CN1137268C - 葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的方法 - Google Patents
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Abstract
葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的方法涉及细菌纤维素的生产方法。为改变目前单一用醋酸杆菌生产细菌纤维素的现状，解决其工艺复杂，耗能大，有废液排放等问题。提供一种以葡萄糖氧化杆菌做菌种，米曲汁做种子培养基，葡萄糖和蔗糖做碳源，酵母膏做氮源、添加茶的抽提物和生物素，通过静态发酵生产细菌纤维素的方法。本发明耗能低、工艺简单、无废液排放。其发酵液处理后可循环使用，也可调配为发酵饮料，不仅经济效益高，而且不污染环境。
Description
葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的方法涉及细菌纤维素的生产方法。
细菌纤维素是当今国内外生物材料研究的热点，细菌纤维素与植物纤维素相比，具有结晶度、重合度、弹性强度和纯度高的特点，并且具有较高的生物体适应和可降解性等特征。将其应用于音响震动材料、造纸、食品工业，或作为生物材料用于人造皮肤、血管及医药中的研究与开发有广泛的应用前景。由于这种新型的生物材料是由微生物产生的，这种材料的制备成本将取决于菌种的优劣与发酵生产工艺条件是否适宜。因此，探讨微生物发酵生产细菌纤维素的工艺过程是非常必要的。目前用于细菌纤维素生产的菌种是醋酸杆菌。为增加细菌纤维素的生产量，在生产流程中要有通风设备，还要搅拌，这样耗能高、工艺复杂、工艺条件要求高，固液分离后，提取细菌纤维后的发酵液作为废液排放，排除的废液中含有大量的营养物质，既浪费又造成对环境的污染，并且细菌纤维素作为工艺流程中的唯一产品，其生产成本高。
本发明的目的是为了解决上述问题，改变目前单一用醋酸杆菌为菌种生产细菌纤维素的现状，提供了一种耗能低、工艺简单、无废液排发，以葡萄糖氧化杆菌B-2为菌种，发酵生产细菌纤维素的清洁工艺方法。
本发明的技术内容是：菌种采用葡萄糖氧化杆菌Gluconobacter Oxy-dans B-2。具体方法是将一环活化好的葡萄糖氧化杆菌B-2斜面种子，接入以米曲汁作为种子培养基中培养12-48小时之后，转接至发酵培养基中，接种量为5-20％，培养温度28-32℃，利用静态分批发酵培养方法培养72-168小时后，将固液分离，提取的固体即为生成的细菌纤维素，经蒸馏水冲洗干净，干燥至恒重，发酵液经予处理后，待利用。发酵培养基的成份是：从葡萄糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麦芽糖、果糖中任选1-2种为碳源，浓度为1-20g/100mL，从酵母膏、蛋白胨、玉米浆、茶、茶的抽提物中任选1-2种为氮源，浓度为1-10g/100mL，添加生物素和茶的抽提物，浓度均为0.0001-1g/L，控制发酵培养基的PH值在4-7。固液分离取出生成的细菌纤维素后，发酵液再加入碳源、氮源、生物素和茶的抽提物，使发酵液的浓度达到初始浓度，可进行再发酵，发酵液可循环使用多次，也可以在取出细菌纤维素后，发酵液经予处理后，调配成发酵饮料。
本发明的优点是，采用葡萄糖氧化杆菌B-2发酵生产细菌纤维素的生产方法，改变了目前单一用醋酸杆菌生产细菌纤维素的现状，解决了其工艺复杂、耗能大，有废液排放等问题，不必增加通风设备、不必搅拌，用静态发酵的方法产量可高达5.6g/L，并且耗能低，工艺简单、工艺条件要求不高，发酵液可以循环使用，也可以予处理后调配为发酵饮料，提高了经济效益，由于没有废液排放，所以不污染环境，是一种清洁生产工艺。
下面以附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图1是葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的工艺流程图。
附图2是酯酸杆菌发酵生产细菌纤维素的工艺流程图。
实施例1：
