CN108315371A - 一种细菌纤维素的培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细菌纤维素的培养方法，包括以下步骤：将豆渣分解成糖类；培养液的制备；培养液的消毒灭菌；将细菌纤维素接种于培养基；细菌纤维素的培育。本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，对细菌纤维素培养液进行优化，将豆渣中的纤维素通过纤维素酶、半纤维素酶进行分解转化成葡萄糖，为细菌纤维素培养基提供糖类来源，减少细菌纤维素培养液的生产成本，同时将豆渣废料进行废物利用，减少环境的污染。

Description

一种细菌纤维素的培养方法
技术领域
本发明涉及细菌纤维素培养技术领域，尤其涉及一种细菌纤维素的培养方法。
背景技术
黄豆又称大豆，是人们喜爱的食品。黄豆以及人们用它加工而成的各式各样的豆制品，是餐桌上常见的美味佳肴。在豆制品的生产过程中，在磨浆过程中产生大量的纤维质，并且含有一定量的豆浆，每天加工100kg大豆大约会产生200-200kg的豆渣废料，产生浪费。
对于纤维素生物合成的研究有着诸多报道，其中通过革兰氏阴性，原核细胞类的木醋杆菌生物合成得到的纤维素具有产率高、纯度高的优点而被选为细菌纤维素发酵培养的模板菌种。木醋杆菌生物合成纤维素的过程可以分为细胞内小分子聚合形成β-1,4-葡萄糖大分子链与细胞外微纤丝逐步、层次化“自组装”形成纤维素network网状结构两个过程。细菌纤维素独特的生物合成过程使其在内部结构上具有“层次化”的特点：首先，纤维素丝束(断面直径600nm～1μm)中的晶区微纤丝(断面直径7nm)之间的缝隙相当于一根根极细的毛细管，能够源源不断地将亲水小分子吸入细菌纤维素内部，在晶区之间形成无定型区。这赋予了细菌纤维素超强的吸湿能力，能够吸收自重700倍甚至更多的水分；其次，由刚性的β-1,4-葡萄糖大分子链通过分子内与分子间氢键结晶形成的微纤丝使细菌纤维素具有良好的力学强度。通过碱液与丝束内部无定型区的水在高浓度向低浓度渗透作用下，使微纤丝分子内分子间氢键的重排，再经过热压干燥处理，使得丝束内部的晶区增大，微纤丝之间氢键结合位点明显增加，能够大大提高BC薄膜的力学强度，杨氏模量最高可达15GPa；第三，木醋杆菌具有极强的氧气依赖特性，纤维素network结构形成于氧气与培养液气液两相界面处。利用这种生物特性，能够通过静置培养得到一系列不同形状的细菌纤维素材料。这三大结构上的特征，使细菌纤维素能够作为基材制成伤口敷料、造纸、声学振膜、透明材料等产品，在生物医学、食品、半导体、日用品等多个领域获得广泛的应用。
能够产生以细菌纤维素的细菌主要有Acetobacter、Rhizobium、Agrobacterium和Sarcina等，其中产量最高的为木醋杆菌，Acetobacterxylinus，属革兰氏阴性(少数可变)；严格好氧，呼吸代谢从不发酵。虽然木醋杆菌产量较高，但仍不能解决细菌纤维素生产成本居高不下的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术虽然木醋杆菌产量较高，但仍不能解决细菌纤维素生产成本居高不下的问题，而提出的将豆渣废料制成培养液的一种细菌纤维素的培养方法。
一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
优选的，将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比2～10:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
优选的，培养液的制备(重量百分比)，培养液由10～20％含有葡萄糖的溶液、0.05～0.5％酵母膏、0.05～0.5％蛋白胨、0.05～0.5％氯化钠、0.05～0.5％磷酸二氢钾、78～89.8％水。
优选的，培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理0.5～1.5小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
优选的，将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法的有益效果有：对细菌纤维素培养液进行优化，将豆渣中的纤维素通过纤维素酶、半纤维素酶进行分解转化成葡萄糖，为细菌纤维素培养基提供糖类来源，减少细菌纤维素培养液的生产成本，同时将豆渣废料进行废物利用，减少环境的污染。
1、对细菌纤维素培养液进行优化，将豆渣中的纤维素通过纤维素酶、半纤维素酶进行分解转化成葡萄糖，为细菌纤维素培养基提供糖类来源，减少细菌纤维素培养液的生产成本；
2、将豆渣废料进行废物利用，减少环境的污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比2～10:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
培养液的制备(重量百分比)，培养液由10～20％含有葡萄糖的溶液、0.05～0.5％酵母膏、0.05～0.5％蛋白胨、0.05～0.5％氯化钠、0.05～0.5％磷酸二氢钾、78～89.8％水。
培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理0.5～1.5小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
实施例二
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比5:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
培养液的制备(重量百分比)，培养液由10～20％含有葡萄糖的溶液、0.05～0.5％酵母膏、0.05～0.5％蛋白胨、0.05～0.5％氯化钠、0.05～0.5％磷酸二氢钾、78～89.8％水。
培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理0.5～1.5小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
实施例三
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比5:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
培养液的制备(重量百分比)，培养液由15％含有葡萄糖的溶液、0.1％酵母膏、0.1％蛋白胨、0.1％氯化钠、0.1％磷酸二氢钾、84.6％水。
培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理0.5～1.5小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
实施例四
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比5:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
培养液的制备(重量百分比)，培养液由15％含有葡萄糖的溶液、0.1％酵母膏、0.1％蛋白胨、0.1％氯化钠、0.1％磷酸二氢钾、84.6％水。
培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理1小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
本发明提出的一种细菌纤维素的培养方法，对细菌纤维素培养液进行优化，将豆渣中的纤维素通过纤维素酶、半纤维素酶进行分解转化成葡萄糖，为细菌纤维素培养基提供糖类来源，减少细菌纤维素培养液的生产成本，同时将豆渣废料进行废物利用，减少环境的污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将豆渣分解成糖类；
S2、培养液的制备；
S3、培养液的消毒灭菌；
S4、将细菌纤维素接种于培养基；
S5、细菌纤维素的培育。
2.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，将豆渣分解成糖类：将豆渣与水按重量百分比2～10:50混合，搅拌均匀，向混合液中加入纤维素酶、半纤维素酶，在25℃放置2天，纤维素酶、半纤维素酶将豆渣分解成葡萄糖，然后将混合液进行离心，提取含有葡萄糖的溶液。
3.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，培养液的制备(重量百分比)，培养液由10～20％含有葡萄糖的溶液、0.05～0.5％酵母膏、0.05～0.5％蛋白胨、0.05～0.5％氯化钠、0.05～0.5％磷酸二氢钾、78～89.8％水。
4.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，培养液的消毒灭菌，将培养液放置在高压灭菌锅中120℃灭菌处理0.5～1.5小时，然后将培养基取出放置在紫外灯下进行紫外灭菌处理直至培养基温度到达室温。
5.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素的培养方法，其特征在于，将细菌纤维素接种于培养基，将木醋杆菌菌种接种于培养基中，放置于28～32℃恒温培养环境内，在200rpm条件下摇床培养3天，所得发酵液转移至浅盘中，放置于28～32℃恒温培养环境内，静态培养5天，得细菌纤维素。
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