[发明专利]一种利用甘蔗渣制备细菌纤维素的方法

说明书

技术领域

本发明属于细菌纤维素的制备领域，特别涉及一种利用甘蔗渣制备细菌纤维素的方法。

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），是一种有着广阔应用前景的生物材料，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。因此，该纤维素材料在人工皮肤和血管、医用敷料、粘合剂、音响设备振动膜、造纸、纺织、复合膜等领域具有巨大的应用前景。然而细菌纤维素培养基成本高，纤维素产量和产率低等问题却是其工业化生产和推广应用的瓶颈。

细菌纤维素的生产依靠微生物发酵，最初人们生产细菌纤维素的常规发酵原料是废弃的椰子水，但椰子水来源有限，无法满足生产需要。后来人们开发了各种培养基以培养微生物制备细菌纤维素。这些培养基组成中包含碳源、氮源和无机盐，碳源是培养基的主要组成部分，用量较大，氮源的用量相对较少。葡萄糖、甘露醇等是细菌纤维素制备中常用的碳源，均是商品化试剂，应用这些商品化碳源使得细菌纤维素的成本较高。因此开发来源广泛、价格低廉的碳源对降低细菌纤维素生产成本起重要作用。

甘蔗在我国南方是主要的能源作物，榨糖后剩余的大量甘蔗渣一直未得到有效利用。甘蔗渣富含纤维素和半纤维素等多聚糖，是一种可再生资源，如果能将其中的多糖转化为可溶性糖，以其为碳源制备细菌纤维素，不仅为细菌纤维素的生产提供新途径，而且可以提高甘蔗的经济利用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用甘蔗渣制备细菌纤维素的方法，该方法制备的培养基碳源质量好，价格低，适合于工业生产。

本发明的一种利用甘蔗渣制备细菌纤维素的方法，包括：

（1）将甘蔗渣风干粉碎，再用酸浸泡，甘蔗渣与酸的固液比为1:5～1:20，然后在100℃～240℃下反应50～90min，反应结束后抽滤，收集水解液；

（2）水解液的脱毒：

方法1：离子交换树脂在pH10、室温或者50℃条件下反应30-60min，离心或过滤除去树脂，调水解液pH至4～6；

方法2：或者离子交换树脂在pH5.5、室温或者50℃条件下反应30-60min，离心或过滤除去树脂，调水解液pH至4～6；

方法3：或者用碱调水解液pH值至4～6，加入活性炭反应5min～60min，离心或过滤除去沉淀；方法4：或者用碱调水解液pH值至4.5～5.0，离心或过滤除去沉淀，加入20%的酶活为5U/mL的过氧化物酶，并每隔1小时加入50mM双氧水于30℃水浴下反应12～24小时，然后加入过氧化氢酶除去双氧水，调水解液pH值至4～6；

方法5：或者用碱调水解液pH值至9～11，于20～60℃水浴下反应12～24小时，离心或过滤除去沉淀，调水解液pH值至4～6；

方法6：或者用碱调水解液pH值至9～11，于20～60℃水浴下反应12～24小时，调水解液pH值至4～6，然后加入活性炭反应5min～60min，离心或过滤除去沉淀；

（3）取上述经过脱毒的水解液作为培养基碳源，补加0.1～2%的氮源，121℃灭菌15～20min后作为培养基；以5%～10%的接种量接入醋酸杆菌（美国标准生物样品保藏中心ATCC提供：Acetobacter aceti subsp.xylinus（Gluconacetobacter xylinus）ATCC23770、Acetobacter aceti subsp.xylinus（Gluconacetobacter xylinus）ATCC53263、Gluconacetobacter xylinus ATCC53264、Gluconacetobacter xylinus ATCC53524、Gluconacetobacter xylinus ATCC53582、Gluconacetobacter xylinus ATCC53749、Gluconacetobacter xylinus ATCC53750、Gluconacetobacter xylinus ATCC700178、Gluconacetobacter hansenii ATCC10821、Gluconacetobacter hansenii ATCC23769）或葡萄糖氧化杆菌（Gluconobacter oxydans ATCC11894），在25～30℃、160～250rpm振荡培养或25～30℃下静置培养6-25天，得到细菌纤维素。