一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，以木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)TJU‑S8为出发菌株，静置培养产生细菌纤维素，并以细菌纤维素为原料，结合壳聚糖/羧甲基壳聚糖，制备具有抗菌特性且纤维结构紧凑的细菌纤维素复合膜。本发明专利技术方法解决了细菌纤维素不具有抗菌性的缺点，形成了能够抑制大肠杆菌(Escherichia coli)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)生长的抗菌复合膜制备工艺，提高细菌纤维素复合膜的抑菌性，为拓展细菌纤维素的应用领域提供了新的路径。这种方法得到的抗菌复合细菌纤维素膜经济、环保、抗菌效果好。

Preparation of cellulose membrane of an antibacterial compound bacteria

The invention discloses a method for preparing antibacterial composite bacterial cellulose by Acetobacter xylinum (Gluconacetobacter, xylinus) TJU S8 as the starting strain, static culture to produce bacterial cellulose, and bacterial cellulose as raw material, combined with chitosan / carboxymethyl chitosan, preparation of bacterial cellulose composite membrane has antibacterial properties compact structure and fiber. The method of the invention solves the bacterial cellulose has no antibacterial shortcomings, which can inhibit Escherichia coli (Escherichia coli) and Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) growth of antibacterial composite film preparation process, improve the antibacterial activity of bacterial cellulose composite membrane, provides a new way for the expansion of the application of bacterial cellulose the. The cellulose membrane of the antibacterial compound bacteria obtained by this method has good economic, environmental and antibacterial effect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法
本专利技术涉及一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法。
技术介绍
细菌纤维素(BacterialCellulose，简称BC)是由D-吡喃葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的多糖，又称β-1，4葡聚糖。目前能够合成细菌纤维素的微生物有以下9个属：醋酸菌属(Acetobacter)、固氮菌属(Azotobacter)、无色杆菌属(Achromobacter)、气杆菌属(Aerobacter)、八叠球菌属(Sarcina)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、产碱杆菌属(Alcaligcncs)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)。其中，木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)是目前人们在实验及生产中研究最为普遍的，而且它是应用到生产细菌纤维素最多的一种菌属。细菌纤维素由于其较好的持水性、机械强度、生物适应性、可降解性等特征，现已在各个领域中广泛应用。在商业领域的相关产品有轮胎、音响振动膜、面膜、减肥食品、纺织品；在医学领域可用作人造皮肤或者血管材料、支架材料、医疗垫、牙体材料。壳聚糖是一类带氨基的纤维素，化学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，也被成为动物纤维素。羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物。二者均具有较强的抗菌特性，但不具备吸液储液性能。此外，细菌纤维素由于没有抗微生物性质，细菌纤维素并不能防止伤口的感染，影响伤口的痊愈和愈后质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，克服现有技术中细菌纤维素并不能防止伤口的感染，影响伤口的痊愈和愈后质量的问题。本专利技术的技术方案是：一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，包括如下步骤：1)将木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)TJU-S8接种于新鲜培养基中，30℃，静置培养7d，得到细菌纤维素膜；2)用去离子水反复洗涤细菌纤维素膜，去除表面杂质及培养基；3)将清洗后的细菌纤维素膜浸泡在NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h，去除细菌纤维素膜中残留的培养基及菌体，再次用去离子水洗涤，直至中性；4)将处理后的细菌纤维素面膜进行干燥；5)将干燥的细菌纤维素膜裁剪成圆形，于壳聚糖/羧甲基壳聚糖溶液中室温浸泡，得到抗菌复合细菌纤维素膜。在步骤1)中，所述木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)TJU-S8产细菌纤维素培养条件为葡萄糖20g/L，酵母膏10g/L，蛋白胨7g/L，磷酸氢二钠7.5g/L，柠檬酸0.5g/L，静置培养7d。细菌纤维素膜成型，呈浅褐色，有一定厚度并且质地柔韧，呈凝胶状，透明度较低。在步骤2)中，所述用去离子水反复洗涤细菌纤维素膜，去除表面杂质及培养基。此时细菌纤维素表面光滑，颜色变浅。在步骤3)中，所述细菌纤维素膜浸泡在0.1mol/L的NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h，再次用去离子水洗涤，直至中性。此时细菌纤维素表面光滑，呈乳白色半透明凝胶状。在步骤4)中，所述将处理后的细菌纤维素面膜进行真空冷冻干燥。此时，膜质地相对更加均匀，结构较为疏松，呈白色膜状，厚度较大。在步骤5)中，所述将干燥的细菌纤维素膜裁剪成直径为10mm的圆形，于0.6％壳聚糖/羧甲基壳聚糖溶液中室温浸泡，得到细菌纤维素复合膜。此时，膜表面不平整，分层并且多孔。步骤5)后还包括两个步骤：6)抗菌复合细菌纤维素复合膜结构和形貌观察；7)抗菌复合细菌纤维素复合膜抗菌特性研究。在步骤6)中，所述利用采用扫描电镜、傅里叶红外色谱、X-射线衍射观察细菌纤维素复合膜结构和形貌。此时，细菌纤维素膜呈超微细网状结构，孔隙均匀分布，加入壳聚糖/羧甲基壳聚糖并未改变其纤维网状结构。在步骤7)中，所述细菌纤维素复合膜抗菌特性研究，发现细菌纤维素复合膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均表现出良好的抗性。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过现代分离纯化技术得到细菌纤维素膜，并制备细菌纤维素复合膜，研究其结构特性及抗菌性能。经过系列实验验证，说明所获的细菌纤维素复合膜具有纤维素的特性，在适宜条件下，产生高透明度、质地柔韧细菌纤维素，并且可以有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的生长。因此，利用木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)TJU-S8产生的细菌纤维素膜制备成抗菌复合膜，具有绿色环保、简单易行、成本低廉、抗菌效果好等优点。附图说明图1细菌纤维素膜的扫描电镜结果；其中A为纯细菌纤维素素膜放大5000倍；B为纯细菌纤维素素膜放大20000倍；C为壳聚糖纤维素膜放大50倍；D为壳聚糖纤维素膜放大20000倍；E为羧甲基壳聚糖纤维放大50倍；F为羧甲基壳聚糖纤维放大20000倍；图2抗菌复合细菌纤维素膜的红外谱图；图3抗菌复合细菌纤维素膜的X-射线衍射图；图4抗菌复合细菌纤维素膜的抗菌性能结果；其中a为壳聚糖对大肠杆菌(Escherichiacoli)的抑菌效果；b为羧甲基壳聚糖对大肠杆菌(Escherichiacoli)的抑菌效果；c为壳聚糖对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的抑菌效果，d为羧甲基壳聚糖对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的抑菌效果。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述。实施例1：细菌纤维素膜的发酵与处理1)培养基种子培养基：葡萄糖10g，酵母膏10g，蒸馏水1000mL，115℃灭菌20min，冷却至50℃左右时加入无水乙醇3％(V/V)。发酵培养基：葡萄糖20g，酵母膏10g，蛋白胨7g，磷酸氢二钠7.5g，柠檬酸0.5g，蒸馏水1000mL，115℃灭菌20min。2)木醋杆菌纤维素发酵用与斜面中挑取木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)TJU-S8接于100mL种子培养基中，30℃，120r/min振荡培养18h，制备种子液。将种子液按照10％的比例接入发酵培养基中，30℃静置培养7d，得到细菌纤维素膜。3)细菌纤维素的提取用去离子水反复洗涤细菌纤维素，除去表面的杂质和培养基。之后浸泡在0.1mol/L的NaOH中，80℃处理2h，去除纤维素中残留的培养基和菌体，再次用去离子水洗涤，直至中性。将经过预处理后的细菌纤维素，用滤纸吸干表面的水分，置于-20℃冰箱中预冷，直到其完全冷冻，然后于真空冷冻干燥机进行过夜冷冻干燥。本实施例获得乳白色半透明凝胶状的细菌纤维素膜。实施例2：细菌纤维素复合膜制备将干燥后的细菌纤维素膜，裁剪成直径为10mm的圆片。置于0.6％壳聚糖/羧甲基壳聚糖-柠檬酸水溶液中，室温下搅拌孵育24h后，取出进行真空冷冻干燥12h，并保存在吸湿器中。本实施例获得了超微细网状结构、孔隙均匀分布的细菌纤维素复合膜。实施例3：细菌纤维素复合膜结构特性分析1)扫描电镜分析将处理后的细菌纤维素裁剪成5mm2左右的小方块，于离子镀金仪上喷金镀膜。镀膜后的样品用扫描电子显微镜观察微结构。2)傅里叶红外光谱分析利用傅里叶变换红外光谱仪，测定细菌纤维素的红外吸收光谱。将干燥后的细菌纤维素样品与KBr混匀并研磨，压成薄片检测，范围为4000-500cm-1。2)X-射线衍射分析利用X射线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)TJU‑S8接种于新鲜培养基中，30℃，静置培养7d，得到细菌纤维素膜；2)用去离子水反复洗涤细菌纤维素膜，去除表面杂质及培养基；3)将清洗后的细菌纤维素膜浸泡在NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h，去除细菌纤维素膜中残留的培养基及菌体，再次用去离子水洗涤，直至中性；4)将处理后的细菌纤维素面膜进行干燥；5)将干燥的细菌纤维素膜裁剪成圆形，于壳聚糖/羧甲基壳聚糖溶液中室温浸泡，得到抗菌复合细菌纤维素膜。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)TJU-S8接种于新鲜培养基中，30℃，静置培养7d，得到细菌纤维素膜；2)用去离子水反复洗涤细菌纤维素膜，去除表面杂质及培养基；3)将清洗后的细菌纤维素膜浸泡在NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h，去除细菌纤维素膜中残留的培养基及菌体，再次用去离子水洗涤，直至中性；4)将处理后的细菌纤维素面膜进行干燥；5)将干燥的细菌纤维素膜裁剪成圆形，于壳聚糖/羧甲基壳聚糖溶液中室温浸泡，得到抗菌复合细菌纤维素膜。2.根据权利要求1所述的一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于步骤1)所述的培养基为葡萄糖20g/L，酵母膏10g/L，蛋白胨7g/L，磷酸氢二钠7.5g/L，柠檬酸0.5g/L。3.根据权利要求1所述的一种抗菌复合细菌纤维素膜的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志江，杜仁鹏，袁望舒，殷楠，郭尧婷，赵芳坤，韩烨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12