃物，若通过粉碎还田容易造成土壤酸化、燃烧或填埋又污染环境。研究发现由于废弃菠萝叶中富含纤维素，及三萜类、酰胺类、苯丙素类和抗氧化剂等天然生物活性化合物或抗菌成分（期刊：菠萝叶的化学成分及生物活性研究进展；浅谈菠萝叶纤维抑菌物质研究），可广泛作为食品、造纸、纺织、抗菌剂等工业原料，因此具有非常重要的开发价值。
目前抗菌纤维的制备主要是通过添加具有抗菌性能的纳米银、铜碳等材料制成。如安徽万兴实业有限公司通过在食用淀粉中添加纳米银、铜碳制备抗菌材料用于口罩抗菌（专利CN202010288513.2）。湖南伊湘服饰有限公司将钛酸四丁酯与纳米银溶胶结合，然后酸催化得到抗菌材料，得到服装用抗菌纤维材料（专利CN202010359891.5）。中国农业科学院麻类研究所以银离子溶液为银源先驱体，采用植物提取液为生物还原剂，在麻类纤维吸附银离子后，利用工业大麻花叶植物提取液原位还原银离子并在纤维表面或内部生长出纳米银颗粒，经过反应后的纳米抗菌麻类纤维实现了高效、快速、持久的抗菌性能及耐洗性（专利CN201910402270.8）。安信纳米科技(集团)有限公司以纳米银粒子为抗菌剂，棉、亚麻、共混纤维为载体制备具有抗菌作用的植物纤维（专利CN200580043733.2）。台州骊威环保科技有限公司通过将菠萝叶纤维粉末与石墨烯-锌纳米复合物复合制备了抗菌复合膜（专利 CN108484953A）。虽然上述方法制备的抗菌材料抗菌性能优异，但是通过添加化学物质来制备抗菌材料，存在工艺复杂、成本高、不环保等缺点。
菠萝叶纤维的提取方法目前主要有水浸法、化学法、生物酶法和机械法等方法。张劲等采用手喂式刮麻机提取菠萝叶纤维，纤维提取率90-93 %，含杂率1-5 %，提取产能40kg/h，但是其存在对菠萝叶的质量要求高、劳动强度大、菠萝叶纤维得率低等问题（论文：菠萝叶纤维提取与工艺设备的研究）。李明福等采用温度为30 ℃的流动式或密闭式发酵池中浸泡菠萝叶，然后人工刮去残留叶渣，获得菠萝叶纤维，然而生产时间长、占用场地大、劳动强度大、提取率低，浸泡废水污染环境、成本高（论文：菠萝叶纤维的研究的动态及发展对策）。刘恩平等采用了果胶酶法制备了一种满足纺织工艺需求的菠萝叶纤维，其线密度为1.88 tex，断裂强度为34.29 cN/tex，断裂伸长率为2.69 %，但是该方法制备的菠萝叶纤维存在产品稳定性差、专一性、生产成本高等问题（论文：菠萝叶纤维酶法脱胶技术）。张慧敏等研究了手工刮麻、刮皮+蒸汽闪爆、沤麻+蒸汽闪爆或者蒸汽闪爆+沤麻预处理制备菠萝叶纤维，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率分别为64-87 %，71-93 %，74-81 %，该研究所制备的菠萝叶纤维虽然抑菌效率符合标准，但所得纤维表面胶质分布不均匀、劳动强度大、对原料要求高（论文：菠萝叶纤维抗菌性能及机理研究）。
因此开发一种绿色环保、成本低廉、工艺简便的方法来提取菠萝全叶抗菌纤维有利于解决菠萝叶粉碎还田造成土壤酸化的问题，以及解决菠萝叶纤维提取过程成本高、污染大且利用率低等难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种绿色环保、成本低廉、工艺简便的方法来制备菠萝全叶抗菌纤维。
为达到上述目的，本发明是通过如下手段得以实现的：
本发明第一方面提供了一种菠萝全叶抗菌纤维，所述菠萝叶抗菌纤维选自鲜菠萝叶或干菠萝叶或其混合物。
最优选地，所述菠萝叶优选鲜菠萝叶。
本发明第二方面提供了一种菠萝全叶抗菌纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃菠萝叶为原料，新鲜菠萝叶和干菠萝叶经过分选、切短、清洗得到洁净的菠萝叶块。
（2）高浓疏解或高浓磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至一定的浓度，置于纤维疏解器或常用盘磨机中进行疏解或磨浆；
（3）低浓打浆：将高浓疏解或磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；
（4）筛浆：将打浆后的菠萝叶浆料在平板缝筛、圆孔筛等筛浆机中进行筛选、收集；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料置于干燥机中干燥后得到一种菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料通过纸页成型网成型、干燥制成纯菠萝叶纤维纸张。
作为优选地，步骤（1）所述切短的菠萝叶块为长度5 cm的块条；
作为优选地，步骤（2）所述干菠萝叶清洗后需加软化剂处理实现叶表皮的软化；所述软化剂选自纤维素酶，果胶酶、木聚糖酶，甘露聚糖酶，多聚半乳糖醛酸酶中的一种或多种；软化剂添加量优选干菠萝叶质量的0.05-0.1 %。
