CN104561184B - 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 - Google Patents
一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104561184B CN104561184B CN201310512433.0A CN201310512433A CN104561184B CN 104561184 B CN104561184 B CN 104561184B CN 201310512433 A CN201310512433 A CN 201310512433A CN 104561184 B CN104561184 B CN 104561184B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bacteria cellulose
- culture medium
- yeast extract
- soy molasses
- glucose
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
一种高效制备高性能细菌纤维素的方法，步骤如下：（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，净化培养液；（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖、酵母浸粉、琼脂、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖、酵母浸粉、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率340%。本发明工艺简单，出品率极高，可广泛用于制作高性能细菌纤维素。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物技术技术领域，特别是涉及一种生物酶添加制备细菌纤维素的方法。
背景技术
大豆糖蜜是生产大豆浓缩蛋白过程中，经过浓缩处理后的醇溶性产品，因颜色和流动性类似于蜂蜜，所以命名为糖蜜。由于糖蜜中含有大量的灰分等杂质，所以多数被废弃，不仅造成了能源的浪费，而且也造成了环境的污染。以大豆糖蜜为发酵剂生产细菌纤维素不仅提高了糖蜜经济价值，促进了经济的发展，同时解决了大豆糖蜜对环境造成的污染。目前国内主要利用大豆糖蜜提取大豆低聚糖、大豆异黄酮等功能性物质，以大豆糖蜜作为微生物发酵基础原料的研究报道较少，而国外的研究众多，大豆糖蜜成分复杂，含有微生物生长所需要的营养和水溶性矿物质元素，是优异的微生物发酵剂，并且大豆糖蜜价格低廉，可以降低生产成本，因此大豆糖蜜作为微生物发酵剂的应用前景广阔。
细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)是在1886年由Brown首次报道的，他发现木醋杆菌在静止培养时在培养基表面会形成一层白色透明的膜，经分析鉴定此类物质为纤维素。细菌纤维素与植物纤维素化学性质相同，但细菌纤维素却有许多独特的性质：较高的持水性和复水率，高的弹性模量以及良好的生物适应性和生物可降解性。因此，细菌纤维素成为当今研究的热点。
现有的细菌纤维素生产方法大多采用木醋杆菌直接发酵培养，其产品的持水性、复水性和产品产量都不是十分理想。产品生产周期长、成本高、加工成的最终产品所需性能较差。本实验以大豆糖蜜为基础原料，利用优化木醋杆菌并添加苦杏仁苷酶来合成细菌纤维素的方法，提高纤维素的合成量，改善纤维素的持水性和复水率等特性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效制备高性能细菌纤维素的方法，缩短了生产周期，提高了细菌纤维素产量，增加了其持水性和复水性。
本发明所采用的技术方案是：
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖、酵母浸粉、琼脂、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖、酵母浸粉、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL，细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率340%。
所述步骤（2）培养基的制备：斜面固体培养基中葡萄糖的添加量范围为10-70g、酵母浸粉的添加量范围为：5-50g、琼脂的添加量范围为：1-10g；液体种子培养基：葡萄糖的添加量范围为10-70g、酵母浸粉的添加量范围为：5-50g、琼脂的添加量范围为：1-10g。
所述步骤（3）细菌纤维素的制备：，加入适量苦杏仁苷酶的添加范围为：0.01%-3%（w/v）。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：原料前期预处理十分简单方便，只需要一步离心就可以直接作为培养基使用；以往细菌纤维素最高产量的生产原料都是椰子水，椰子水是椰子加工的副产物，营养丰富又无需榨汁工序，是生产细菌纤维素的优质原料，但随着椰子水的价格不断上涨，纤维素的生产成本过高，使得纤维素的生产和使用受到了一定的限制。大豆废糖蜜是价格低廉的理想替代品，但是以往的大豆废糖蜜生产细菌纤维素的方法存在着生产周期过长，影响生产成本，产品复水性和持水性较差的缺点，本发明采用15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL，细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率340%。缩短了生产周期，提高了细菌纤维素产量，增加了其持水性和复水性。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：
实施例1
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖30g、酵母浸粉10g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖30g、酵母浸粉10g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入0.1%（w/v）苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.33g/100mL，细菌纤维素的持水性95.3%，细菌纤维素的复水率322%。
