一种以菊糖为碳源制备细菌纤维素的方法技术

本发明专利技术涉及一种以菊糖为碳源制备细菌纤维素的方法，包括：(1)将菊糖溶于水中，用酸在50-130℃下水解5-240min或用酶在20-90℃下水解5-240min，即得水解液；(2)在菊糖水溶液或由步骤(1)制得的菊糖水解液中加入氮源配制成发酵培养基，pH调至4.0-6.0灭菌；将细菌纤维素生产菌株的种子液接入发酵培养基，在20～30℃温度下静止培养或者在5～500rpm转速下动态培养，经过3～23天制得细菌纤维素。本发明专利技术的生产工艺具有原料来源广泛，成本低，可操作性强等优点，在细菌纤维素的生产领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于细菌纤维素的制备领域，特别涉及。
技术介绍
纤维素是地球上最丰富的天然聚合物，广泛存在于树木、棉花等植物材料中。细菌纤维素(Bacterial Cellulose，简称BC)则是一种由微生物发酵形成的一类纤维素，它与植物纤维素化学组成相似，因在吸水性能、物理和机械性能等诸多方面有着诸多优良性能，使其很适合作为一种生物材料应用于纺织(如粘胶纤维的原料)、造纸、音响、医药及食品工业等领域。在食品工业领域，细菌纤维素本身可以作为一种膳食纤维食品食用，如俗称“椰果”或者“椰纤果”。常见的用于发酵生产细菌纤维素的碳源有甘露醇，葡萄糖，果糖，蔗糖等，其中甘露醇和果糖作为碳源的培养效果相对较好，但这些碳源价格较高导致纤维素生产成本较高，不能用于大规模生产，因此寻找廉价合适的新碳源降低生产成本并提高纤维素产量是当前细菌纤维素研究领域的热点。菊糖也称菊粉，是由D-呋喃果糖分子以 β-(2-1)糖苷键连接而成的线性直链果聚糖，末端常带有一个葡萄糖，聚合度为2-60。菊糖(菊粉)经水解可以生成75%以上D-果糖的高果糖浆或低聚果糖浆，因此以菊糖或其富含果糖的水解物为碳源，将更适合生产细菌纤维素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法具有原料来源广泛，成本低，可操作性强等优点，在细菌纤维素的生产领域具有良好的应用前景。本专利技术的，包括(1)将菊糖溶于水中，用酸在50-130°C下水解5-MOmin或用酶在20_90°C下水解 5-240min,即得水解液；其中，水解温度为100 130°C时在水解后将菊糖脱毒；(2)在菊糖水溶液或由步骤(1)制得的菊糖水解液中加入氮源配制成发酵培养基，pH调至4. 0-6. 0灭菌；将细菌纤维素生产菌株的种子液接入发酵培养基，在20 30°C 温度下静止培养或者在5 500rpm转速下动态培养，经过3 23天制得细菌纤维素。所述步骤(1)中的菊糖水溶液浓度为l_350g/L。所述步骤(1)中的酸为硫酸、磷酸、盐酸或硝酸，浓度为0. 1 3mol/L。所述步骤(1)中的酶为菊糖酶、果聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、糖化酶、 糊精酶或淀粉酶中的一种或几种。所述步骤⑴中的菊糖浓度为0. lg/mL，酸浓度为1. 5mol/L，酸解温度为100°C，酸解时间为1. 0 1. 5小时。所述步骤(2)中的氮源为0.1 Iwt %的酵母浸膏和0.1 0.5wt%的胰蛋白胨； 或者为0. l-2wt%的硫酸铵、玉米浆或麦芽汁。所述步骤O)中的细菌纤维素生产菌株为醋酸菌属(AcetcAacter sp.)、葡萄糖酸杆菌属(GluconcAacter sp.)、葡糖酸醋杆菌属(GluconacetcAacter sp.)、葡萄糖氧化杆菌(Gluconobacter oxydans)、根瘤菌属(Rhizobium sp·)、八叠球菌属(Sarcina sp.)、假单胞菌属(Pseudomounas sp.)、无色杆菌属(Achromobacter sp.)、产碱菌属(Alcaligenes sp.)、气杆菌属(Aerobacter sp.)、固氮菌属(Azotobacter sp.)、 土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)、洋葱假单胞菌(Seudomonas c印acia)、空肠弯曲菌 (Campylobacter jejuni)、木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)或红茶菌 (kombucha)。所述细菌纤维素生产菌株为木葡糖酸醋杆菌(GluconacetcAacter xylinus)或红茶菌(kombucha)。