最为优选地，步骤（2）所述高浓疏解物料浓度为15-25 %，疏解时间优选30-90min；所述盘磨机的盘磨间隙0.1-1.5 mm，间隙优选0.3-0.9，磨浆浓度为15-25 %。
作为优选地，步骤（3）低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为1.5-10 %，打浆度优选30-65 °SR，第1级打浆负荷为0-1 kg，30-90 min；第2级打浆负荷为1.5-3 kg，20-60min；第3级打浆负荷3.5-5 kg，5-20 min。
作为优选地，步骤（4）所述平板缝筛的缝宽为0.1-0.5 mm；所述圆孔筛的筛孔直径为5-12 mm。
作为优选地，步骤（5）所述脱水方式为离心脱水、螺杆挤压脱水中的一种或者两种。所述干燥方法包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥、真空微波干燥等；
作为优选地，步骤（5）所述热风干燥温度为60-105 ℃；真空干燥温度为50-80 ℃，真空度-0.08～-0.1 MPa；冷冻干燥温度-10～-40 ℃，真空度-0.08～-0.1 MPa；微波干燥温度80-105 ℃；真空微波干燥温度50-80 ℃。
作为优选地，步骤（5）所述通过纸页成型网成型后干燥是指采用压榨干燥机干燥，所述压榨干燥机的干燥温度控制为90-120 ℃，干燥时间为15-30 min。
由上述步骤制得的一种菠萝全叶抗菌纤维，其特征在于：纤维得率大于7 %，纤维长度介于0.5-5.8 mm，打浆度介于15-70 °SR；纯菠萝叶纤维纸张对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌等革兰氏阳性菌、阴性菌的抑菌率均大于99 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好，克重约为50-200 g/m2，紧度0.2-0.48 g/cm3，抗张指数为2.45-5.35 (N•m/g)，耐破指数为0.68-2.12 (Kpa•m2/g)，撕裂指数为2.66-5.25 (mN•m2/g)，耐折度为10-100次。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
（1）本发明结合造纸业常用的纯机械制浆法，制备工艺简便、成本低廉、绿色环保、易于实现产业化，且纤维得率大于7 %，纤维长度介于0.5-5.8 mm，成功解决了传统化学处理法提取菠萝叶纤维过程存在的成本高、污染大、得率低等难题。
（2）本发明工艺所得纤维易于制成纯菠萝叶纤维纸，纸张抗菌性好，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌的抑菌率大于99 %，纯机械制浆法具有保留菠萝全叶中的三萜类、酰胺类、苯丙素类等天然抗菌成分和抗氧化剂等生物活性化合物的优点，有效避免了化学制浆过程对天然抗菌成分或生物活性化合物官能团、结构的破坏。
（3）本发明工艺所得纤维制成的纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好，抗张强度高、柔韧性好，利于菠萝叶纤维在食品抗菌包装、医用抗菌纸、生活抗菌纸等方面的推广。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体实例对本发明做进一步的说明。
实施案例1
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃的新鲜菠萝叶为原料，然后将新鲜菠萝叶切成长度5 cm的块条，并置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；
（2）高浓疏解：将鲜菠萝叶块加入水调至浓度为25 %，然后置于纤维疏解器中进行高浓疏解60 min；
（3）低浓打浆：将高浓疏解后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为10 %，第1级打浆负荷为1 kg，90 min；第2级打浆负荷为3kg，60 min；第3级打浆负荷5 kg，20 min。
（4）筛浆：将低浓打浆后的菠萝叶浆在缝宽为0.35 mm的平板缝筛筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于热风干燥机中80 ℃干燥后得到一种菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于105 ℃下干燥20 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为8.4 %，纤维长度介于0.5-2.8 mm，纤维打浆度为67.5 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.4 %、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.8 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.2 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好，克重约为120 g/m2，紧度0.48 g/cm3，抗张指数为4.99 (N•m/g)，耐破指数为2.03 (Kpa•m2/g)，撕裂指数为5.15 (mN•m2/g)，耐折度为40-80次。
