JP5616479B1 - Method for producing biocellulose membrane - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、バイオセルロース膜の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のバイオセルロース膜の製造方法は、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を発酵培養することにより生成されるバクテリアセルロースを準備する工程と、水が含有されると共に、温度が１００℃から１４０℃、且つ圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2から１．５ｋｇ／ｃｍ2であるように保持されている密閉空間に前記バクテリアセルロースを２５分間から７５分間放置させることにより、膨潤したバクテリアセルロースを得る工程と、前記膨潤したバクテリアセルロースを、中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄して、バイオセルロース膜を得る工程とを備える。本発明の製造方法によれば、製造工程の時間が短縮されるのみならず、前記バクテリアセルロースが膨潤したことでバクテリアセルロースの面積が増加するため、製造コストの低減が図られる。【選択図】図１The present invention provides a method for producing a biocellulose membrane. The method for producing a biocellulose membrane of the present invention comprises a step of preparing bacterial cellulose produced by fermentation culture of microorganisms capable of producing bacterial cellulose, water is contained, and the temperature is 100 ° C. A step of obtaining swollen bacterial cellulose by allowing the bacterial cellulose to stand for 25 to 75 minutes in a sealed space held at a temperature of 140 to 140 ° C. and a pressure of 1.2 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2 And washing the swollen bacterial cellulose with an acidic solution followed by water until neutrality to obtain a biocellulose membrane. According to the manufacturing method of the present invention, not only the time of the manufacturing process is shortened, but also the area of bacterial cellulose increases due to swelling of the bacterial cellulose, so that the manufacturing cost can be reduced. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、バイオセルロース膜の製造方法に関しており、特に、大量の塩基性及び／又は酸性の溶液で洗浄することなく、製造工程が短縮されたバイオセルロース膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a biocellulose membrane, and more particularly, to a method for producing a biocellulose membrane in which the production process is shortened without washing with a large amount of basic and / or acidic solution.
バクテリアセルロース(bacterial cellulose, BC)は、バクテリアセルロースを生成可能な微生物の生合成により生成される。バクテリアセルロースを生成可能な微生物の発酵により得られたバクテリアセルロース原料を適切に処理することで、微細孔を有すると共に、高い親水性、高い機械強度及び極めて高い生体適合性(biocompatibility)といった特性を有するバイオセルロース膜が得られる。バイオセルロース膜は、例えば、工業分野における濾過膜、食品工業分野における食品繊維及び医療分野における人工皮膚や人工血管として、広範な分野にわたって適用されている。 Bacterial cellulose (BC) is produced by biosynthesis of microorganisms capable of producing bacterial cellulose. By appropriately treating bacterial cellulose raw material obtained by fermentation of microorganisms capable of producing bacterial cellulose, it has micropores and characteristics such as high hydrophilicity, high mechanical strength and extremely high biocompatibility. A biocellulose membrane is obtained. Biocellulose membranes are applied over a wide range of fields, for example, as filtration membranes in the industrial field, food fibers in the food industry field, and artificial skin and blood vessels in the medical field.
従来技術におけるバイオセルロース膜の製造方法では、特許文献１に記載されたように、バクテリアセルロース(bacterial cellulose, BC)を生成可能な微生物を適切な条件で発酵培養したことにより、バクテリアセルロースを含むバクテリアセルロース原料が得られる。当該バクテリアセルロース原料は、塩基性溶液で洗浄した後、酸性溶液で中和すると共に洗浄することにより、バクテリアセルロースのｐＨ値を中性に調整して、バイオセルロース膜を形成する。上述したバイオセルロース膜の製造方法では、大量の塩基性及び／又は酸性の溶液を用いてバクテリアセルロースをそれぞれ処理することが必要であって、二次廃棄物を生成しやすく、環境に不要な影響を及ぼすと共に、バクテリアセルロースを中性になるまで洗浄するには、相当の時間がかかる。 In the conventional method for producing a biocellulose membrane, as described in Patent Document 1, a bacterium containing bacterial cellulose is obtained by fermenting and culturing a microorganism capable of producing bacterial cellulose (BC) under appropriate conditions. A cellulose raw material is obtained. The bacterial cellulose raw material is washed with a basic solution, then neutralized with an acidic solution and washed to adjust the pH value of the bacterial cellulose to neutral, thereby forming a biocellulose film. In the above-described method for producing a biocellulose membrane, it is necessary to treat bacterial cellulose using a large amount of basic and / or acidic solutions, respectively. In addition, it takes considerable time to wash the bacterial cellulose until it is neutral.
