[发明专利]杨桃在生物纤维素发酵培养基中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物纤维素的生产方法。

背景技术

生物纤维素（biocellulose，又称细菌纤维素，简称BC）通常是指在不同条件下，由醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球菌属（Sarcina）等中的某种微生物合成的纤维素的统称。与天然纤维素相比，其具有高纯度、高结晶度、高聚合度、高持水性和高复水性等优良性质。已广泛应用于各个领域。生物纤维素的生产，通常是将醋酸菌属等微生物接种于富含氮源和碳源等营养成分的培养基中，于20-30℃下静态发酵5-10天，即可在液态培养基的表面获得半透明状的生物纤维素薄膜。

目前发酵生产生物纤维素常常采用椰子水作为培养基的主要成分，其虽然成本低廉、易于应用，但是其来源较为局限，供应量相对较小，随着生物纤维素膜产品的应用领域不断扩大，需求量也越来越大，日益扩大的生产规模需要更多的适宜生产的原料物质；而且，在某些领域需要提供机械强度更大的生物纤维素产品，而采用椰子水作为发酵培养基得到的产品已经不能满足其需求。

发明内容

本发明的目的是提供更多的生物纤维素发酵底物的来源，主要是利用热带区域最为常见的种植和产量规模都很大的热带水果作为发酵底物的来源。既扩充了热带水果应用的范围，增加了其收益率；又可以大批量地供应生物纤维素发酵所需。

本发明主要是提供杨桃在生物纤维素发酵培养基中的用途，所述发酵培养基中含重量百分比50~90%的杨桃果汁，所述杨桃果汁含糖量在重量百分比的10%以上。

杨桃，学名五敛子，又名“羊桃”、“阳桃”，在闽南地区俗称“枫果”。其横切面呈五角星，故在国外又称“星梨”。杨桃属热带、南亚热带水果，是常绿小乔木或灌木，原产印度，现在马来西亚、印度尼西亚等国有种植，我国的海南省也有栽培。杨桃是一种水分很多的水果，鲜果可溶性固性物为9%。杨桃鲜果含糖量在各种鲜果中居前，内含蔗糖、果糖、葡萄糖等，还含有其他维生素及钙、钾、镁、微量脂肪和蛋白质等，是一种营养成分较全面的水果。其100克果汁中含糖10克，酸0.78克，蛋白质0.72克，脂肪0.75克，以及维生素A、C和微量的钙、铁、磷等，完全可以为生物纤维素发酵生产菌所利用，故而将其作为发酵碳源，是非常好的碳源来源。并且杨桃里所含的维生素和其他无机元素也可以供生物纤维素发酵生产菌生长所利用，可以更好地提高其发酵效率。为了便于使用，本发明将杨桃去皮后，压榨浓缩制成杨桃果汁，将其作为发酵培养基的主要成分，经调节pH值后，直接用于发酵生产生物纤维素；也可以再根据不同发酵菌种的生理特性，对其进行适当的调配，如加入适量的氮源或无机元素等，再用于发酵。

本发明的用于发酵培养基的杨桃果汁可以在原产地事先制备好，再运输至生物纤维素生产地；但这样对于运输要求较高；优选将杨桃果实运输至生物纤维素生产地后，再制备使用。

本发明的用于发酵培养基的杨桃果汁可以按要求浓缩至一定含糖量后直接使用，生产出的生物纤维素纯净透明，口感爽脆，带有淡淡的杨桃香气。

杨桃果汁中虽然含有较为丰富的无机元素和糖，但在生物纤维素发酵后期会存在发酵后力不足、生物纤维素产量较低的现象。经过研究发现，主要原因是发酵过程中发酵菌种所需的氮源不足。故而，本发明进一步提供适宜于生物纤维素发酵生产所需的氮源来源，其为植物性蛋白胨，所述植物性蛋白胨是植物蛋白中加入木瓜提取物水解所得；所述木瓜提取物为采集未成熟的番木瓜浆液，用单宁沉淀法去除杂质后过滤所得。所述植物蛋白优选大豆蛋白和/或谷蛋白。所述植物性蛋白胨是植物蛋白中加入木瓜提取物水解并干燥成粉状物后得到；其分子量为2000左右。

本发明采用植物蛋白经木瓜提取物水解后作为生物纤维素发酵菌种的氮源来源，其可以充分满足发酵菌种对氮源所需，提高发酵效率，提高发酵产物产量；还可以充分利用木瓜这一热带水果富含木瓜蛋白酶的特性；由于所述植物性蛋白胨的制备不但采用了植物性的蛋白来源，还采用了植物性的蛋白酶来源，使蛋白胨中蛋白质分解效率更高，各种氨基酸和小分子多肽含量更高，且种类和性质更利于发酵生产生物纤维素所用，更可以提高发酵效率和产物产量；且都为食物性来源，使得发酵生产得到的生物纤维素的食品安全性得到了保证。

在上述研究的基础上，本发明提供一种优异的生物纤维素发酵培养基，其含有重量百分比50~90%的杨桃果汁，所述杨桃果汁含糖量在重量百分比的10%以上；还含有植物蛋白经木瓜提取物水解得到的植物性蛋白胨，所述木瓜提取物为采集未成熟的番木瓜浆液，用单宁沉淀法去除杂质后过滤所得。