实施案例2
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃的新鲜菠萝叶为原料，然后将新鲜菠萝叶切成长度5 cm的块条，并置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；
（2）高浓疏解：将鲜菠萝叶块加入水调至浓度为20 %，然后置于纤维疏解器中进行高浓疏解80 min；
（3）低浓打浆：将高浓疏解后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为10 %，第1级打浆负荷为1 kg，50 min；第2级打浆负荷为3kg，30 min；第3级打浆负荷5 kg，10 min。
（4）筛浆：将低浓打浆后的菠萝叶浆在缝宽为0.35 mm的平板缝筛筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于热风干燥机中80 ℃干燥后得到一种菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于115 ℃下干燥10 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为8.8 %，纤维长度介于1.0-4.2 mm，纤维打浆度为47.5 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.1 %、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.4 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.7 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好，克重约为120 g/m2，紧度0.41 g/cm3，抗张指数为4.39 (N•m/g)，耐破指数为1.87 (Kpa•m2/g)，撕裂指数为4.65 (mN•m2/g)，耐折度为20-60次。
实施案例3
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃菠萝叶为原料，将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行分选，然后分别将新鲜菠萝叶和干菠萝叶切成长度5 cm的块条；然后将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；同时在软化池中将比例为1:0.5的果胶酶、聚半乳糖醛酸酶按照0.05 %的添加量添加到干菠萝叶块中，浸泡10 min，以实现干菠萝叶表皮的软化；
（2）高浓磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至25%的浓度，置于盘磨机中进行磨浆，调节盘磨机的齿轮间隙为0.35 mm；
（3）低浓打浆：将磨浆后的菠萝叶浆料菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；低浓打浆采用3级梯度打浆，打浆浓度为10 %，第1级打浆负荷为1 kg，50 min；第2级打浆负荷为3 kg，30 min；第3级打浆负荷5 kg，10 min。
（4）筛浆：将低浓打浆后的菠萝叶浆在筛孔直径为10 mm的圆孔筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于冷冻干燥机中-40 ℃干燥后得到菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于110 ℃下干燥15 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为7.3 %，纤维长度介于0.6-3.3 mm，纤维打浆度为58 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.1%、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.5 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.4 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能良好，克重约为70 g/m2，紧度0.45 g/cm3，抗张指数为5.35 (N•m/g)，耐破指数为2.12 (Kpa•m2/g)，撕裂指数为5.25 (mN•m2/g)，耐折度为40-100次。