また、特許文献２に記載されたように、得られたバクテリアセルロースを含んだ発酵培養の混合物は２％〜８％の塩基性溶液でバクテリア菌体を除去し、その後、菌体が発酵培養の過程でバクテリアセルロースを黄褐色にしてしまうので、バイオセルロース膜を得るためには、漂白剤として０．２５％の過酸化水素(hydrogen peroxide)を用いてバクテリアセルロースを漂白する必要がある。ここで、塩基性溶液中の過酸化水素は酸素のフリーラジカルを放出しやすく、漂白効果を向上させることができるが、酸化されたバクテリアセルロースの引張強度を低下させることがあるので、生成されたバイオセルロース膜の脆弱化を招いてしまう。 Moreover, as described in Patent Document 2, the obtained bacterial culture mixture containing bacterial cellulose removes bacterial cells with a basic solution of 2% to 8%, and then the cells are subjected to fermentation culture. In the process, the bacterial cellulose turns yellowish brown, and in order to obtain a biocellulose film, it is necessary to bleach the bacterial cellulose using 0.25% hydrogen peroxide as a bleaching agent. Here, hydrogen peroxide in the basic solution is easy to release oxygen free radicals and can improve the bleaching effect, but it may reduce the tensile strength of oxidized bacterial cellulose, so it was generated It will lead to weakening of the biocellulose membrane.
従来技術におけるバイオセルロース膜の製造方法の問題点に鑑みて、本発明の目的は、前述したようにバクテリアセルロースを大量の塩基性及び／又は酸性溶液でそれぞれ処理することなく、簡易な工程でバクテリアセルロースを酸性溶液で処理することで、短縮された時間内にバイオセルロース膜を得るというバイオセルロース膜の製造方法を提供することにある。 In view of the problems of the conventional method for producing a biocellulose membrane, the object of the present invention is, as described above, to treat bacterial cellulose in a simple process without treating bacterial cellulose with a large amount of basic and / or acidic solution. An object of the present invention is to provide a method for producing a biocellulose membrane in which a biocellulose membrane is obtained within a reduced time by treating cellulose with an acidic solution.
上述した目的を達成するために、本発明は、バイオセルロース膜の製造方法を提供する。当該製造方法は、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を発酵培養することにより生成される薄膜状のバクテリアセルロースを準備する工程と、水が含有されると共に、温度が１００℃から１４０℃、且つ圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2から１．５ｋｇ／ｃｍ2であるように保持されている密閉空間に前記バクテリアセルロースを２５分間から７５分間放置させることにより、膨潤したバクテリアセルロースを得る工程と、前記膨潤したバクテリアセルロースを、中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄して、バイオセルロース膜を得る工程とを備える。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a method for producing a biocellulose membrane. The production method comprises a step of preparing a thin-film form of bacterial cellulose produced by fermentation culture of microorganisms capable of producing bacterial cellulose, water is contained, the temperature is from 100 ° C to 140 ° C, and the pressure is A step of obtaining swollen bacterial cellulose by allowing the bacterial cellulose to stand in a sealed space held at 1.2 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2 for 25 to 75 minutes; and the swollen Until the bacterial cellulose is neutralized, washing with an acidic solution followed by water to obtain a biocellulose membrane.
