CN102250985B - 细菌纤维素发酵培养基 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基，其中含有占培养基总重量30‑90%的椰子粕加水混匀后得到的浆液。本发明采用一般都是废弃物的椰子粕经过处理后作为细菌纤维素发酵产生菌的培养底物，替代了常规培养使用的成本较高的可发酵糖或椰子水，降低了成本，同时扩大了椰子粕的应用范围，提高了其生产附加值，大大节约了资源，将全世界产量很高的椰子粕二次利用，解决了细菌纤维素生产中最重要的原料来源问题，还将其生产成本大幅降低。椰子粕中虽然油脂含量降低，但是还含有很丰富的营养物质，足以提供细菌纤维素发酵所需的碳源和氮源，是很好的发酵底物。

Description

细菌纤维素发酵培养基

技术领域

本发明涉及生物发酵领域，特别是涉及用于发酵生产细菌纤维素的培养基以及用该培养基发酵生产的细菌纤维素产品。

背景技术

细菌纤维素（Bacterial Cellulose，BC）是通过木葡糖醋杆菌等发酵制成的，通过静态发酵可以制成膜状的细菌纤维素产品，通过动态发酵可以制得球状的细菌纤维素产品。膜状细菌纤维素具有良好的持水性能，较高的结晶度和聚合度，以及良好的生物相容性和生物可降解性。可以广泛应用于食品、医药、航空、造纸等各个领域。目前发酵生产细菌纤维素常常采用椰子水作为培养基的主要成分，其虽然成本低廉、易于应用，但是其极易腐败变质，在工业生产中需要投入大量人力、物力和财力对其进行保藏。此外，随着细菌纤维素膜产品的应用领域不断扩大，在某些领域需要提供机械强度更大的细菌纤维素产品，而采用椰子水作为发酵培养基得到的产品已经不能满足其需求。

椰子粕又称椰肉粉，是取出椰子的内果肉，将其干燥至3-4%水分即为椰子干，椰子干含油66%左右，将它萃取后的残渣即得脂肪含量8%-10%的椰子粕（椰肉粉）。椰子粕呈淡褐色或褐色坚果味，有一种特殊的类似咖啡的香味，质地类似棉籽粕，无发霉、发酸及异味，85%-95%可通过16目标准筛。世界椰子产量每年约5300万吨，椰子粕（CM）180万吨，主产于东南亚，印尼和菲律宾分别是椰子粕的世界第一、二大产国。椰子粕含纤维含量较高，粗纤维含量在9%以上，主要是作为饲料原料在畜牧行业尤其是反刍动物和猪饲料中应用较多，虽然在节约粮食资源、降低饲养成本等方面发挥了重要作用，但还是存在着浪费严重、无法利用等情况。

目前没有使用椰子粕作为细菌纤维素发酵培养基成分的报道。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基，其中含有占培养基总重量30-90%的椰子粕加水混匀后得到的浆液。本发明采用一般都是废弃物的椰子粕经过处理后作为细菌纤维素发酵产生菌的培养底物，替代了常规培养使用的成本较高的可发酵糖或椰子水，降低了成本，同时扩大了椰子粕的应用范围，提高了其生产附加值，大大节约了资源，将全世界产量很高的椰子粕二次利用，解决了细菌纤维素生产中最重要的原料来源问题，还将其生产成本大幅降低。椰子粕中虽然油脂含量降低，但是还含有很丰富的营养物质，足以提供细菌纤维素发酵所需的碳源和氮源，是很好的发酵底物。

本发明的培养基，所述的椰子粕浆优选向椰子粕中加入0 .5-2重量倍数的、60-90℃的热水浸泡15-60min后混合搅拌制成。

本发明的培养基，优选向椰子粕中加入重量1倍的、75℃的热水浸泡30min后混合搅拌。

本发明的培养基，其中混合可以采用常规设备进行，优选采用均质机进行。

本发明的培养基，为了提高发酵效率，进一步还可以含有可发酵糖和酸，其中糖含量优选为培养基总重量的3-20%，酸的用量是使培养基的pH值达到3.5-5.0。其中所述的糖为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和乳糖中的一种或多种。酸可以为冰醋酸或柠檬酸。

