CN100386478C - 一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法 - Google Patents

一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法，包括如下步骤：将细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配制浓度为1～9%的碱溶液和1～10%的酸溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至20～60℃；将细菌纤维素湿膜置于所配的碱液中，溶胀3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在转速为100～700rpm磁力搅拌器的作用下浸泡4～8min；取出纤维素湿膜冲洗2～3次，放冰箱内保存。本发明的有益效果是：(1)溶液不是单纯用碱液，还有酸液；(2)提纯过程中溶液温度不高、反应时间不长；(3)由于使用溶液无挥发性，无毒性；(4)溶液可重复使用，缩短了提取周期。

Description

一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法
技术领域
本发明涉及一种对从液体发酵培养基中直接取出的细菌纤维素进行快速提纯的方法，具体地说涉及一种用碱液和无机酸溶液分别对纤维素湿膜进行短时间的处理，获得外观洁白透明、有较好纯度的细菌纤维素湿膜的一种方法。
背景技术
细菌纤维素是由微生物产生的一类纤维素，醋酸菌产生细菌纤维素，有利于其自身的生命活动，在液体环境中，纤维素表面液膜的形成可帮助醋酸菌菌体维持在氧气较充足的液面生长。细菌纤维素的生物合成可分为聚合、分泌、组装与结晶四大过程，这四大过程是高度耦合的，并和细胞膜上的特定位点密切相关。Ross等人发现A.xylinum所产生的纤维素并不是形成细胞壁的一部分，而是通过细胞膜微孔分泌到菌体外，细菌纤维素的分泌过程是伴随其生物合成同时进行的。随着菌体的生长，大约12至70分子的细菌纤维素从细胞表面间隔大约10nm的微孔同时分泌到培养液中，在细胞表面这些纤维素分子通过氢键相互连接，形成纤维素的纤丝，这些纤丝不仅可以将细胞包埋其中而且细菌纤维素纤丝的网眼结构也便于其他菌体或非纤维素分泌物的填充，这些杂质对纤维素膜的抗张强度、杨氏模量、结晶度、渗透度等都有影响。纯的细菌纤维素X-衍射的分析显示了细菌纤维素具有高度规则的晶体结构。因而获得高纯度的细菌纤维素湿膜对今后细菌纤维素再搞技术层面的应用有着积极作用。
根据文献报道，目前提取细菌纤维素的方法大多是在碱液中于100℃煮沸，或者是先离心再在碱液中煮，这些操作的时间大都需要一个小时以上才能得到较为纯净的细菌纤维素。然而由于碱液的长时间浸泡以及煮沸难免会对细菌纤维素的表面结构造成破坏，从而对细菌纤维素膜产生一系列不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法，以弥补现有技术的不足或缺陷，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法，包括如下步骤：
(1)将细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配制浓度为1～9％的碱溶液和1～10％的酸溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至20～60℃；
(2)将细菌纤维素湿膜置于所配的碱液中，溶胀3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在转速为100～700rpm磁力搅拌器的作用下浸泡4～8min；
(3)取出纤维素湿膜冲洗2～3次，放冰箱内保存。
作为优选的技术方案：所述的产细菌纤维素的菌种包括木醋杆菌(Acetobacter xylinum)、产醋杆菌(A.acetigenum)、醋化杆菌(Acetobacteraceti)、巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianu5)、葡萄糖杆菌(Gluconobaterspp)、农杆菌(Agrobaterium tumefaciens)、根瘤菌(Rhizobium trifolii)、八叠球菌(Sarcina ventriculi)、洋葱假单胞菌(Seudomonas cepacia)、椰毒假单胞菌(P.cocovenenan5)、空肠弯曲菌(Campylobater je juni)中的一种；
所述的碱溶液包括NaOH溶液、KOH溶液中的一种或两种；所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液中的一种或两种；所述的碱溶液和酸溶液可重复使用。
本发明的原理是细菌纤维素湿膜在较高温度碱液的作用下先溶胀，纤维素网状结构内包裹或附有的发酵液、蛋白质、脂肪、菌体以及细菌分泌物能溢出或松动，而后用无机酸中和湿膜表面过量的碱液，在离心搅拌的作用下使杂质脱离膜体浮于液面。
本发明的有益效果是：
(1)溶液不是单纯用碱液，还有酸液，在提纯中期纤维素膜表面携带的碱液可以中和掉。
(2)提纯过程中溶液温度不高、反应时间不长，不会对纤维素结构造成大的危害。
(3)由于使用溶液无挥发性，无毒性，因而不会对环境和操作人员造成危害。
(4)操作后的溶液用PH计经简单的调节又可重复使用，缩短了提取周期。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
将木醋杆菌产的细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配浓度为5％的NaOH溶液和9％的H2SO4溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至40℃，将细菌纤维素湿膜置于NaOH溶液中，溶胀5min后取出，碱液可保留多次使用；接着把细菌纤维素放入温度为40℃、浓度为9％的H2SO4溶液中，开启调速按钮将转速调至500rpm工作5min，纤维素在旋转的过程中其内部松动的杂质在离心力的作用下进入溶液；取出纤维素湿膜并冲洗2遍置于冰箱内保存，酸液可稍加调整重复使用。
实施例2
将葡萄糖杆菌产的细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配浓度为1％的NaOH溶液和1％的H2SO4溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至60℃，将细菌纤维素湿膜置于NaOH溶液中，溶胀3min后取出，碱液可保留多次使用；接着把细菌纤维素放入温度为45℃、浓度为8％的H2SO4溶液中，开启调速按钮将转速调至700rpm工作4min，纤维素在旋转的过程中其内部松动的杂质在离心力的作用下进入溶液；取出纤维素湿膜并冲洗3遍置于冰箱内保存，酸液可稍加调整重复使用。
实施例3
将根瘤菌产的细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配浓度为9％的NaOH溶液和10％的H2SO4溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至20℃，将细菌纤维素湿膜置于NaOH溶液中，溶胀10min后取出，碱液可保留多次使用；接着把细菌纤维素放入温度为40℃、浓度为9％的H2SO4溶液中，开启调速按钮将转速调至100rpm工作8min，纤维素在旋转的过程中其内部松动的杂质在离心力的作用下进入溶液；取出纤维素湿膜并冲洗2遍置于冰箱内保存，酸液可稍加调整重复使用。
经化学分析，细菌纤维素的纯度达到99.1％；将回收的碱液和酸液稍加调整后重复上述操作，发现新提纯后的细菌纤维素纯度为97.5％，仍有较高的纯度，即碱液和无机酸的重复使用对细菌纤维素提纯过程的影响很小。

Claims (5)

1.一种细菌纤维素从母液中快速分离提纯方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将细菌纤维素湿膜置于蒸馏水中，配制浓度为1～9％的碱溶液和1～10％的酸溶液，分别在数显恒温磁力搅拌器的作用下恒温至20～60℃；
(2)将细菌纤维素湿膜置于所配的碱液中，溶胀3～10min取出，放入所配制的酸溶液中，在转速为100～700rpm磁力搅拌器的作用下浸泡4～8min；
(3)取出纤维素湿膜冲洗2～3次，放冰箱内保存。
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于：所述的产细菌纤维素的菌种包括木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌、空肠弯曲菌中的一种。
3.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于：所述的碱溶液包括NaOH溶液、KOH溶液中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于：所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于：所述的碱溶液和酸溶液可重复使用。
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