实施例2
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖35g、酵母浸粉10g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖35g、酵母浸粉10g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入0.15%（w/v）苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.38g/100mL，细菌纤维素的持水性96.5%，细菌纤维素的复水率329%。
实施例3
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入0.2%（w/v）苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.42g/100mL，细菌纤维素的持水性7.3%，细菌纤维素的复水率346%。
实施例4
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入0.1%（w/v）苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.43g/100mL，细菌纤维素的持水性97.2%，细菌纤维素的复水率340%。
实施例5
（1）纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
（2）培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖40g、酵母浸粉15g、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min。
（3）细菌纤维素的制备：15%（v /v）大豆糖蜜，1.5%（w/v）酵母浸粉，加入0.2%（w/v）苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL，细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率348%。
本发明与现有技术对比效果分析：
（1）酸热处理法糖蜜制备液的准备
将含糖量30%（w/v）左右的大豆糖蜜稀释5倍，然后6000转/分离心20min，除去杂质，得上清液，将上清液先用4mol/L的H2SO4调节pH值到4.0，室温静置12h。然后6000转/分离心20min，除去沉淀。在120℃下加热10min，然后冷却至室温，静置12h，6000转/分离心20min，得上清液，调节pH值到4.8备用。
（2）细菌纤维素的制备
向上述糖蜜培养液中加入1%（w/v）蛋白胨、0.2%（w/v）硫酸镁、0.1%（w/v）柠檬酸钠再次灭菌作为培养基，以10%（v/v）的接种量接种木醋杆菌，在30℃下静止培养7天，所得细菌纤维素产量为4.6g/L。
实施例1、2、3、4、5与之相比，产量分别提高了189.13%、200%、208.69%、210.87%、215.22%；且操作更为简单方便，生产周期缩短了28.57%，实施效果非常显著。
用上述方法得到的细菌纤维素的吃水性和复水性都十分理想。
Claims (2)
1.一种高效制备高性能细菌纤维素的方法，其特征在于实施步骤如下：
(1)纤维素培养基的优化制备：选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用；
(2)培养基的制备：斜面固体培养基：葡萄糖、酵母浸粉、琼脂、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；液体种子培养基：葡萄糖、酵母浸粉、蒸馏水1L，pH5.5，121℃灭菌15min；发酵培养基：10％(v/v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121℃灭菌15min；
(3)细菌纤维素的制备：15％(v/v)大豆糖蜜，1.5％(w/v)酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、静止培养温度30℃，发酵时间5d，接种木醋杆菌，接种量4％，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL，细菌纤维素的持水性97.3％，细菌纤维素的复水率340％；
所述步骤(3)细菌纤维素的制备，加入适量苦杏仁苷酶的添加范围为：0.01％-3％(w/v)。
2.根据权利要求1所述的一种高效制备高性能细菌纤维素的方法，其特征在于：所述步骤(2)培养基的制备：斜面固体培养基中葡萄糖的添加量范围为10-70g、酵母浸粉的添加量范围为：5-50g、琼脂的添加量范围为：1-20g；液体种子培养基：葡萄糖的添加量范围为10-70g、酵母浸粉的添加量范围为：5-50g。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310512433.0A CN104561184B (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310512433.0A CN104561184B (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104561184A CN104561184A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104561184B true CN104561184B (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=53078260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310512433.0A Active CN104561184B (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104561184B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021087738A1 (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 东北农业大学 | 一种利用酶法大豆水解液制备细菌纤维素膜的方法 |
| CN110699414A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | 东北农业大学 | 一种利用酶法大豆水解液制备细菌纤维素膜的方法 |
| CN112877384A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-01 | 哈尔滨理工大学 | 一种细菌纤维素的制法、细菌纤维素-壳聚糖复合凝胶护肤面膜及其制法 |
-
2013
- 2013-10-28 CN CN201310512433.0A patent/CN104561184B/zh active Active
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 利用糖蜜制备细菌纤维素的研究;陈军等;《纤维素科学与技术》;20130630;第21卷(第2期);15-21 * |
| 大豆糖蜜的综合利用;王校红等;《粮油食品科技》;20100121;第18卷(第1期);22-24 * |
| 木醋杆菌发酵培养基优化及发酵方式的探讨;秦微微等;《中国酿造》;20060620(第6期);第33-34页第1.1-1.4节，第36页第3节 * |
| 细菌纤维素发酵原料的研究进展;谢健健等;《纤维素科学与技术》;20110930;第19卷(第3期);68-77 * |
| 黄浆水发酵生产细菌纤维素的研究及应用;杨凤吾;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20111215;第7页第2.5.1.7节 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104561184A (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100365128C (zh) | 细菌纤维素的制备方法 | |
| CN101215592B (zh) | 生产普鲁兰多糖的发酵方法 | |
| CN108441528B (zh) | 一种高效产细菌纤维素的培养基 | |
| CN101671708B (zh) | 利用菠萝皮汁进行“二步法”发酵生产细菌纤维素的方法 | |
| CN102643770B (zh) | 利用合成培养基纯厌氧生长产丁二酸的大肠杆菌及其应用 | |
| US20210139938A1 (en) | Aspergillus oryzae blcy-006 strain and application thereof in preparation of galactooligosaccharide | |
| WO2012016445A1 (zh) | 一种枯草芽孢杆菌及其应用 | |
| CN101736033A (zh) | 深层发酵生产调脂降压功能红曲的方法 | |
| CN101319242A (zh) | 一种动静结合制备细菌纤维素的方法 | |
| CN104561184B (zh) | 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法 | |
| CN112695009A (zh) | 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 | |
| CN102864113B (zh) | 产丁二酸的菌株及其生产丁二酸的方法和应用 | |
| CN102492752A (zh) | 出芽短梗霉联产普鲁兰多糖和黑色素的方法 | |
| Phong et al. | Investigating the conditions for nata-de-coco production by newly isolated Acetobacter sp | |
| WO2020134688A1 (zh) | 一种发酵猴头菌制备高纯度猴头菌多糖的方法和发酵培养基 | |
| CN105349594A (zh) | 一种利用大豆糖蜜制备细菌纤维素的方法 | |
| CN110129225A (zh) | γ～聚谷氨酸产生菌及选育、制备γ～聚谷氨酸的方法 | |
| CN103952447A (zh) | 一种利用厌氧条件下发酵生产丁二酸的方法 | |
| CN102851328A (zh) | 一种利用固定化黑曲霉发酵玉米糖液制备柠檬酸的方法 | |
| CN102234670B (zh) | 一种惰性吸附载体固态发酵细菌纤维素的方法 | |
| CN103343151B (zh) | 一种细菌纤维素薄膜的液体培养基制备方法 | |
| CN103305437B (zh) | 一株l-乳酸铵耐受菌及其应用 | |
| CN109161569A (zh) | 一种微生物组合发酵烟草浸提物生产细菌纤维素的方法 | |
| CN106148217A (zh) | 一种用于生物纤维素发酵的混合发酵菌剂 | |
| CN103320367B (zh) | 一株厌氧利用合成培养基高产丁二酸大肠杆菌的筛选及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170731 Address after: Xiangfang District of Heilongjiang city in Harbin province 150039 chenggaozi town Sheng Cun Applicant after: HARBIN RUIKANGYUAN BIOTECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 150038 Zhenxing village, Harbin Town, Xiangfang District, Heilongjiang Applicant before: HARBIN DAYS BILLITON BIOLOGICAL TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |