CN112695009B - 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 - Google Patents

一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112695009B
CN112695009B CN202110128103.6A CN202110128103A CN112695009B CN 112695009 B CN112695009 B CN 112695009B CN 202110128103 A CN202110128103 A CN 202110128103A CN 112695009 B CN112695009 B CN 112695009B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermentation
gellan gum
bacterial cellulose
culture medium
hydrolysate
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
Application number
CN202110128103.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112695009A (zh
Inventor
黄超
吴沂
胡勇
高静
李志璇
黄忠英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Pharmaceutical University
Original Assignee
Guangdong Pharmaceutical University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Pharmaceutical University filed Critical Guangdong Pharmaceutical University
Priority to CN202110128103.6A priority Critical patent/CN112695009B/zh
Publication of CN112695009A publication Critical patent/CN112695009A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112695009B publication Critical patent/CN112695009B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/38—Chemical stimulation of growth or activity by addition of chemical compounds which are not essential growth factors; Stimulation of growth by removal of a chemical compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)

Abstract

本发明属于细菌纤维素生物发酵领域，提供了一种原位发酵制备细菌纤维素的方法，其具体步骤如下：S1.在培养基中加入结冷胶原料，灭菌后备用；S2.在培养基中接入生产细菌纤维素的菌种，25～35℃条件下发酵；S3.发酵后通过碱溶液处理去除菌体及杂质，即得细菌纤维素产品。本发明提供了以具有优良性能、食品安全性高的结冷胶作为发酵添加剂，通过原位发酵合成细菌纤维素，结冷胶的添加不仅能够有效缩短发酵延迟期，且能够提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率。该方法能够有效缩短细菌纤维素的发酵时间，从而提高发酵效率及降低发酵成本，优化了细菌纤维素的工业化大规模生产工艺。