より好ましくは、前記バクテリアセルロースを準備する工程は、０．２ｍｍから５ｍｍの厚みを有するバクテリアセルロースを準備することを含む。 More preferably, the step of preparing the bacterial cellulose includes preparing bacterial cellulose having a thickness of 0.2 mm to 5 mm.
より好ましくは、前記バクテリアセルロースを生成可能な微生物は、アセトバクター属（Acetobacter）、リゾビウム属（Rhizobium）、サルシナ属（Sarcina）、シュードモナス属（Pseudomounas）、アクロモバクター属（Achromobacter）、アルカリゲネス属(Alcaligenes）、アエロバクター属（Aerobacter）、アゾトバクター属（Azotobacter）及び アグロバクテリウム属(Agrobacterium)の菌種からなる群から選ばれる少なくとも１つである。 More preferably, the microorganism capable of producing the bacterial cellulose is Acetobacter, Rhizobium, Sarcina, Pseudomounas, Achromobacter, Alkagenes, Alcaligenes), Aerobacter, Azotobacter, and Agrobacterium. At least one selected from the group consisting of Agrobacterium species.
本発明において、バクテリアセルロースは、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を培地に入れて発酵培養させることによって得られる。より好ましくは、バクテリアセルロースを生成可能なアセトバクター属菌（Acetobacter sp.）をｐＨ０．５から６のゲル状培地に入れると共に、当該アセトバクター属菌を含んだ培地を積み重ね可能な容器に充填して密閉させる。バクテリアセルロースを生成可能なアセトバクター属菌が発酵を終えると、ゲル状培地の表面において、水に溶解しない薄膜状のバクテリアセルロースが形成される。当該網状組織体は、主にβ−１，４グルカンから構成されている。 In the present invention, bacterial cellulose is obtained by placing a microorganism capable of producing bacterial cellulose in a medium and subjecting it to fermentation culture. More preferably, Acetobacter sp. Capable of producing bacterial cellulose is placed in a gel-like medium having a pH of 0.5 to 6, and a medium containing the Acetobacter spp. Is filled into a stackable container. And seal. When the Acetobacter spp. That can produce bacterial cellulose finish fermentation, thin-film bacterial cellulose that does not dissolve in water is formed on the surface of the gel-like medium. The network is mainly composed of β-1,4 glucan.
本発明において、「バクテリアセルロースを準備する」工程は、当該バクテリアセルロースを発酵培養した時の培地を除去するために、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を発酵培養することで生成されるバクテリアセルロースを遠心分離(centrifugation)及び／又は脱水(dehydration)することを更に含む。 In the present invention, the step of “preparing bacterial cellulose” comprises centrifuging bacterial cellulose produced by fermenting and culturing microorganisms capable of producing bacterial cellulose in order to remove the medium when the bacterial cellulose is subjected to fermentation culture. It further comprises centrifugation and / or dehydration.
より好ましくは、前記膨潤したバクテリアセルロースは、バクテリアセルロースが初期の薄膜状態のバクテリアセルロースの２倍から４倍に膨潤したものである。これによって、バクテリアセルロースの内部面積が増加する。 More preferably, the swollen bacterial cellulose is one in which the bacterial cellulose is swollen two to four times as much as the initial thin film bacterial cellulose. This increases the internal area of the bacterial cellulose.
更に好ましくは、前記バイオセルロース膜の製造方法は、水が含有されると共に、温度が１２１℃に、且つ圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2から１．５ｋｇ／ｃｍ2であるように保持されている密閉容器に、前記バクテリアセルロースを３０分間放置させることを更に含む。 More preferably, in the method for producing the biocellulose membrane, water is contained, the temperature is maintained at 121 ° C., and the pressure is maintained at 1.2 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2 . The method further includes allowing the bacterial cellulose to stand in a sealed container for 30 minutes.
