[发明专利]一种利用豆渣水解液发酵生产细菌纤维素的方法

说明书

本发明公开了一种豆渣的水解方法及利用豆渣水解液发酵生产细菌纤维素的方法，该方法包括如下步骤：(1)豆渣水解液的制备：将烘干后保存的豆渣干粉加入到稀硫酸溶液中，高温下水解后过滤，收集的滤液即为豆渣水解液；(2)发酵培养基的制备：将保存的豆渣水解液取出，加入酵母粉等物质，调节其pH至弱酸性或中性，灭菌后备用；(3)静态发酵：将制备好的醋酸菌种子液接种到处理好的豆渣水解液中，进行静态发酵生产细菌纤维素。与现有的细菌纤维素发酵工艺相比，本发明不仅能高效的生产细菌纤维素，而且通过利用食品加工的废弃物大大降低了生产成本，同时也为豆渣的后处理找到了新的出路，具有高效率、低成本、环境友好等优势，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于微生物和发酵工程技术领域，涉及一种合成细菌纤维素的培养基质和制备方法，具体涉及一种高效水解豆渣及利用豆渣水解液发酵生产细菌纤维素的方法。

背景技术

19世纪末，英国科学家布朗在实验时首次发现细菌纤维素。细菌纤维素和植物纤维素一样，都是由葡萄糖通过β-1，4-糖苷键连接起来形成的大分子，而相较于植物纤维素，细菌纤维素有许多独特的性质。首先，细菌纤维素的纯度很高，几乎不含有半纤维素、木质素和果胶等杂质；其次，细菌纤维素的弹性模量很高，一般是植物纤维素的的数倍乃至十数倍，高弹性模量赋予了细菌纤维素抗张强度高的特性；细菌纤维素具有极强的吸水性和透水透气性，能吸收60-700倍其干重的水分；细菌纤维素具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性；最后，细菌纤维素在合成过程中具有可调控性，可根据要求，对细菌纤维素进行性质改造。现在，细菌纤维素已广泛应用于食品、造纸、医药等领域，取得了很大的经济效益。

我国是豆制品生产和消费大国，在豆制品加工的过程中不可避免地会出现副产物豆渣等物质，目前我国每年产生的新鲜豆渣高达数千万吨，这些新鲜豆渣或被丢弃或喂养家畜和家禽，这样的处理方式不仅导致一系列环境问题，而且也造成了巨大的资源浪费。据测定，豆渣中碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分别为50-60％、13-20％、6-12％和3-5％，此外豆渣中还含有多种矿物元素和维生素，如Fe、Ca、Zn、Mg、K、P、Mn和维生素B。由于其高营养成分，使其可以用做微生物的培养基质来生产绿色产品。然而，在豆渣中，大多数蛋白质和碳水化合物通常以大分子聚合物的形式存在，所以难以直接用作微生物的营养源。因此，要提高微生物对这些物质的利用率，需对其进行一定程度的降解。将豆渣以一定方法处理后作为醋酸菌合成细菌纤维素的培养基质，不仅可以提高微生物生产细菌纤维素的可持续性，而且还可以减少与处理这些工业废物相关的环境污染。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种利用豆渣水解液来合成细菌纤维素的方法，在保证高产细菌纤维素的前提下降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用豆渣水解液发酵生产细菌纤维素的方法，将细菌纤维素生产菌株接种到含有豆渣水解液的培养基中，发酵生产细菌纤维素。

其中，所述细菌纤维素生产菌株为汉逊氏葡糖酸醋杆菌CCTCC NO：M 2016696。

其中，所述含有豆渣水解液的培养基，其配方如下：

豆渣水解液体积分数25％～75％、酵母粉0～10g/L、磷酸氢二钠0～5g/L、柠檬酸0～5g/L；pH 4.0～7.0。

其中，所述豆渣水解液按照如下方法制备：

将干豆渣粉加入稀硫酸溶液中，在100～121℃条件下水解10～120min，过滤，收集滤液，得到豆渣水解液。

其中，发酵生产细菌纤维素的条件如下：25～35℃培养3～15d。

其中，所述的稀硫酸溶液中硫酸的质量分数为2％。