所述细菌纤维素生产菌株中除红茶菌以外的菌种按2 3接种环的接种量接入液体种子培养基制备种子液，然后按体积百分比3-15%的接种量转接到发酵培养基；细菌纤维素生产菌株为红茶菌时按接入1 3片直径Icm圆片菌膜的接种量接入液体种子培养基，然后按1 3片直径Icm圆片菌膜的接种量转接到发酵培养基。所述细菌纤维素生产菌株为红茶菌时液体种子培养基和发酵培养基的组成均为 每IL水中，绿茶或者红茶1 10g，含糖为10 200g的菊糖水溶液或菊糖水解液，蛋白胨或者胰蛋白胨3g，酵母浸膏5g，pH3. O 7. 5，巴氏灭菌30min ；或含糖为10 200g的菊芋汁或菊芋汁水解液、绿茶或红茶以及水，其中糖、茶、水的质量比为5 0.1 0.4 100 200，pH3. O 7. 5，巴氏灭菌30min ；或每IL水中，含糖为10 200g的菊芋汁或菊芋汁水解液，蛋白胨或胰蛋白胨3g， 酵母浸膏 5g, ρΗ3· O 7. 5，121°C灭菌 20min。所述步骤(1)中的水解温度为100 130°C时获得的水解液脱毒具体方法有(1)采用NaOH将水解液pH值调到4. 5-5. 5，过滤沉淀，并重新微调pH到4. 5-5. 5 ；(2)采用NaOH将水解液pH值调到4. 5-5. 5，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新微调PH值到4. 5-5. 5 ；(3)采用NaOH将水解液pH值调到9. 5-11，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新调节PH值到4. 5-5. 5 ；(4)采用NaOH将水解液pH值调到9. 5-11，于25_60°C温水浴条件下反应12h_Mh， 过滤并重新调PH值到4. 5-5. 5 ；(5)采用NaOH将水解液pH值调到9. 5-11，于25_60°C温水浴条件下反应12h_Mh， 过滤并重新调PH值到4. 5-5. 5，然后加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新微调pH 值到 4. 5-5. 5 ；(6)采用NaOH将水解液pH值调到4. 5-5. 5，加IOwt %的酶活为2. 75U/mL的漆酶于25-60°C温水浴条件下反应12h-Mh，过滤掉沉淀物并重新微调pH值到4. 5-5. 5 ；(7)采用Ca (OH) 2将水解液pH值调到4. 5-5. 5，过滤沉淀，并微调到ρΗ4· 5-5. 5 ；(8)采用Ca(OH)2将水解液pH值调到4. 5-5. 5，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新微调PH值到4. 5-5. 5 ；(9)采用Ca(OH)2将水解液pH值调到9. 5_11，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新调节PH值到4. 5-5. 5 ；(10)采用Ca(OH)Jf水解液pH值调到9. 5-11，于25_60°C温水浴条件下反应 12h-24h,过滤并重新调pH值到4. 5-5. 5 ；(11)采用Ca(OH)Jf水解液pH值调到9. 5-11，于25_60°C温水浴条件下反应 12h-24h,过滤并重新调pH值到4. 5-5. 5，然后加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并重新微调PH值到4. 5-5. 5 ；(12)采用Ca (OH) 2将水解液pH值调到4. 5-5. 5，加IOwt %的酶活为2. 75U/mL的漆酶于25-60°C温水浴条件下反应12h-Mh，过滤掉沉淀物并重新微调pH值到4. 5-5. 5 ；(13)采用25% -30%氨水将水解液pH值调到9. 5_11，于25_60°C温水浴条件下反应12h-Mh，过滤并重新调pH值到4. 5-5.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种以菊糖为碳源制备细菌纤维素的方法，包括：（１）将菊糖溶于水中，用酸在５０－１３０℃下水解５－２４０ｍｉｎ或用酶在２０－９０℃下水解５－２４０ｍｉｎ，即得水解液；其中，水解温度为１００～１３０℃时在水解后将菊糖脱毒；（２）在菊糖水溶液或由步骤（１）制得的菊糖水解液中加入氮源配制成发酵培养基，ｐＨ调至４．０－６．０灭菌；将细菌纤维素生产菌株的种子液接入发酵培养基，在２０～３０℃温度下静止培养或者在５～５００ｒｐｍ转速下动态培养，经过３～２３天制得细菌纤维素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪枫，王华平，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31