[发明专利]一种利用麦秆/玉米秆生产细菌纤维素的方法

说明书

技术领域

本发明属细菌纤维素的制备领域，特别是涉及一种利用麦秆/玉米秆生产细菌纤维素的 方法。

背景技术

细菌纤维素(Bacterial Cellulose，简称BC)又称为微生物纤维素(Microbial Cellulose)， 与自然界中其它高等植物纤维素相比，它具有许多独特的性质，包括高纯度、高结晶度、 高聚合度、高持水性，高抗张强度，强生物适应性等，可广泛应用于人工皮肤和血管、医 用敷料、粘合剂、音响设备振动膜、造纸、纺织、复合膜等领域，是一种有着广阔商业应 用前景的生物材料。但在细菌纤维素推广应用中，成本高、纤维素产量和产率低等问题成 为其工业化生产和推广应用的主要限制因素。

麦秆和玉米秆等农作物秸秆等是地球上一种数量巨大的可再生生物质资源。我国生物 质资源丰富，每年产生的生物质总量有50多亿吨(干重)，因此，农作物秸秆的资源化利 用是一项系统工程也是目前亟待开发的课题。麦秆和玉米秆的主要成分均是纤维素、半纤 维和木质素。其中纤维和半纤维主要由葡萄糖和木糖等单糖组成，是微生物可以利用的碳 源。寻找一种先进实用的技术将其中的纤维素和半纤维素转化为微生物易于利用的糖，并 通过微生物发酵生产高附加值的产品，对于解决环境污染和稻草资源的利用具有重大的现 实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用麦秆/玉米秆生产细菌纤维素的方法，该方 法制备的培养基碳源质量好，价格低，适合于工业生产。

本发明的一种利用麦秆生产细菌纤维素的方法，包括：

(1)麦秆的稀酸水解

麦秆先用植物粉碎机磨碎，再用稀硫酸或盐酸(0.3％～7％，w/v)在反应器中以1∶6- 1∶30的麦秆与稀酸液的固/液比浸泡过夜(12-24h)，然后在温度100℃～121℃条件下反应 30～80分钟，接着通过抽滤将麦秆残渣和酸水解液分开，收集水解液，4℃-8℃冰箱冷藏备 用；

(2)水解液的脱毒

由于水解液中含有一定的有毒物质，在以水解液作为培养基碳源时醋酸杆菌 (Acetobacter aceti)或葡萄糖氧化杆菌(Gluconobacter Oxydans)不能生长和合成细菌纤 维素，所以水解液必需脱毒；

用NaOH、Ca(OH)₂(或石灰)和氨水(NH₄OH)等碱对水解液进行脱毒，改变脱毒 条件譬如pH值、时间，以及分别结合活性炭或结合10％漆酶(酶活为2.75U/mL)对水解 液进行脱毒以提高脱毒效果；

方法1：NaOH将水解液pH值调到4.5-5.5，过滤沉淀，并微调到pH4.5-5.5；

方法2：NaOH将水解液pH值调到4.5-5.5，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭 并重新微调pH值到4.5-5.5；

方法3：NaOH将水解液pH值调到9.5-11，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭 并重新调节pH值到4.5-5.5；

方法4：NaOH将水解液pH值调到9.5-11，于25-60℃温水浴条件下反应过夜，过 滤并重新调pH值到4.5-5.5；

方法5：NaOH将水解液pH值调到9.5-11，于25-60℃温水浴条件下反应过夜，过 滤并重新调pH值到4.5-5.5，然后加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性炭并 重新微调pH值到4.5-5.5；

方法6：NaOH将水解液pH值调到4.5-5.5，加10％漆酶(酶活为2.75U/mL)于25 -60℃温水浴条件下反应12h-24h，过滤掉沉淀物并重新微调pH值到4.5- 5.5；

方法7：Ca(OH)₂将水解液pH值调到4.5-5.5，过滤沉淀，并微调到pH4.5-5.5；

方法8：Ca(OH)₂将水解液pH值调到4.5-5.5，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性 炭并重新微调pH值到4.5-5.5；

方法9：Ca(OH)₂将水解液pH值调到9.5-11，加入活性炭吸附，反应后过滤掉活性 炭并重新调节pH值到4.5-5.5；

方法10：Ca(OH)₂将水解液pH值调到9.5-11，于25-60℃温水浴条件下反应过夜， 过滤并重新调pH值到4.5-5.5；