对比案例1
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃菠萝叶为原料，将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行分选，然后分别将新鲜菠萝叶和干菠萝叶切成长度5 cm的块条；然后将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；同时在软化池中将比例为1:3的果胶酶、甘露聚糖酶按照0.1 %的添加量添加到干菠萝叶块中，浸泡5 min，以实现干菠萝叶表皮的软化；
（2）高浓磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至20 %的浓度，置于盘磨机中进行磨浆，调节盘磨机的齿轮间隙为0.7 mm；
（3）低浓打浆：将磨浆后的菠萝叶浆料菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；低浓打浆浓度为3 %，打浆负荷为1 kg，50 min。
（4）筛浆：将低浓打浆后的菠萝叶浆在筛孔直径为5 mm的圆孔筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于真空干燥机中80℃干燥后得到菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于115 ℃下干燥10 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为7.9%，纤维长度介于1.8-5.1mm，纤维打浆度为24 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.3 %、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.5 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.6 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能一般，克重约为100 g/m2，紧度0.23 g/cm3，抗张指数为3.05 (N•m/g)，耐破指数为1.15(Kpa•m2/g)，撕裂指数为3.11 (mN•m2/g)，耐折度为20-40次。
对比案例2
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃菠萝叶为原料，将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行分选，然后分别将新鲜菠萝叶和干菠萝叶切成长度5 cm的块条；然后将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；同时在软化池中将比例为1:3的果胶酶、甘露聚糖酶按照0.1 %的添加量添加到干菠萝叶块中，浸泡5 min，以实现干菠萝叶表皮的软化；
（2）高浓磨浆：将鲜菠萝叶块和软化后的干菠萝叶块加入水调节至20 %的浓度，置于盘磨机中进行磨浆，调节盘磨机的齿轮间隙为0.5 mm；
（3）低浓打浆：将磨浆后的菠萝叶浆料菠萝叶浆料置于打浆机中进行2级梯度低浓打浆；低浓打浆浓度为5 %，第1级打浆负荷为1 kg，50 min；第2级打浆负荷为2 kg，20 min。
（4）筛浆：将低浓打浆后的菠萝叶浆在筛孔直径为5 mm的圆孔筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（5）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于真空干燥机中80℃干燥后得到菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于105 ℃下干燥20 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为7.7%，纤维长度介于1.4-4.8mm，纤维打浆度为28 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.5 %、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.6 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.4 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能一般，克重约为70 g/m2，紧度0.34 g/cm3，抗张指数为3.71 (N•m/g)，耐破指数为1.66(Kpa•m2/g)，撕裂指数为3.88 (mN•m2/g)，耐折度为20-50次。
