[发明专利]利用植物蛋白及其水解物制备复水性细菌纤维素膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料的细菌纤维素膜，尤其是一种利用植物蛋白及其水解物制备复水性细菌纤维素膜的方法。

背景技术

近年来，细菌纤维素（Bacterial Cellulose，简称BC）以其独特的性能受到广泛关注，尤其是在化妆品和生物医学领域。木葡糖酸醋杆菌（Gluconacetobacter xylinus）从自身的细胞壁小孔中分泌微纤丝，这些微纤丝沿着细胞的一侧聚集形成纤维素丝带。在静止发酵时培养液表面形成的胶垫状物质即是这些纤维丝带相互交织形成的。细菌纤维素具有很高的吸水能力，可吸收超过自身重量100倍以上的水分，并且相比植物来源的纤维素更加强韧。细菌纤维素的高持水特性是其极为重要的特性之一，尤其是当其用于慢性疾病和烧伤的创伤敷料时，或者作为人造血管应用于医学领域时，都需要高含水率以维持湿润的环境。

静止培养产生的细菌纤维素呈胶垫状态，经碱去除菌体和残余的培养基后，形成透明的凝胶膜，此时细菌纤维素凝胶膜的含水率在99%左右。然而将细菌纤维素膜进行干燥处理时，由于其分子内部水分子的丢失，使得BC的结晶度显著增加，细菌纤维素膜变得坚硬致密。同时由于干燥后BC内部大量结晶区域的出现，阻碍了水分子渗透进入干燥的BC膜中，因此干燥后的细菌纤维素膜复水能力和持水能力显著降低，复水后细菌纤维素膜的含水率一般低于80%，相比干燥前的湿膜其复水率仅在1-2%，限制了其在医药和化妆品领域的应用。

植物蛋白是蛋白质的一种，是从植物里提取的，营养与动物蛋白相仿。主要的植物蛋白来源包括大豆蛋白、燕麦蛋白、小麦蛋白、大麦蛋白和玉米醇溶蛋白等。植物蛋白水解物是指植物蛋白通过化学法水解或生物酶解方法制备的小分子物质，包括肽类物质、游离氨基酸等。肽类物质是由蛋白质中20种天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环状结构的不同肽类的总称，具有较好的生理活性，易被人体所吸收。植物蛋白具有良好地功能特性，包括溶解性、乳化性、水合能力、凝胶性等。蛋白质的水合作用是通过蛋白质多肽链的极性部分与水分子间的相互作用来实现的。

经检索，还未发现利用植物蛋白及其水解物制备复水性细菌纤维素膜，以确保干燥后的细菌纤维素膜仍可恢复原有的凝胶状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用植物蛋白及其水解物制备复水性细菌纤维素膜的方法，以改进干燥后的细菌纤维素膜的复水能力和持水特性，并赋予改性后细菌纤维素膜一定的生理功能。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种利用植物蛋白及其水解物制备复水性细菌纤维素膜的方法，其特征在于：该方法的步骤为：

⑴.将已经去除菌体和残余培养基的细菌纤维素凝胶膜，浸泡于0.5%-10%植物蛋白液或植物蛋白水解液中10-300min，使蛋白分子、肽类分子或游离氨基酸扩散进入细菌纤维素纤维网络内部和链接于表面；

⑵.将上述处理后的细菌纤维素膜进行烘箱干燥或冷冻干燥，即得到复水性细菌纤维素膜。

而且，所述植物蛋白包括大豆蛋白、小麦蛋白、燕麦蛋白、大麦蛋白和玉米醇溶蛋白中的一种或两种或两种以上的组合。

而且，所述的植物蛋白水解液包括以化学法和生物酶解方法制备的植物蛋白水解产品一种或多种的复合溶液。

而且，所述的植物蛋白水解液包括水解得到的肽类物质、游离氨基酸。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明的复水性细菌纤维素膜，将其重新放入蒸馏水中使其充分溶胀，复水后纤维素膜的含水率达到80%-95%，与干燥之前的湿膜相比复水率达到20%-70%。

2、本发明针对发酵培养的细菌纤维素膜在烘干后复水性能降低的问题，利用植物蛋白及其水解物预先浸泡细菌纤维素膜，植物蛋白及其水解物能显著改善干燥BC的复水特性主要基于以下原因：一方面植物蛋白及其水解物粘附到微纤丝或纤维素条带上可抵制葡聚糖链相互之间的接近，以减少BC干燥后结晶度的增加，在干燥的BC膜中保留大的网络空间，形成多孔结构，有利于水分子的进入。另一方面在浸泡过程中大量的植物蛋白及其水解物和纤维素结合，提供了大量的极性基团，可以形成大量的氢键，有利于干燥BC的复水作用。本方法所述植物蛋白及其水解物可以是生物医学材料和化妆品材料中所含的，可以进入细菌纤维素网络结构中或吸附于细菌纤维素表面的各类植物蛋白物质。植物蛋白水解物主要为肽类物质，其分子量一般在10000道尔顿以下，因其分子量较小更容易进入细菌纤维素网络结构的内部，因此利用植物蛋白水解物制备的复水性细菌纤维素膜的复水性能更加优良。