より好ましくは、前記膨潤したバクテリアセルロースを中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄する工程は、酸性溶液が含有されると共に、温度が１００℃から１４０℃であるように保持されている容器に、膨潤したバクテリアセルロースを入れ、前記膨潤したバクテリアセルロースを、酸性溶液で２５分間から９０分間洗浄した後、水で３０分間洗浄することを含む。 More preferably, the step of washing the swollen bacterial cellulose in order until the swollen bacterial cellulose is neutral is carried out in such a manner that the acidic solution is contained and the temperature is maintained at 100 ° C. to 140 ° C. A swollen bacterial cellulose is placed in a container, and the swollen bacterial cellulose is washed with an acidic solution for 25 minutes to 90 minutes and then with water for 30 minutes.
更に好ましくは、前記膨潤したバクテリアセルロースを中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄する工程は、酸性溶液が含有されると共に、温度が１２１℃であるように保持される容器に前記膨潤したバクテリアセルロースを入れ、前記膨潤したバクテリアセルロースを、酸性溶液で３０分間洗浄した後、水で３０分間洗浄することを含む。 More preferably, the step of washing the swollen bacterial cellulose in order until neutralizing the swollen bacterial cellulose is carried out in a container that contains the acidic solution and is held at a temperature of 121 ° C. The method includes putting swollen bacterial cellulose and washing the swollen bacterial cellulose with an acidic solution for 30 minutes and then with water for 30 minutes.
より好ましくは、前記酸性溶液は、濃度が重量比０．０８ｗｔ％から０．３ｗｔ％の硫酸溶液、塩酸溶液、酢酸溶液、クエン酸溶液及び硝酸溶液を含むが、これらに限定されない。 More preferably, the acidic solution includes, but is not limited to, a sulfuric acid solution, a hydrochloric acid solution, an acetic acid solution, a citric acid solution, and a nitric acid solution having a concentration of 0.08 wt% to 0.3 wt%.
より好ましくは、前記酸性溶液は、塩素系漂白剤を更に含み、前記塩素系漂白剤は、二酸化塩素(chlorine dioxide)、次亜塩素酸ナトリウム(sodium hypochlorite)及び次亜塩素酸カルシウム(calcium hypochlorite)を含むが、これらに限定されず、且つ前記塩素系漂白剤の濃度は、０．１ｗｔ％から０．３ｗｔ％である。当該塩素系漂白剤により放出した塩素ラジカル(chlorine radical)は、バクテリアセルロース膜を漂白することができるが、バクテリアセルロース膜の引張強度に影響しない。 More preferably, the acidic solution further includes a chlorine bleach, and the chlorine bleach is chlorine dioxide, sodium hypochlorite, and calcium hypochlorite. The concentration of the chlorine bleach is from 0.1 wt% to 0.3 wt%. Chlorine radicals released by the chlorine bleach can bleach the bacterial cellulose film, but do not affect the tensile strength of the bacterial cellulose film.
本発明において、「保水度」とは、バイオセルロース膜の乾重量と湿重量との比であり、「乾重量」とは、バイオセルロース膜を５０℃で熱乾燥させ、水分が完全になくなった場合に秤量した重さである。 In the present invention, the “water retention” is the ratio between the dry weight and the wet weight of the biocellulose membrane, and the “dry weight” is obtained by thermally drying the biocellulose membrane at 50 ° C. to completely eliminate moisture. It is the weight weighed.
本発明について、下記の実施形態及び実施例を参照してより詳細な説明をする。下記の実施形態及び実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。当該分野の技術を熟知する者が本発明の主旨及び範囲を逸脱しないで行う同様な効果を有する修飾及び変更はいずれも、本発明の範囲に含まれる。 The present invention will be described in more detail with reference to the following embodiments and examples. The following embodiments and examples are not intended to limit the scope of the present invention. Any modifications and changes having similar effects that are made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
図１は、本発明のバイオセルロース膜の製造方法を示すフロー図である。図１を参照して、本発明の一実施形態を説明する。 FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a biocellulose membrane of the present invention. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ステップＳ１において、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を発酵培養することにより生成される薄膜状のバクテリアセルロースを準備する。 In step S1, a thin-film bacterial cellulose produced by fermenting and culturing a microorganism capable of producing bacterial cellulose is prepared.