取一环活化好的葡萄糖氧化杆菌Gluconobacter Oxydans B-2斜面种子(由天津轻工业学院食品系提供)接入种子培养基，种子培养基的组成是米曲汁，放于28℃恒温箱中培养36小时之后，在每1L发酵培养基中接入80mL种子培养液。发酵培养基的pH值为4，发酵培养基的成分是葡萄糖和蔗糖(1∶1)联合为碳源，浓度为2g/100mL；酵母膏为氮源，浓度为1g/100mL；添加生物素2mg/100mL，添加茶的抽提物0.1g/100mL，28℃培养72小时，再进行固液分离，固体部分即为细菌纤维素，液体部分为发酵液，把该发酵液中再加入葡萄糖、蔗糖、酵母膏、茶的抽提物和生物素溶液，使发酵液的浓度达到第一次培养时的初始浓度，进行第二次分批发酵72小时后，再经固液分离得到细菌纤维素和发酵液，采用相同的方法加入新鲜的培养基后，该发酵液仍可进行第三次分批发酵，这样重复进行，使发酵液循环五次使用。
实施例2：
发酵培养基中的葡萄糖、酵母膏、生物素、茶的抽提物的浓度及发酵培养基的pH值的选择参看表二“生产工艺中pH值及葡萄糖、酵母膏、生物素、茶的抽提物的浓度“其他条件与实施例1相同。
实施例3：
取一环活化好的葡萄糖氧化杆菌Gluconobacter Oxydans B-2斜面种子(由天津轻工业学院食工系提供)，接入以米曲汁作为种子培养基中，放于28℃恒温箱中培养之后，转接至发酵培养基中培养，选择适当的接种量，发酵培养基的pH值为5.5，发酵培养基的成分是葡萄糖和蔗糖(1∶1)联合为碳源，浓度为20g/L；酵母膏为氮源，浓度为10g/L；添加生物素20mg/L，添加茶的抽提物1g/L。选择适当的时间、温度，采用静态分批发酵培养方法培养，将固、液分离，提取生成的固体即为细菌纤维素。将细菌纤维素用蒸馏水冲洗干净，于105℃烘箱内干燥至恒重。发酵液经杀菌后调配为发酵饮料。在种子培养基中培养时间、在发酵培养基中培养时间、温度、接种量的选择及产量参看表一“生产工艺中时间、温度、接种量选取及产量情况表”中的数据。
实施例4：
发酵培养基中的葡萄糖、酵母膏、生物素、茶的抽提物的浓度及发酵培养基的pH值的选择参看表二“生产工艺中pH值及葡萄糖、酵母膏、生物素、茶的抽提物的浓度”，其他条件与实施例3相同。
实施例5：
以葡萄糖为碳源，酵母膏为氮源，其他条件同实施例1。
实施例6：
以葡萄糖为碳源，酵母膏为氮源，其他条件同实施例3。
实施例7：
以葡萄糖为碳源，酵母膏和蛋白胨(1∶1)联合为氮源，其他条件同实施例1。
实施例8：
以葡萄糖为碳源，酵母膏和蛋白胨(1∶1)联合为氮源，其他条件同实施例3。
生产工艺中时间、温度、接种量选取及产量情况表 表一
生产工艺中pH值及葡萄糖、酵母膏、生物素、茶的抽提物的浓度 表二
| 种子培养基培养时间(小时) | 发酵培养基 | 接种量％ | 最高产量g/L | |
| 培养时间(小时) | 培养温度(℃) | |||
| 12 | 168 | 32 | 5 | 5.6 |
| 30 | 120 | 30 | 10 | 3.8 |
| 48 | 72 | 28 | 20 | 2.0 |
| pH值 | 葡萄糖g/100mL | 酵母膏g/100mL | 生物素mg/100mL | 茶的抽提物g/10mL |
| 4 | 1 | 0.5 | 2 | 0.1 |
| 5.5 | 4 | 1 | 2 | 0.1 |
| 7 | 20 | 10 | 1 | 0.1 |
Claims (2)
1.葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的方法，其特征在于，菌种采用葡萄糖氧化杆菌Gluconobacter Oxydans B-2，具体方法是，将一环活化好的葡萄糖氧化杆菌B-2斜面种子，接入以米曲汁作为种子培养基中培养12-48小时之后，转接至发酵培养基中，接种量为5-20％，培养温度28-32℃，利用静态分批发酵培养方法培养72-168小时后，将固、液分离，提取的固体即为生成的细菌纤维素，经蒸馏水冲洗干净，干燥至恒重，发酵液经予处理后，循环使用或调配成发酵饮料；其中发酵培养基的成份是：从葡萄糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麦芽糖、果糖中任选1-2种为碳源，浓度为1-20g/100mL，从酵母膏、蛋白胨、玉米浆、茶、茶的抽提物中任选1-2种为氮源，浓度为1-10g/100mL，添加生物素和茶的抽提物，浓度均为0.0001-1g/L，控制发酵培养基的PH值在4-7。
2.按照权利要求1所述的葡萄糖氧化杆菌发酵生产细菌纤维素的方法，其特征在于，发酵液经予处理后，循环使用，是将固液分离，取出生成的细菌纤维素后，发酵液中再加入碳源、氮源、生物素和茶的抽提物，使发酵液的浓度达到初始浓度，可进行再发酵；这样发酵液可循环使用多次。
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