本发明的培养基，为了降低生产成本和提高发酵效率，还可进一步含有适量的椰子水、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨和无机盐中的一种或多种。

采用本发明的培养基接种可产膜菌，如木葡糖酸醋杆菌，经过适当时间的发酵培养后，可以获得细菌纤维素产品。经研究发现，静态发酵得到的细菌纤维素产品具有更好的机械强度，和抗拉伸能力，此特性有可能与培养基中含有的椰肉组织纤维有关。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

向椰子粕中加入2重量倍数的、60℃的热水浸泡60min后用均质机搅拌制成浆液。按照浆液80重量%、蔗糖20重量%配成液体培养基，最后用冰醋酸调pH值至4.0。

实施例2：

向椰子粕中加入1.5重量倍数的、70℃的热水浸泡45min后用均质机搅拌制成浆液。按照浆液60重量%、葡萄糖20重量%、椰子水20重量%配成液体培养基，最后用柠檬酸调pH值至5.0。

实施例3：

向椰子粕中加入1重量倍数的、80℃的热水浸泡30min后用均质机搅拌制成浆液。按照浆液40重量%、乳糖15重量%、椰子水40重量%、蛋白胨4重量%、磷酸二氢钾0.2重量%、磷酸氢二钠0.2重量%和硫酸锌0.6重量%配成液体培养基，最后用冰醋酸调pH值至3.5。

实施例4：

向椰子粕中加入0.5重量倍数的、90℃的热水浸泡15min后用均质机搅拌制成浆液。按照浆液20重量%、麦芽糖10重量%、椰子水55重量%、蛋白胨3重量%、酵母膏1重量%、磷酸二氢钾0.3重量%和硫酸亚铁铵0.1重量%和氯化钠0.6重量%配成液体培养基，最后用柠檬酸调pH值至4.5。

实验例1:

取实施例1-4中的培养基，以纯椰子水培养基作为对照，分别高温灭菌后，无菌条件下接入木葡糖醋杆菌，接种量为8重量%，控温30±2℃下静态培养7天，观察产生的细菌纤维素膜，结果见表1：

表1 各培养基产细菌纤维素膜情况

组别	实验结果
		对照（纯椰子水培养基）	有膜产生，厚度均匀，质地良好
实施例1	与对照组无明显差异
		实施例2	与对照组无明显差异
实施例3	与对照组无明显差异
		实施例4	与对照组无明显差异

从上表可以看出，采用椰子粕加水混合得到的浆液作为发酵培养基的主要成分也能够制得细菌纤维素膜产品，且产品的质量与采用纯椰子水作为培养基制得得产品相比并没有明显差异。

实验例2：

取实验例1中制得的5种细菌纤维素膜剪切成相同大小（70mm*12mm），用精密万能材料测试机进行拉伸断裂实验，结果见表2：

表2

组别	拉伸断裂应力（MPa）
		对照（纯椰子水培养基）	16.74
实施例1	19.15
		实施例2	18.64
实施例3	17.72
		实施例4	17.59

从上表可以看出，采用椰子粕加水混匀得到的浆液作为培养基成分后发酵制得的细菌纤维素膜的拉伸断裂应力得到了提高，即提高了细菌纤维素产品的抗拉伸能力，提高了机械性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基，其特征在于：其中含有占培养基总重量30-90%的椰子粕浆，还含有糖和酸，其中糖含量为培养基总重量的3-20%，酸的用量是使培养基的pH 值达到3.5-5.0，还含有适量的椰子水、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨和无机盐中的一种或多种；所述椰子粕浆是向椰子粕中加入0 .5-2 重量倍数的、60-90℃的热水浸泡15-60min后，用均质机混合搅拌制成；所述的糖为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和乳糖中的一种或多种；所述的酸为冰醋酸或柠檬酸。

2.根据权利要求1 所述的培养基，其特征在于：向椰子粕中加入重量1倍的、75℃的热水浸泡30min 后混合搅拌。