CN111893149A - 一种利用无患子果壳制备细菌纤维素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无患子果壳作为碳源制备细菌纤维素的方法，包括无患子果壳的提取、发酵培养基的配制、接种菌株、静态发酵、处理细菌纤维素膜及收集发酵液等步骤。所述方法是将无患子果壳经粉碎、浸提、过滤以及调节pH制得无患子提取液，灭菌即得细菌纤维素生产培养基，接种菌种后静态发酵制得细菌纤维素膜。本发明利用廉价农副产品废弃物无患子果壳做原料，用生物发酵的方法制备高附加值的细菌纤维素，与其他生物质相比，无患子果壳富含碳、氮以及其他细菌必要的生长因子，在发酵过程中无需加入其它营养物质，进一步降低了生产细菌纤维素的成本，且制备方法简便易行，能够有效促进细菌纤维素的规模化生产。同时，该方法是一种低成本、高纯度、绿色环保的无患子皂苷纯化新方法，为无患子皂苷的工业化生产奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物发酵技术领域，具体涉及一种利用无患子果壳制备细菌纤维素的方法。
背景技术
细菌纤维素（Bacterial Cellulose，简称BC）是一种由微生物生产的具有高结晶度、高持水性、高杨氏模量、高纯度、高生物相容性的纳米纤维素，这些无法比拟的优良性能使其在生物医学材料、食品、造纸、纺织等领域有着广阔的应用前景，但是细菌纤维素的高生产成本限制了它的工业规模和有效发展。生产细菌纤维素需要适合发酵条件的培养基，而碳源、氮源的高成本使用是其主要影响因素，因此开发廉价的生产原料、降低生产成本是当前一个亟待解决的问题。
无患子果壳是一种来源充足、数量巨大的可再生生物质资源，其含有的多聚糖、蛋白质、氨基酸等生物活性物质是微生物可利用的营养成分，但是大部分果壳长久以来都没有得到充分合理的利用而随意丢弃，既没有经济效益又带来环境污染。因此，如有一种实用的技术能充分利用无患子果壳，变废为宝，以其为培养基发酵生产高附加值的细菌纤维素，不仅为细菌纤维素的生产提供新途径，而且可以提高无患子的经济利用价值。
发明内容
为解决上述细菌纤维素生产成本高、无患子果壳利用率低的问题，本发明提供一种无患子果壳制备细菌纤维素的方法，该方法具有原料来源广泛、工艺简洁、价格低廉等优点，且制备的培养基质量好，适用于规模化生产。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种无患子果壳制备细菌纤维素的方法，包括无患子果壳的提取、发酵培养基的配制、接种菌株和静态发酵、处理细菌纤维素膜及收集发酵液等步骤，其特征在于：
所述的无患子果壳提取液的制备过程如下：将高温干燥后的无患子果壳粉碎至10~80目，以料液比1:1~6加入去离子水，在25~80℃的恒温条件下浸提1~24h得无患子果壳提取液，过滤后备用；
所述的发酵培养基的配制过程如下：调节无患子果壳提取液的pH至3.5~7，经115℃、30min灭菌处理制备发酵培养基；
所述的接种菌株和静态发酵的过程如下：发酵培养基中接入体积为2%~10%的种子液，20-32℃静置培养7-25天得细菌纤维素。
所述处理细菌纤维素膜及收集发酵液的过程如下：发酵结束后取出细菌纤维素膜，先用蒸馏水清除多余的糖分和杂质，再分别以0.2mol/L的NaOH、蒸馏水于100℃下煮2~4h，调节pH为中性即得纯净的细菌纤维素膜，经处理后的发酵液经离心获得比较纯的无患子皂苷。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）无患子果壳作为农作物的废弃物，一般都是丢弃或焚烧，既污染环境又耗费人力，用于细菌纤维素的生产有利于资源的充分利用，对发展低碳经济具有重要意义。（2）无患子果壳提取液经pH调节后可以直接作为细菌纤维素生长的培养基，不仅有效替代传统发酵液中的碳源，且培养基中含有蛋白质、维生素及多种氨基酸等生长因子，在发酵过程中无需再添加其他的氮源及营养物质，为工业化低成本稳定生产细菌纤维素提供一条可行的途径。（3）无患子皂苷的主要成分三萜皂苷属于天然的非离子型表面活性剂，能够改变细胞膜的通透性，有利于细胞摄取营养及释放产物，即对细菌纤维素的生产有促进作用。（4）经测试，本发明所生产的培养基也可以用于其他工业微生物的培养，是一种价廉质优的碳源。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将高温干燥后的无患子果皮粉碎到20目，以料液比1:2加入去离子水，在30℃的恒温条件下浸提2h，合并提取液，过滤备用。调节pH=4制备发酵培养液，高温高压灭菌后接入2%的种子液于30℃的条件下静置培养7d；