ステップＳ２において、水が含有されると共に、温度が１００℃から１４０℃、且つ圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2から１．５ｋｇ／ｃｍ2であるように保持されている密閉空間に前記バクテリアセルロースを２５分間から７５分間放置させることにより、膨潤したバクテリアセルロースを得る。 In step S2, the bacterial cellulose is contained in a sealed space that contains water, is maintained at a temperature of 100 ° C. to 140 ° C., and a pressure of 1.2 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2. By allowing to stand for 25 to 75 minutes, swollen bacterial cellulose is obtained.
ステップＳ３において、前記膨潤したバクテリアセルロースを、中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄して、バイオセルロース膜を得る。 In step S3, the swollen bacterial cellulose is washed in order with an acidic solution and water until neutralized to obtain a biocellulose membrane.
なお、前記バクテリアセルロースを準備する工程（ステップＳ１）は、バクテリアセルロースを生成可能な微生物を発酵培養することにより生成されるバクテリアセルロースを遠心分離及び／又は脱水することを含んでよい。 The step of preparing the bacterial cellulose (step S1) may include centrifuging and / or dehydrating the bacterial cellulose produced by fermenting and culturing a microorganism capable of producing bacterial cellulose.
なお、前記バクテリアセルロースを生成可能な微生物は、アセトバクター属（Acetobacter）、リゾビウム属（Rhizobium）、サルシナ属（Sarcina）、シュードモナス属（Pseudomounas）、アクロモバクター属（Achromobacter）、アルカリゲネス属(Alcaligenes）、アエロバクター属（Aerobacter）、アゾトバクター属（Azotobacter）及び アグロバクテリウム属(Agrobacterium)の菌種からなる群から選ばれる少なくとも１つであってよい。 The microorganisms capable of producing bacterial cellulose are Acetobacter, Rhizobium, Sarcina, Pseudomounas, Achromobacter, Alcaligenes, and Alcaligenes. , May be at least one selected from the group consisting of Aerobacter, Azotobacter, and Agrobacterium.
なお、前記膨潤したバクテリアセルロースは、初期の薄膜状のバクテリアセルロースの２倍から４倍に膨潤したものであってよい。 The swollen bacterial cellulose may be swollen 2 to 4 times the initial thin film bacterial cellulose.
なお、前記膨潤したバクテリアセルロースを酸性溶液、水の順で洗浄する工程（ステップＳ３）は、酸性溶液が含有されると共に、温度が１２１℃であるように保持されている容器に、前記膨潤したバクテリアセルロースを入れ、前記膨潤したバクテリアセルロースを、酸性溶液で３０分間洗浄した後、水で３０分間洗浄することを含んでよい。 The step of washing the swollen bacterial cellulose in the order of an acidic solution and water (step S3) is carried out in a container that contains the acidic solution and is held at a temperature of 121 ° C. Putting bacterial cellulose and washing the swollen bacterial cellulose with an acidic solution for 30 minutes, followed by washing with water for 30 minutes may be included.
なお、前記酸性溶液は、濃度が重量比０．０８ｗｔ％から０．３ｗｔ％の硫酸溶液、塩酸溶液、酢酸溶液、クエン酸溶液又は硝酸溶液であってよい。 The acidic solution may be a sulfuric acid solution, a hydrochloric acid solution, an acetic acid solution, a citric acid solution, or a nitric acid solution having a concentration of 0.08 wt% to 0.3 wt%.
なお、前記酸性溶液は、塩素系漂白剤を更に含み、前記塩素系漂白剤は、二酸化塩素(chlorine dioxide)、次亜塩素酸ナトリウム(sodium hypochlorite)又は次亜塩素酸カルシウム(calcium hypochlorite)であり、且つ前記塩素系漂白剤の濃度は、０．１ｗｔ％から０．３ｗｔ％であってよい。 The acidic solution further contains a chlorine bleach, and the chlorine bleach is chlorine dioxide, sodium hypochlorite, or calcium hypochlorite. The concentration of the chlorine bleach may be 0.1 wt% to 0.3 wt%.
本発明のバイオセルロース膜の製造方法のメリットは下記の通りである。 The merit of the method for producing a biocellulose membrane of the present invention is as follows.
１．本発明に係る方法によれば、大量の塩基性溶液及び／又は酸性溶液でそれぞれ処理することなく、３時間未満で漂白効果のあったバイオセルロース膜が得られる。このため、当該方法は、従来技術における３日間の洗浄時間を短縮できるのみならず、大量の塩基性溶液及び／又は酸性溶液での洗浄による環境汚染を回避することができる。 1. According to the method of the present invention, a biocellulose membrane having a bleaching effect can be obtained in less than 3 hours without treatment with a large amount of a basic solution and / or an acidic solution. For this reason, the method can not only shorten the cleaning time of 3 days in the prior art but also avoid environmental pollution due to cleaning with a large amount of basic solution and / or acidic solution.
２．前記温度、圧力及び時間の条件で保持された密閉容器にバクテリアセルロースを入れることにより、バクテリアセルロースにおけるセルロース間の隙間が膨張し湿潤すると共に、バクテリアセルロースの内部面積が増加する。これによって、後続工程の酸性溶液で洗浄する時間を短縮することができる。また、バクテリアセルロースが膨潤して体積が増大した後、バクテリアセルロースを横方向に複数枚にスライスすることができるため、生産コストが低減される。 2. By putting bacterial cellulose in a closed container kept under the above conditions of temperature, pressure and time, the gap between the cellulose in the bacterial cellulose expands and wets, and the internal area of the bacterial cellulose increases. As a result, the time for washing with the acidic solution in the subsequent step can be shortened. In addition, after the bacterial cellulose swells and increases in volume, the bacterial cellulose can be sliced into a plurality of pieces in the lateral direction, thereby reducing the production cost.
３．バクテリアセルロースが膨潤した後、前記温度、圧力及び時間の条件では、微生物を直接破壊することができる。これによって、完全な滅菌効果を達成できるのみならず、本発明により生成されたバイオセルロース膜は、生体適合材料として用いられる場合、毒性が低減されているため、バイオセルロース膜の安全性が向上する。 3. After bacterial cellulose swells, microorganisms can be directly destroyed under the conditions of temperature, pressure and time. As a result, not only can a complete sterilization effect be achieved, but the biocellulose membrane produced according to the present invention has reduced toxicity when used as a biocompatible material, thereby improving the safety of the biocellulose membrane. .
４．バクテリアセルロースを、酸性溶液及び水で中性にさせるまで洗浄した後、得られたバイオセルロース膜のｐＨ値は６．８から７．２である。本発明により生成されたバイオセルロース膜は、生体適合材料として用いられる場合、皮膚の拒否反応性を低減することができる。 4). After washing bacterial cellulose until neutral with acidic solution and water, the resulting biocellulose membrane has a pH value of 6.8 to 7.2. When used as a biocompatible material, the biocellulose membrane produced by the present invention can reduce skin rejection.
［バクテリアセルロースの調製］
アセトバクター属菌（Acetobacter sp.）を、ｐＨ０．５から６のゲル状培地に入れた。当該ゲル状培地は、ゼラチン、アラビアガム、寒天及び納豆菌ガム等のゲル状培地からなる群から選ばれる少なくとも１つである。また、前記アセトバクター菌を含んだ培地を積み重ね可能な容器に充填して、前記容器を密閉させた。バクテリアセルロースを生成可能なアセトバクター菌が発酵を終えると、ゲル状培地の表面において水に溶解しない薄膜状のバクテリアセルロースが形成された。当該バクテリアセルロースは、主にβ−１，４グルカンから構成されている。また、当該薄膜状のバクテリアセルロースの厚みは、０．２ｍｍ〜５ｍｍであった。
［膨潤条件の測定］
表１に示すように、上記工程により得られたバクテリアセルロースを、水が含有され、且つ温度が１００℃〜１４０℃、圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2〜１．５ｋｇ／ｃｍ2の密閉容器に入れた。２５分間から７５分間の経過時間で、サンプル１からサンプル５の膨潤したバクテリアセルロースがそれぞれ得られた。ここで、サンプル３のバクテリアセルロースを１２１℃で、３０分間保持した後、比較的優れた保水度が得られた。当該保水度は、乾重量の１５０倍から２００倍であった。表１は、膨潤条件の測定を示す。
[Preparation of bacterial cellulose]
Acetobacter sp. Was placed in a gel medium having a pH of 0.5-6. The gel-like medium is at least one selected from the group consisting of gelatinous media such as gelatin, gum arabic, agar and natto fungus gum. Moreover, the culture medium containing the said Acetobacter microbe was filled in the container which can be stacked, and the said container was sealed. When Acetobacter bacteria capable of producing bacterial cellulose finished fermentation, thin-film bacterial cellulose that did not dissolve in water was formed on the surface of the gel medium. The bacterial cellulose is mainly composed of β-1,4 glucan. Moreover, the thickness of the thin-film bacterial cellulose was 0.2 mm to 5 mm.
[Measurement of swelling conditions]
As shown in Table 1, the bacterial cellulose obtained in the above step, water is contained, and the temperature is 100 ° C. to 140 ° C., the pressure in the sealed container of 1.2kg / cm 2 ~1.5kg / cm 2 I put it in. In the elapsed time from 25 minutes to 75 minutes, the swollen bacterial cellulose of Sample 1 to Sample 5 was obtained. Here, after the bacterial cellulose of Sample 3 was held at 121 ° C. for 30 minutes, a relatively good water retention was obtained. The water retention was 150 to 200 times the dry weight. Table 1 shows the measurement of swelling conditions.
［漂白条件の測定］
下記の表２に示すように、上記工程で得られた各膨潤したバクテリアセルロースを、０．２７ｗｔ％クエン酸と０．２０ｗｔ％二酸化塩素とを有した溶液を含んだ、温度が１００℃から１４０℃の容器に入れて、それぞれ、クエン酸溶液で２５分間から９０分間洗浄して、さらに水で３０分間洗浄したことで、バイオセルロース膜が得られた。Ｋｅｎｔ−Ｊｏｎｅｓ ＆ Ｍａｒｔｉｎ色相評価機器（Ｋｅｎｔ−Ｊｏｎｅｓ ａｎｄ Ｍａｒｔｉｎ ｃｏｌｏｒ ｇｒａｄｅｒ）を用いて、各サンプルについて５３０ｎｍの波長で漂白度を測定した。ここで、サンプル３のバイオセルロース膜の漂白度は、−２〜−３であり、通常の漂白效果に相当する。また、当該バイオセルロース膜のｐＨ値は６．８〜７．２であった。表２は、漂白条件の測定を示す。
[Measurement of bleaching conditions]
As shown in Table 2 below, each swollen bacterial cellulose obtained in the above step contains a solution having 0.27 wt% citric acid and 0.20 wt% chlorine dioxide, and the temperature is from 100 ° C. to 140 ° C. Each biocellulose membrane was obtained by placing in a container at 0 ° C., washing with a citric acid solution for 25 to 90 minutes, and further washing with water for 30 minutes. The degree of bleaching was measured at a wavelength of 530 nm for each sample using a Kent-Jones & Martin hue evaluation instrument (Kent-Jones and Martin color grader). Here, the degree of bleaching of the biocellulose membrane of Sample 3 is −2 to −3, which corresponds to a normal bleaching effect. Moreover, the pH value of the biocellulose membrane was 6.8 to 7.2. Table 2 shows the measurement of bleaching conditions.
［対照群と実験群との測定］
従来技術の製造工程により得られたバクテリアセルロースを水で洗浄した後、酸性溶液で２４時間洗浄し、更に塩基性溶液で２４時間洗浄した。得られたバイオセルロース膜を対照群とし、上記複数の工程で得られたサンプル３のバイオセルロース膜を実験群とした。表３により、本発明の方法で得られたバイオセルロース膜は、保水度及び引張力のいずれにおいても、対照群より高い結果が示されたほか、本発明の方法によれば、製造工程の時間が短縮可能であることがわかった。表３は、対照群と実験群との特徴の比較を示す。
[Measurement between control group and experimental group]
Bacterial cellulose obtained by the conventional manufacturing process was washed with water, then washed with an acidic solution for 24 hours, and further washed with a basic solution for 24 hours. The obtained biocellulose membrane was used as a control group, and the biocellulose membrane of Sample 3 obtained in the above-described plurality of steps was used as an experimental group. Table 3 shows that the biocellulose membrane obtained by the method of the present invention showed higher results than the control group in both water retention and tensile strength, and according to the method of the present invention, It was found that can be shortened. Table 3 shows a comparison of characteristics between the control group and the experimental group.
本発明において、「引張力」とは、バイオセルロース膜を２キログラム（ｋｇ）の力で引っ張り、バイオセルロース膜を引っ張った後の長さと引っ張る前の長さとの比を測定したものである。 In the present invention, the “tensile force” is obtained by measuring the ratio of the length after pulling the biocellulose membrane to the length before pulling the biocellulose membrane with a force of 2 kilograms (kg).
本発明において、「漂白度」とは、全自動白色度計（型番：ＷＳＤ−３）で、対照群と実験群とのバイオセルロース膜を酸性溶液及び水で洗浄する前に測定した白色度と、洗浄した後に測定した白色度との百分比（％）である。 In the present invention, the “bleaching degree” is a whiteness measured by a fully automatic whiteness meter (model number: WSD-3) measured before the biocellulose membranes of the control group and the experimental group are washed with an acidic solution and water. The percentage of whiteness measured after washing.
本発明は、濾過膜、食物繊維、人工皮膚及び人工血管などに適用することができる。 The present invention can be applied to filtration membranes, dietary fibers, artificial skin, artificial blood vessels, and the like.
Claims (10)
水が含有されると共に、温度が１００℃から１４０℃、且つ圧力が１．２ｋｇ／ｃｍ2から１．５ｋｇ／ｃｍ2であるように保持されている密閉空間に、前記バクテリアセルロースを２５分間から７５分間放置させることにより、膨潤したバクテリアセルロースを得る工程と、
前記膨潤したバクテリアセルロースを、中性にさせるまで、酸性溶液、水の順で洗浄し、バイオセルロース膜を得る工程と
を備える、バイオセルロース膜の製造方法。 Preparing a thin-film form of bacterial cellulose produced by fermentation of microorganisms capable of producing bacterial cellulose;
The bacterial cellulose is contained in a sealed space containing water, held at a temperature of 100 ° C. to 140 ° C. and a pressure of 1.2 kg / cm 2 to 1.5 kg / cm 2 for 25 minutes. Obtaining a swollen bacterial cellulose by allowing it to stand for 75 minutes;
A step of washing the swollen bacterial cellulose with an acidic solution and water in order until it is neutralized to obtain a biocellulose membrane.
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