CN102260724B - 一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基 - 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20-80%的椰肉浆液，所述椰肉浆液是将椰子肉加水打浆所得到。本发明采用产量较高的椰子肉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，同时扩大了椰子肉的应用范围，提高了其生产附加值，节约了资源。椰肉组织中含有丰富的营养物质，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

一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基

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）是通过木葡糖酸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。

椰子肉是椰子的胚乳，又称椰子瓤，是椰子壳中的白色果肉部分。成熟椰子果的新鲜椰肉，含脂肪约33%，蛋白质约4%。可以生食，也可以用来榨取液奶（coconut milk）、提取椰子油（coconut oil）等。除含有上述营养成分以外，新鲜椰肉还含有多种微量元素、维生素和氨基酸，如钙、锌、铁、钾、磷、锰等微量元素；维生素A、维生素B2、维生素B1、维生素D、维生素C、维生素E和β-胡萝卜素等；蛋氨酸、异蛋氨酸、精氨酸、苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸和凉氨酸等十几种氨基酸；椰肉组织中还含有大量的纤维。

目前没有使用椰子肉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20-80%的椰肉浆液，所述椰肉浆液是将椰子肉加水打浆所得到。本发明采用产量较高的椰子肉经过处理后作为细菌纤维素发酵生产菌是培养底物，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，同时扩大了椰子肉的应用范围，提高了其生产附加值，节约了资源。椰肉组织中含有丰富的营养物质，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。

本发明中的培养基，所述的椰肉浆液优选是通过如下方法制得的：去椰子水去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入1-3重量倍数的、60-90℃的热水浸泡15-60min后打浆制成。优选加入椰肉重量1.5倍的、75℃的热水浸泡30min后打浆。此时椰肉组织中的营养物质可以得到较充分的释放。

本发明中的培养基，其中打浆可以采用各种常规设备进行，优选使用胶体磨进行。

本发明中的培养基，为了提高发酵效率，进一步还可以含有适量的可发酵糖和酸，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、葡糖糖、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。

本发明中的培养基，为了降低生产成本和提高发酵效率，培养基中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相信描述。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：

    取椰子去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入3重量倍数的、60℃的热水浸泡60min后用胶体磨打浆制成浆液。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：

    取椰子水去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入2重量倍数的、70℃的热水浸泡45min后用胶体磨打浆制成浆液。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3.5。

实施例3：

取椰子去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入1.5重量倍数的、80℃的热水浸泡30min后用胶体磨打浆制成浆液。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5.0。

实施例4：

    取椰子去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入重量倍数的、90℃的热水浸泡15min后用胶体磨打浆制成浆液。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%、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，无菌条件下接入可发酵产膜的木葡糖酸醋杆菌，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，采用椰肉加水打浆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	19.01
		实施例2	18.53
实施例3	17.61
		实施例4	17.43

从上表可以看出，采用椰肉加水磨浆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 (5)

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20-80%的椰肉浆液，所述椰肉浆液是将椰子肉加水打浆所得到，具体方法如下：取椰子去除椰衣后，破壳取肉，然后向椰肉中加入1-3 重量倍数的、60-90℃的热水浸泡15-60min 后打浆制成。

2.根据权利要求1 所述的培养基，其特征在于：加入椰肉重量1.5 倍的、75℃的热水浸泡30min 后打浆。

3.根据权利要求1 或2 所述的培养基，其特征在于：其中打浆使用胶体磨进行。

4.根据权利要求1 中所述的培养基，其特征在于：培养基中还含有糖和酸，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；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；所述的酸为冰醋酸或柠檬酸。

5.根据权利要求4 所述的培养基，其特征在于：培养基中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。