專利名稱：細菌纖維素培養基及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及 微生物領域，特別涉及細菌纖維素的培養基及其制備方法。
背景技術：
細菌纖維素是除植物纖維素之外的另一類纖維素，為細菌合成的天然惰性材料， 細菌纖維素(bacterial cellulose，BC)具有優異的生物親和性、生物相容性、生物適應性和良好的生物可降解性，是世界上公認的性能優異的新型生物學材料。目前對BC應用主要集中在高附加值的生物醫用材料上，如組織工程支架、人造血管及人造皮膚等方面。 能夠產生以細菌纖維素的細菌主要有Acetobacter、Rhizobium、Agrobacterium和SarcinB 等，其中產量最高的為木醋桿菌，A^to如cter Zj^iZWA屬革蘭氏陰性(少數可變)；嚴格好氧，呼吸代謝從不發酵；傳統觀點認為乙醇、甘油和乳酸是最好的碳源。雖然木醋桿菌產量較高，但仍不能解決細菌纖維素生產成本居高不下的問題。《巴氏醋桿菌合成細菌纖維素的研究》一文中公開了以甘油的培養基培養細菌纖維素的方法，通過正交試驗篩選出以 7%的巴氏醋桿菌接種量在31 °C條件下培養，主要碳源為質量分數為3%的甘油，其細菌纖維素的最高產量為2. 326g。但是，該方法中采用了價格較高的牛肉膏和蛋白胨作為培養基的主要成分，且僅進行IOmL體系的小規模培養。眾所周知，在微生物工程領域中，從小規模的實驗篩選到中試規模以上的產業化生產，每個環節的條件都必須得到優化，其中，也包括培養基的優化，如未經優化，將小試實驗條件機械地擴大于規模化生產通常是無法實施的。另夕卜，該文章中，甘油僅作為復合培養基中的碳源使用。而傳統觀點認為，細菌纖維素的培養需要碳源、氮源、無機鹽及生產因子等復合調配才能實現。另外，培養基還得滿足產物最經濟的合成的基本要求。此外，細菌纖維素的技術障礙主要在于發酵水平較低，產量低、成本高、價格不抵普通植物纖維素；二是進一步研究和利用細菌纖維素的成膜和成型的工藝技術還沒有解決。如何提高纖維素產量，降低成本，尋找更廉價更好的細菌纖維素生產原料從而進一步提高其產量，仍將是細菌纖維素研究的基礎。
發明內容
本發明的目的之一在于提供兩種細菌纖維素培養基，該培養基成本低廉，來源廣泛，用于細菌纖維素的培養其產率高。為實現上述目的，本發明的技術方案為
甘油培養液，所述甘油培養液為緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為 8g/L-24g/L，所述甘油培養液的pH值為5. 0-7. 5。進一步，所述甘油培養液為緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為 12g/L，所述甘油培養液的pH值為7. 0。進一步，所述緩沖液為醋酸緩沖液。含有所述的甘油培養液的細菌纖維素培養基，按重量份計每1000份由以下組分組成甘油8-24份，K2HPO4 1-9份，酵母膏4_20g，余量為緩沖液，所述細菌纖維素培養基的pH 值為 5. 0-7. 5。進一步，按重量份計每1000份由以下組分組成甘油124份，K2HPO4 5份，酵母膏 13g，余量為緩沖液，所述細菌纖維素培養基的pH值為7. 0。本發明的目的之二在于提供細菌纖維素的培養方法，該方法操作簡單，周期短，適用于中式以上規模的生產。
為實現上述目的，本發明的技術方案為
細菌纖維素的制備方法，具體為將木醋桿菌菌種接種于培養基中，在IOO-ISOrpm條件下搖床培養2-3天，所得木醋桿菌菌種按2-20%接種量接種于培養基中，在IOO-ISOrpm 條件下搖床培養2-3天，所得發酵液轉移至淺盤中靜態培養2-5天，得細菌纖維素，所述培養基為所述甘油培養液或所述含有甘油培養液的細菌纖維素培養基，所述培養溫度為 26-31 °C，培養時通氣量為0. 3-0. 6vvm。進一步，將木醋桿菌菌種接種于培養基中，在150rpm條件下搖床培養3天，所得木醋桿菌菌種按7%接種量接種于培養基中，在150rpm條件下搖床培養3天，所得發酵液轉移至淺盤中靜態培養5天，得細菌纖維素，所述培養基為所述甘油培養液或所述含有甘油培養液的細菌纖維素培養基，所述培養溫度為30°C。本發明的有益效果在于本發明首次將甘油作為核心培養基原料，用濃度為Sg/ L-24g/L的甘油用于培養細菌纖維素培養基，該培養基成本低廉，用于培養細菌纖維素收率高，且可縮短培養時間。另外，本發明為細菌纖維素穩定的大規模細菌纖維素培養提供了重要條件。將培養基結合特有的動、靜結合培養，可明顯提高細菌纖維素收率，縮短細菌纖維素培養時間。
具體實施例方式下述實施例中的木醋桿菌(gluconacetobacter xylium)，購自中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，菌種編號為1. 2378。下述細菌纖維素冷凍干燥過程是將細菌纖維素平鋪于冷凍干燥盤中，進行從-30°C —25°C逐級控溫冷凍真空干燥，直至細菌纖維素完全干燥。冷凍干燥法利用深低溫冷凍方法使細菌纖維素濕膜內的水變為固態，然后在真空冷凍干燥機內，利用控制其真空度的方法，使膜內固態的水升華。并用冷凝方法捕獲并冷凝升華的水汽，致使物質脫水干燥。真空冷凍干燥過程在極低的溫度和高真空的條件下進行，對材料的熱變性小，在最大限度上保持了材料的生物學活性。同時，在升華的過程中，不會破壞它的物理結構，化學結構的變化也很小，因此可以很好地保存細菌纖維素膜的三維網狀結構。實施例1甘油培養液及含有所述甘油培養液的細菌纖維素培養基
配方一甘油培養液，所述甘油培養液為醋酸緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為8g/L，所述甘油培養液的pH值為5. 0。配方二 甘油培養液，其特征在于所述甘油培養液為醋酸緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為24g/L，所述甘油培養液的pH值為7. 5。配方三所述甘油培養液為醋酸緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為12g/L，所述甘油培養液的pH值為7.0。配方四按重量份計每1000份由以下組分組成甘油8份，K2HPO4 1份，酵母膏4g，余量為含有醋酸緩沖液，所述細菌纖維素培養基的PH值為5. O。
對比配方四同配方四的唯一區別在于將甘油以等重的葡萄糖替代。配方五按重量份計每1000份由以下組分組成甘油24份，K2HPO4 9份，酵母膏 20g,余量為含有醋酸緩沖液，所述細菌纖維素培養基的pH值為7. 5。對比配方五同配方五的唯一區別在于將甘油以等重的D-果糖替代。配方六按重量份計每1000份由以下組分組成甘油12份，K2HPO4 5份，酵母膏 13g，余量為含有醋酸緩沖液，所述細菌纖維素培養基的PH值為7. 0。對比配方六同配方六的唯一區別在于將甘油以等重的可溶性淀粉替代。實施例2制備細菌纖維素
將木醋桿菌菌種接種于培養基中，在ISOrpm條件下搖床培養3天，所得木醋桿菌菌種按2%接種量接種于培養基中，在靜態條件下培養3天，所得發酵液轉移至淺盤中靜態培養5 天，得細菌纖維素，所述培養溫度為31°C，培養時通氣量為0. 3vvm。將所得細菌纖維素放入 90° C去離子水中殺菌2小時，取出后用去離子水清洗2次；用沸騰的0.5 mol/L的NaOH 溶液煮15 min ；放入質量分數為1%的NaOH溶液中靜置2天；放置在去離子水中浸泡至中性，進行稱重，稱重結果詳見表1中對應的“重量1”對應欄。另外將所得細菌纖維素進行冷凍干燥，對冷凍干燥的細菌纖維素進行稱重，結果詳見表3中對應的“重量2”對應欄。表1細菌纖維素膜的產率 __
權利要求
1.甘油培養液，其特征在于所述甘油培養液為緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為8g/L-24g/L，所述甘油培養液的PH值為5. 0-7. 5。
2.根據權利要求1所述的甘油培養液，其特征在于所述甘油培養液為緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為12g/L，所述甘油培養液的pH值為7.0。
3.根據權利要求1所述的甘油培養液，其特征在于所述緩沖液為醋酸緩沖液。
4.含有權利要求1-3任一項所述的甘油培養液的細菌纖維素培養基，其特征在于所述細菌纖維蘇培養基由以下組分組成甘油培養液，K2HPO4，酵母膏，所述甘油培養液中甘油與K2HPO4和酵母膏的質量比為8-24:1-9:4-20 ；所述細菌纖維素培養基的pH值為5. 0-7. 5。
5.根據權利要求4所述的細菌纖維素培養基，其特征在于所述甘油培養液中甘油與 K2HPO4和酵母膏的質量比為15:3:8 ；所述細菌纖維素培養基的pH值為6.0。
6.細菌纖維素的制備方法，其特征在于，具體為將木醋桿菌菌種接種于培養基中， 在IOO-ISOrpm條件下搖床培養2_3天，所得木醋桿菌菌種按2-20%接種量接種于培養基中，在IOO-ISOrpm條件下搖床培養2_3天，所得發酵液轉移至淺盤中靜態培養2_5天，得細菌纖維素，所述培養基為所述甘油培養液或所述含有甘油培養液的細菌纖維素培養基，所述培養溫度為26-31°C，培養時通氣量為0. 3-0. 6vvm。
7.根據權利要求6所述的細菌纖維素的制備方法，其特征在于，將木醋桿菌菌種接種于培養基中，在150rpm條件下搖床培養3天，所得木醋桿菌菌種按7%接種量接種于培養基中，在150rpm條件下搖床培養3天，所得發酵液轉移至淺盤中靜態培養5天，得細菌纖維素，所述培養基為所述甘油培養液或所述含有甘油培養液的細菌纖維素培養基，所述培養溫度為30°C。
全文摘要
本發明涉及細菌纖維素的培養基及其制備方法,細菌纖維素的培養基為甘油培養液，由醋酸緩沖液和甘油組成，所述甘油培養液中甘油的濃度為8g/L-24g/L，所述甘油培養液的pH值為5.0-7.5；或按重量份計每1000份由以下組分組成甘油8-24份，K2HPO41-9份，酵母膏4-20g，余量為醋酸緩沖液，所述細菌纖維素培養基的pH值為5.0-7.5；本發明首次將甘油作為培養基原料，該培養基成本低廉，用于培養細菌纖維素收率高，且可縮短培養時間；另外，本發明為細菌纖維素穩定的大規模細菌纖維素培養提供了重要條件；將培養基結合特有的動、靜結合培養，可明顯提高細菌纖維素收率，縮短細菌纖維素培養時間。
文檔編號C12R1/02GK102329832SQ20111029876
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者吳力克 申請人:吳力克