对比案例3
一种菠萝全叶抗菌纤维，其制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：以废弃菠萝叶为原料，将新鲜菠萝叶和干菠萝叶进行分选，然后分别将新鲜菠萝叶和干菠萝叶切成长度5 cm的块条；然后将切短的菠萝叶块分别置于清洗机中清洗泥土和其它杂质；同时在软化池中将比例为1:3的果胶酶、甘露聚糖酶按照0.1 %的添加量添加到干菠萝叶块中，浸泡5 min，以实现干菠萝叶表皮的软化；
（2）高浓疏解：将鲜菠萝叶块加入水调至浓度为25 %，然后置于纤维疏解器中进行高浓疏解60 min；
（3）筛浆：将盘磨后的菠萝叶浆在筛孔直径为5 mm的圆孔筛浆机中进行筛选，收集浆料，弃去浆液；
（4）脱水干燥或抄片成纸干燥：将筛分收集的菠萝浆料通过离心机脱水，然后置于真空干燥机中80℃干燥后得到菠萝全叶抗菌纤维；或将筛分收集的菠萝浆料按照一定的浓度通过纸页成型网成型后于压榨干燥机中于90 ℃下干燥30 min制成纯菠萝叶纤维纸张。
通过以上步骤得到的菠萝全叶抗菌纤维，纤维得率为9.2 %，纤维长度介于2.0-5.8 mm，纤维打浆度为15.5 °SR；所得纤维抄片成纯菠萝叶纸张对大肠杆菌的抑菌率为99.5 %、金黄色葡萄球菌抑菌率为99.4 %、以及白色念珠菌抑菌率为99.8 %；纯菠萝叶纤维纸张物理性能较差，克重约为100 g/m2，紧度0.20 g/cm3，抗张指数为2.45 (N•m/g)，耐破指数为0.68 (Kpa•m2/g)，撕裂指数为2.66 (mN•m2/g)，耐折度为10-30次。
对比案例4
按照张慧敏（菠萝叶纤维抗菌性能及机理研究）采用蒸汽闪爆+沤麻联合方式预处理菠萝叶，其中蒸汽闪爆压力为2 MPa，保压时间3 min，沤麻温度37 ℃，天然池水沤麻5天，得到菠萝原麻。然后按照料液比为1:50往菠萝原麻中加入浓度为25 g/L的硫酸，在55 ℃下浸泡60 min，然后水洗两次，加入纤维质量比为2 %的碱煮溶剂，在100 ℃下处理120 min，碱煮溶剂中氢氧化钠浓度15 g/L，硫酸钠4 g/L，硅酸钠3 g/L。然后水洗1次，加入料液比1:20的20 g/L的硫酸，在55 ℃下处理10 min，水洗，加减中和，热水洗，烘干得到菠萝叶纤维。纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率分别为64-87 %，71-93 %，74-81%。
表1菠萝全叶抗菌纤维长度、得率、打浆度及纸张抑菌性能和物理性能
表中a表示大肠杆菌；b表示金黄色葡萄球菌；c表示白色念珠菌
由上述表中可以看出，不管采用高浓磨浆或高浓疏解、3级梯度低浓打浆或1级、或2级梯度打浆、甚至不打浆获得的菠萝叶纤维在抄片成纸后都具有优异的抗菌性能。不同的疏解或磨浆、梯度打浆工艺只对纤维的长短、打浆度、以及纤维抄片成纸后的物理指标有重要影响。
由实施例1-3和对比例1-3可以看出，纤维的长度和打浆度有很大的关系，纤维的打浆度越高，纤维越容易分丝帚化，以及被切短，所以所得的纤维长度越短；随后，纤维成纸后的物理指标呈现了随打浆度先升高后降低的趋势，如在实施例3中，打浆度为58.5 °SR，纯菠萝叶纤维纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数、以及耐折度达到了最大。随打浆度上升到67.5 °SR，这些物理指标有一个下降的趋势，说明打浆度存在一个最优的区间。
上述对比例1-3中，分别采用了1级打浆、2级梯度打浆和未打浆，因此，打浆度明显小于我们的实施例，所以纤维分丝帚化的程度较低，导致纤维与纤维间的结合力较低，因此成纸后纸张的物理性能指标较差，最明显的体现就是紧度下降、抗张指数、耐破指数、撕裂指数及耐折度的下降。
表中的实施例1-3和对比例1-3与报道的对比例4相比，本发明工艺结合造纸业常用的纯机械法制浆工艺，存在制备工艺简便、成本低廉、绿色环保等优点，易于实现产业化等优点。提取的菠萝全叶抗菌纤维成纸后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌的抑菌率更高，表明蒸汽闪爆和化学处理方法会对菠萝叶纤维的抑菌成分的化学组成和结构造成一定程度的破坏，导致抗菌性能下降，而本发明工艺对天然抗菌成分或生物活性化合物官能团、结构的破坏程度很小，此外3级梯度打浆工艺的开发也有利于获得具有优异物理性能的纸张，因此本发明工艺制备的菠萝叶纤维有利于其在食品抗菌包装、医用抗菌纸、生活抗菌纸等方面的推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。
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