Description

一种原位发酵制备细菌纤维素的方法
技术领域
本发明涉及细菌纤维素生物发酵领域，具体涉及一种原位发酵制备细菌纤维素的方法。
背景技术
细菌纤维素是一种由某些细菌合成的一类生物多糖化合物，具有杨氏模量大、吸水率高、化学纯度高、结晶度高、生物相容性与生物降解性好、易于多种基质培养、形状和质地可控等优点，在食品、包装、医疗等领域的应用广泛。近年来，细菌纤维素发酵的研究有两个热点，一是降低细菌纤维素的生产成本，另一方面就是通过原位发酵同时完成细菌纤维素的合成与改性。其中，用木质纤维素水解液、木薯水解液、水果渣汁液、茶渣糖化液、米糠水解液等廉价的天然原料代替椰子水作为细菌纤维素的发酵培养基是降低生产成本的有效方法。如公布号为CN106906264A的中国专利公开了一种利用茶渣作为碳源制备细菌纤维素的方法，公开了将茶渣糖化液作为培养基碳源，补加氮源和磷源配制成发酵培养基，在120～240rpm转速下动态振荡培养1～3天，再静置培养3～20天制备细菌纤维素；公布号为CN104031956A的中国专利公开了一种以苹果渣为原料的细菌纤维素发酵培养基及利用该培养基生产细菌纤维素的方法，公开将木糖葡糖酸醋杆菌接种到以苹果渣为发酵原料的培养基中培养8～10天制备细菌纤维素。然而，虽然利用天然培养基能够降低细菌纤维素的生产成本，但往往会存在发酵延迟期的增长、糖利用率低的问题，从而导致发酵成本增高且细菌纤维素的产率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种原位发酵制备细菌纤维素的方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
一种原位发酵制备细菌纤维素的方法，将生产细菌纤维素的菌种接种到含结冷胶的培养基中进行发酵。
所述原位发酵制备细菌纤维素的方法，包括以下步骤：
S1.在培养基中加入结冷胶原料，灭菌后备用；
S2.在培养基中接入生产细菌纤维素的菌种，25～35℃条件下发酵；
S3.发酵后通过碱溶液处理去除菌体及杂质，即得细菌纤维素产品。
结冷胶为高分子线性多糖，由4个单糖分子组成的基本单元重复聚合而成，是一种重要的微生物食品胶，其不仅具有优异的理化性能如凝胶、增稠、稳定、悬浮、乳化等且安全无毒，在食品添加剂方面具有广泛的应用。本发明通过在细菌纤维素的发酵培养基中添加结冷胶，能够有效缩短发酵延迟期，提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率。
优选地，所述培养基为以天然植物水解液为唯一成分的适合细菌纤维素发酵的培养基。
优选地，所述培养基为以中药渣水解液、澳洲茶树水解液、废茶叶水解液为唯一成分的培养基。
优选地，步骤S1所述结冷胶为低酰基结冷胶或高酰基结冷胶。
进一优选地，当结冷胶为高酰基结冷胶时，所述高酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.01～0.4％。
更优选地，当结冷胶为高酰基结冷胶时，所述高酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.05～0.1％。
进一优选地，当结冷胶为低酰基结冷胶时，所述低酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.01～1％。
更优选地，当结冷胶为低酰基结冷胶时，所述低酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.1～1％。
优选地，步骤S2所述菌种为木醋杆菌或木糖驹形氏杆菌。
优选地，步骤S2所述菌种的接种量为5～15％。
优选地，步骤S2所述发酵的时间为3～15天。
优选地，步骤S3所述去除菌体及杂质的方式为添加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
优选地，步骤S3所述氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为0.25～1mol/L。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以具有优良性能、食品安全性高的结冷胶为发酵添加剂，通过原位发酵合成细菌纤维素，结冷胶的添加不仅能够有效缩短发酵延迟期，且能够提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率。该方法能够有效缩短细菌纤维素的发酵时间，从而提高发酵效率且降低发酵成本，优化了细菌纤维素的工业化大规模生产工艺。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
鉴于适用于木醋杆菌或木糖驹形氏杆菌的发酵培养基特别是廉价原料如生物质水解液制备细菌纤维素的培养基有很多，本发明实施例采用中药渣水解液、澳洲茶树水解液、废茶叶水解液为发酵培养基。上述水解液为中药渣、经过蒸馏法提取精油后的澳洲茶树原料、泡水后的废茶叶经过稀酸水解、中和后获得，其中中药渣水解液中的糖分含量为2％，澳洲茶树水解液中的糖分含量为0.8％，废茶叶水解液中的糖分含量为0.8％。所用的高酰基结冷胶与低酰基结冷胶均为市售结冷胶，产地为河南周口。
实施例1细菌纤维素的制备
中药渣水解液发酵培养基中加入1％低酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，以5％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养8天，发酵后通过0.25mol/L氢氧化钾处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加低酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短50％，细菌纤维素产量提高40％，糖利用率提高80％。
实施例2细菌纤维素的制备
中药渣水解液发酵培养基中加入0.1％低酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以5％的接种量接入木醋杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加低酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短55％，细菌纤维素产量提高18％，糖利用率提高1倍。
实施例3细菌纤维素的制备
澳洲茶树水解液发酵培养基中加入0.1％低酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以10％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加低酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短25％，细菌纤维素产量提高5％，糖利用率提高30％。
实施例4细菌纤维素的制备
中药渣水解液发酵培养基中加入0.1％高酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以10％的接种量接入木醋杆菌，在25℃下培养3天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加高酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短60％，细菌纤维素产量提高20％，糖利用率提高1.2倍。
实施例5细菌纤维素的制备
中药渣水解液发酵培养基中加入0.01％高酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以15％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在35℃下培养8天，发酵后通过1mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加高酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短40％，细菌纤维素产量提高12％，糖利用率提高70％。
实施例6细菌纤维素的制备
中药渣水解液发酵培养基中加入0.4％高酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以10％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加高酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短55％，细菌纤维素产量提高5％，糖利用率提高75％。
实施例7细菌纤维素的制备
澳洲茶树水解液发酵培养基中加入0.1％高酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以10％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在35℃下培养12天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加高酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短45％，细菌纤维素产量提高7％，糖利用率提高40％。
实施例8细菌纤维素的制备
废茶叶水解液发酵培养基中加入0.1％高酰基结冷胶后蒸汽灭菌备用，然后以10％的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养3天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得负载结冷胶的细菌纤维素产品。与相同条件下没有添加结冷胶培养基中的发酵相比，添加高酰基结冷胶可使发酵延迟期缩短35％，细菌纤维素产量提高45％，糖利用率提高35％。

Claims (1)