实施例2
将高温干燥后的无患子果皮粉碎到40目，以料液比1:4加入去离子水，在50℃的恒温条件下浸提3h，合并提取液，过滤备用。调节pH=5制备发酵培养液，高温高压灭菌后接入4%的种子液，于30℃的条件下静置培养10d；
实施例3
将高温干燥后的无患子果皮粉碎到80目，以料液比1:4加入去离子水，在80℃的恒温条件下浸提3h，合并提取液，过滤备用。调节pH=6制备发酵培养液，高温高压灭菌后接入6%的种子液，于30℃的条件下静置培养15d；
实施例4
培养得到的细菌纤维素含有大量的菌体及培养基，为了除去这些杂质，发酵结束后取出细菌纤维素膜，发酵结束后取出细菌纤维素膜，先用蒸馏水清除多余的糖分和杂质，再分别以0.2mol/L的NaOH、蒸馏水于100℃下煮2~4h，调节pH为中性即得纯净的细菌纤维素膜，经处理后的发酵液经离心获得比较纯的无患子皂苷。处理干净的细菌纤维素膜（半透明）经冷冻干燥后保存。
Claims (3)
1.一种无患子果壳制备细菌纤维素的方法，包括无患子果壳的提取、发酵培养基的配制、接种菌株、静态发酵、处理细菌纤维素膜、收集发酵液等步骤，其特征在于：
所述的无患子果壳提取液的制备过程如下：将高温干燥后的无患子果壳粉碎至10~80目，以料液比1:1~6加入去离子水，在25~80℃的恒温条件下浸提1~24h得无患子果壳提取液，过滤后备用；
所述的发酵培养基的配制过程如下：调节无患子果壳提取液的pH至3.5~7，经115℃、30min灭菌处理制备发酵培养基；
所述的接种菌株和静态发酵的过程如下：发酵培养基中接入体积为2%~10%的种子液，20-32℃静置培养7-25天得细菌纤维素。
2.所述处理细菌纤维素膜及收集发酵液的过程如下：发酵结束后取出细菌纤维素膜，先用蒸馏水清除多余的糖分和杂质，再分别以0.2mol/L的NaOH、蒸馏水于100℃下煮2~4h，调节pH为中性即得纯净的细菌纤维素膜，经处理后的发酵液经离心获得比较纯的无患子皂苷。
3.如权利要求1所述的利用无患子果壳制备细菌纤维素的方法，其特征在于，所述的接种菌株为Komagataeibacter sp. W1。
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| CN201910367868.8A CN111893149A (zh) | 2019-05-05 | 2019-05-05 | 一种利用无患子果壳制备细菌纤维素的方法 |
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| CN111893149A true CN111893149A (zh) | 2020-11-06 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109777741A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-21 | 昆明理工大学 | 一种核桃壳高效利用的方法 |
| CN112695009A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-23 | 广东药科大学 | 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 |
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2019
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201106 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |