專利名稱：一種加厚生物纖維素濕膜的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種靜態發酵法生產生物纖維素的方法，特別涉及一種靜態發酵生產加厚的生物纖維素濕膜的方法。
背景技術：
生物纖維素(Biocellulose)，又稱細菌纖維素(Bacterial cellulose),是由醋酸菌屬(Acetobacter)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、根瘤菌屬(Rhizobium)和八疊球菌屬(Sarcina)等中的某些微生物合成的纖維素的統稱,其通過微生物的生物合成作用,可以形成獨特的超精細網狀結構。具有很高的結晶度和聚合度，其中的生物纖維素纖維是由直徑為3-4納米的微纖組成的40-60納米粗的纖維束。其具有很高的生物相容性，適應性及生物可降解性。目前其已經在食品、化妝品、醫藥、造紙等許多領得到了廣泛應用。
生物纖維素目前已知可以通過靜態和動態培養來生產。動態培養產生的生物纖維素的結晶度降低，且常常出現質地不均勻的情況，因此沒有被廣泛采用，目前工業生產均采用靜態培養，靜態培養即常說的淺盤培養，其是將液體培養基滅菌后注入淺盤中，然后接種微生物進行發酵培養，生物纖維素膜會在液體培養基的液面生成。但是隨著生物纖維素的生成，生物纖維素膜會完全覆蓋整個液面，將發酵所需要的氧氣隔絕開來，到一定程度后甚至會終止發酵。通常情況下，每個淺盤發酵5-7天后，生物纖維素膜的厚度僅能達到l-2cm。用這種方法生產的生物纖維素膜的厚度受到極大地限制，不利于生物纖維素產品后續的進一步成型加工，而且也不能充分利用培養基，容易形成浪費，增加生產成本。
發明內容
針對上述缺陷，本發明提供一種能夠生產出加厚的生物纖維素濕膜的靜態發酵方法，其步驟包括
1)生產生物纖維素基膜采用靜態淺盤發酵生產出生物纖維素濕膜作為基膜；
2)制備菌種培養基混合液將滅菌后的液體培養基接種經過活化的生物纖維素產生菌，并在無菌條件下攪拌均勻；
3)制備加厚生物纖維素濕膜通過噴灑、涂布或浸潤使生物纖維素基膜表面均勻沾上菌種培養基混合液，保持發酵條件進行靜態發酵。上述方法中，步驟I)中的生物纖維素基膜的厚度可以任意選擇，從其剛剛形成能夠覆蓋培養基液面到發酵終止均可，但是更優選通過僅需加入少量液體培養基和縮短發酵時間而使基膜的厚度小于Icm為佳。上述方法中，步驟2)中的接種量優選為5-12%，更優選為6-8%。上述方法中，還可以將步驟3)中所得的、經過一次加厚的生物纖維素濕膜作為生物纖維素基膜，再次重復步驟3)，以獲得二次加厚的生物纖維素濕膜。也可以經過反復重復步驟3)，獲得厚度多次增大的生物纖維素濕膜產品，直至其達到理想的厚度即可。上述方法中，步驟3)中的發酵條件為生物纖維素靜態淺盤發酵的條件，即為25-32 °C，更優選為 28-30 °C。上述方法中，步驟3)中噴灑或涂布的菌種培養基混合液的量不可過多，以全部覆蓋生物纖維素基膜，厚度不超過3mm為佳。上述方法中，步驟3)中發酵的時間可以根據實際的需要及噴灑或涂布的菌種培養基混合液的量來確定，優選為8-24小時。上述方法中，優選在步驟3)之后還有收獲所得生物纖維素濕膜，并進行洗滌以去除殘余培養基和菌種的步驟。優選用稀堿液，如O. IN的氫氧化鈉溶液和去離子水反復洗滌。 還需要說明的是，本發明的方法對于使用的菌種并沒有特別的限制，生產細菌纖維素濕膜常用的菌種，如木醋桿菌、木葡糖酸醋桿菌等均可以使用。本發明的方法對于使用的培養基同樣沒有特別的限制，生產細菌纖維素濕膜常用的培養基，如椰子水培養基；由葡萄糖、蔗糖等碳源和蛋白胨、牛肉膏等氮源及無機鹽和水等人工配制的培養基，以及采用廢糖蜜、玉米漿等作為主要成分的其他混合培養基都可以使用。采用本發明的方法，能夠獲得所需厚度的生物纖維素濕膜產品，特別是能夠生產出具有較大厚度的生物纖維素濕膜，大大方便其后續的成型加工，擴展其應用范圍。此外，由于在每一次加厚發酵過程中，生物纖維素濕膜均是在氧氣充足的條件下生產的，因此該方法還能顯著的提高生物纖維素濕膜的發酵效率，在同樣的生產時間內能夠獲得更多的生物纖維素濕膜；此外，該方法在每次加厚發酵過程中所需液體培養基用量很小，大大節省了培養基的用量，能夠顯著降低生產成本。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例I :加厚生物纖維素濕膜的生產
采用普通的淺盤靜態發酵法生產生物纖維素濕膜以經過滅菌的椰子水作為液體培養基，接種10%的經過活化的木葡糖酸醋桿菌，無菌條件下攪拌均勻，30°C下淺盤靜態培養5天，得到生物纖維素基膜，厚度為2cm。向滅菌過的椰子水中接種8%經過活化的木葡糖酸醋桿菌種子液，無菌條件下攪拌均勻，得到菌種培養基混合液。再將菌種培養基混合液均勻噴灑到生物纖維素基膜的表面上，30°C下再培養24小時，得到經過一次加厚的生物纖維素濕膜，厚度為2. 6cm。實施例2 :加厚生物纖維素濕膜的生產
取實施例I中制得的經過一次加厚的生物纖維素濕膜，再在該生物纖維素濕膜的表面均勻涂布菌種培養基混合液，30°C下再培養12小時，得到經過二次加厚的生物纖維素濕膜。再在二次加厚的生物纖維素濕膜的表面均勻涂布菌種培養基混合液，30°C下再培養12小時，得到經過三次加厚的生物纖維素濕膜。再在三次加厚的生物纖維素濕膜的表面均勻涂布菌種培養基混合液，30°C下再培養12小時，得到經過四次加厚的生物纖維素濕膜。厚度為3. 7cm。
取上述經過四次加厚的生物纖維素濕膜，用O. IN的氫氧化鈉溶液反復漂洗以去除其上殘余的培養基和菌體，再用去離子水反復漂洗后，得到加厚的的生物纖維素濕膜產品O實施例3 :用不同方法生產生物纖維素濕膜的效率的對比
采用普通的淺盤靜態發酵法生產生物纖維素濕膜以經過滅菌的椰子水500mL作為液體培養基，接種10%的經過活化的木葡糖酸醋桿菌，無菌條件下攪拌均勻，30°C下淺盤靜態培養5天，得到生物纖維素基濕膜，厚度為2cm。采用本發明中的方法生產生物纖維素濕膜取經過滅菌的椰子水500mL作為液體培養基，接種10%的經過活化的木葡糖酸醋桿菌，無菌條件下攪拌均勻，制得菌種培養基混合液。取200mL的菌種培養基混合液置于淺盤中，30°C下靜態培養I天后，在混合液表面產生的生物纖維素濕膜表面均勻噴灑菌種培養基混合物50mL，30°C下靜態培養I天后，再次在產生的生物纖維素濕膜表面均勻噴灑菌種培養基混合液50mL，30°C下靜態培養I天，重 復上述操作，每次均勻噴灑菌種培養基混合液50mL，30°C下靜態培養I天，直至一共耗時5天為止。一共使用菌種培養基混合液400mL，得到的生物纖維素濕膜的厚度為4. 2cm。可見采用本發明中的方法，在同樣的生產時間內，使用更少的液體培養基(本發明的方法使用400mL，傳統方法使用500mL)卻能夠獲得更多的生物纖維素濕膜(本發明的方法產生厚度4. 2cm ;傳統方法產生厚度2cm)。
權利要求
1.一種能夠生產出加厚的生物纖維素濕膜的靜態發酵方法，其特征在于步驟包括 生產生物纖維素基膜采用靜態淺盤發酵生產出生物纖維素濕膜作為基膜； 制備菌種培養基混合液將滅菌后的液體培養基接種經過活化的生物纖維素產生菌，并在無菌條件下攪拌均勻； 制備加厚生物纖維素濕膜通過噴灑、涂布或浸潤使生物纖維素基膜表面均勻沾上菌種培養基混合液，保持發酵溫度再次進行靜態發酵。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟I)中的生物纖維素基膜的厚度小于Icm0
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟2)中的接種量為5-12%;優選為6-8% ο
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于將步驟3)中所得的經過一次加厚的生物纖維素濕膜作為生物纖維素基膜，多次重復步驟3)，獲得多次加厚的生物纖維素濕膜。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于步驟3)中的發酵溫度為25-320C ;優選為 28-30°C。
6.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于步驟3)中噴灑或涂布的菌種培養基混合液的量要全部覆蓋生物纖維素基膜，厚度不超過3mm。
7.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于步驟3)中發酵的時間為8-24小時。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)之后還有收獲所得生物纖維素濕膜，并進行洗滌去除殘余培養基和菌種的步驟。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述的洗滌是分別用稀堿液和去離子水反復洗滌。
10.前述任一方法獲得的加厚的生物纖維素濕膜。
全文摘要
本發明涉及一種能夠生產出加厚的生物纖維素濕膜的靜態發酵方法，其通過噴灑、涂布或浸潤使生物纖維素基膜表面均勻沾上菌種培養基混合液，保持發酵溫度再次進行發酵，而生產出加厚的生物纖維素濕膜產品。本發明的方法對于使用的菌種和培養基均沒有特別的限制，且能夠獲得具有較大厚度的生物纖維素濕膜，大大方便其后續的成型加工，擴展其應用范圍。此外，還能顯著提高的生物纖維素濕膜的發酵效率，并降低培養基的用量，顯著降低生產成本。
文檔編號C12P19/04GK102925512SQ20121045958
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者鐘春燕 申請人:鐘春燕