1.一种原位发酵制备细菌纤维素的方法，其特征在于，将生产细菌纤维素的菌种接种到含结冷胶的培养基中进行发酵，包括以下步骤：
S1. 在培养基中加入结冷胶原料，灭菌后备用；
S2. 在培养基中接入生产细菌纤维素的菌种，25～35℃条件下发酵3～12天，菌种的接种量为5～15％；
S3. 发酵结束后，添加0.25～1 mol/L氢氧化钠或氢氧化钾水溶液去除菌体及杂质，即得细菌纤维素产品；
所述培养基为以天然植物水解液为唯一成分的适合细菌纤维素发酵的培养基，天然植物水解液为澳洲茶树水解液或废茶叶水解液；
所述澳洲茶树水解液或废茶叶水解液由经过蒸馏法提取精油后的澳洲茶树原料、或泡水后的废茶叶，经过稀酸水解、中和后获得；
所述菌种为木醋杆菌或木糖驹形氏杆菌；
所述结冷胶为低酰基结冷胶或高酰基结冷胶，当结冷胶为高酰基结冷胶时，所述高酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.01～0.4％，当结冷胶为低酰基结冷胶时，所述低酰基结冷胶在培养基中的质量百分比为0.1～1％。
CN202110128103.6A 2021-01-29 2021-01-29 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 Active CN112695009B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110128103.6A CN112695009B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110128103.6A CN112695009B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112695009A CN112695009A (zh) 2021-04-23
CN112695009B true CN112695009B (zh) 2023-01-06

Family

ID=75516386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110128103.6A Active CN112695009B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112695009B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113481256B (zh) * 2021-08-10 2022-10-14 武汉纺织大学 一种用茉莉花培养生产细菌纤维素的方法
CN113881733B (zh) * 2021-11-23 2024-04-05 广东药科大学 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法
CN114592016A (zh) * 2022-01-12 2022-06-07 广东药科大学 一种混菌原位发酵制备食品胶基细菌纤维素联产食品胶的方法
CN114561437A (zh) * 2022-03-24 2022-05-31 中国科学院广州能源研究所 一种利用杜仲水解液原位发酵制备功能细菌纤维素的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3163386B2 (ja) * 1992-04-13 2001-05-08 味の素株式会社 粘性物質を用いる微生物セルロースの製造方法
CN103571899A (zh) * 2013-10-12 2014-02-12 东华大学 一种细菌纤维素/藕粉复合材料及其生物制备方法
CN104911230B (zh) * 2015-07-07 2018-03-09 中科院广州能源所盱眙凹土研发中心 原位发酵制备细菌纤维素的方法
CN111893149A (zh) * 2019-05-05 2020-11-06 福建师范大学泉港石化研究院 一种利用无患子果壳制备细菌纤维素的方法
CN111321184B (zh) * 2020-03-04 2022-03-08 南开大学 一种提高肠杆菌fy-07发酵生产细菌纤维素的产量和/或性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112695009A (zh) 2021-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112695009B (zh) 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法
CN100365128C (zh) 细菌纤维素的制备方法
CN108441528B (zh) 一种高效产细菌纤维素的培养基
JP5732390B2 (ja) 酵母ピキア・パストリスの発酵によるキチン、その誘導体及びグルコース、マンノース及び／又はガラクトースを含有するポリマーの共生産のための方法
CN104388496B (zh) 一种酶法降解几丁质生产n‑乙酰氨基葡萄糖的方法
CN101985641A (zh) 一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法
CN102051395A (zh) 一种利用玉米秆制备细菌纤维素的方法
CN107641634A (zh) 一种出芽短梗霉发酵生产普鲁兰多糖的生产工艺
CN104341535B (zh) 一种浒苔高值化提取方法
CN110205349A (zh) 一种利用米糠水解液发酵制备细菌纤维素的方法
CN113174416A (zh) 一种红茶菌发酵厨余垃圾生产细菌纤维素的方法
CN107686854B (zh) 利用裂褶菌发酵体系自产内切酶对裂褶多糖进行降解改性的方法
CN106906264A (zh) 一种利用茶渣作为碳源制备细菌纤维素的方法
JPS61212295A (ja) 微生物によるセルロ−ス性物質の製造方法
CN102234670B (zh) 一种惰性吸附载体固态发酵细菌纤维素的方法
CN102392062A (zh) 一种利用腐烂水果为原料制备细菌纤维素的方法
CN113881733B (zh) 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法
CN109161569B (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
CN103343151B (zh) 一种细菌纤维素薄膜的液体培养基制备方法
CN104561184A (zh) 一种高效制备高性能细菌纤维素的方法
CN113755536A (zh) 一种发酵生产异柠檬酸的方法
KR101477229B1 (ko) 감귤 부산물을 이용한 박테리아 셀룰로오스의 제조방법
CN110894478A (zh) 一种高效产细菌纤维素的培养基及细菌纤维素的生产方法
CN102134581B (zh) 一种乳酸菌发酵方法
ALABBOSH et al. Agricultural wastes as a carbon or nitrogen source for production of bacterial cellulose. A mini review

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant