[发明专利]一种具有梯度结构的细菌纤维素膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度结构的细菌纤维素膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)发酵培养液的调配；

培养液组分，以质量百分数计，单位为wt%：葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇2～5，蛋白胨0.05～0.5，酵母膏0.05～0.5，柠檬酸0.01～0.1，磷酸氢二钠0.02～0.2，磷酸二氢钾0.01～0.1，增稠剂0.1～1；作物淀粉0.1～1；

其中，所述增稠剂与所述作物淀粉质量比为1:1.2～1.5；

培养液的pH为4.0～6.0；

将培养液加热至50～80℃范围内，使增稠剂溶解并均匀分散于培养液中，同时使作物淀粉产生糊化且均匀分散于培养液中，经过高压蒸汽灭菌后紫外辐照并冷却至室温，通纯氧，即得发酵培养液；

2)菌种扩培；

将所述的发酵培养液接种和扩培；扩培程度：葡糖醋杆菌细胞数目在2×10⁵～2×10⁷个/ml；

3)静置培养；

将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中，放置于恒温培养箱中，28～32℃静置培养；当细菌纤维素膜厚度达到2～10mm时，将其取出，即得到具备梯度结构的细菌纤维素薄膜；

4)后处理；

静置培养结束后，将上述的具备梯度结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为1～10wt%的氢氧化钠溶液中，煮沸保持2～10小时，用纯净水清洗至pH为7.0，材料内毒素<0.5EU/ml，再将处理后的细菌纤维素薄膜高压灭菌并包装低温封存，即为具备梯度结构的细菌纤维素膜。

2.如权利要求1所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，所述的增稠剂是指甲基纤维素、羧甲基纤维素、果胶、琼脂、卡拉胶或黄原胶；所述的作物淀粉是指谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉、藕淀粉或葛根淀粉；其中谷类淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉或高粱淀粉，薯类淀粉为马铃薯淀粉、红薯淀粉或木薯淀粉，豆类淀粉为绿豆淀粉、蚕豆淀粉或豌豆淀粉。

3.如权利要求1所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，所述的高压蒸汽灭菌后紫外辐照是指将所述培养液置于高压灭菌锅内121℃灭菌处理30分钟后取出置于紫外灯下辐照冷却至室温。

4.如权利要求1所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，所述的通纯氧是指将医用氧以1L/min的速度通入上述的培养液中，并维持30分钟；所述的接种是指用灭菌后的接种环钩取适量保存于4℃下试管中的葡糖醋杆菌菌种，并转移至所述的发酵培养液中；所述的扩培是指将接入菌种后的发酵培养基于28～32℃下摇床培养8～24小时。

5.如权利要求1所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜的制备方法，其特征在于，所述的高压灭菌是指将所述后处理后的具有梯度结构的细菌纤维素薄膜浸泡在纯净水中置于高压灭菌锅内121℃灭菌处理30分钟后取出冷却至室温；所述的低温封存是指将高压灭菌后的具有梯度结构的细菌纤维素膜于4℃下保存。

6.根据权利要求1所述的制备方法制得的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜，其特征是：所述的具有梯度结构的细菌纤维素膜是上表面致密向下连续过渡至下表面疏松的细菌纤维素膜，所述的连续过渡是指细菌纤维素膜内部纤维素微纤丝之间均通过β-1,4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合，无明显物理分层；

其中所述上表面致密的纤维素含量为0.7×10^-2～1.0×10^-2g/cm³，所述下表面疏松的纤维素含量为0.2×10^-2～0.5×10^-2g/cm³。

7.如权利要求6所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜，其特征在于，所述的细菌纤维素膜是由微生物消耗糖源，代谢形成纤维素微纤丝通过分子内与分子间氢键结合形成。

8.如权利要求7所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜，其特征在于，所述的微生物是指能够生物合成纤维素的微生物，为葡糖醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种或几种。

9.如权利要求6所述的一种具有梯度结构的细菌纤维素膜，其特征在于，所述的细菌纤维素膜的厚度为2～10mm。