[发明专利]一种复合菌系及其应用和纳米纤维素的制备方法

说明书

本发明属于微生物技术领域，尤其涉及一种复合菌系及其应用和纳米纤维素的制备方法。本发明提供的复合菌系包括菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE。本发明提供的纳米纤维素制备方法，包括以下步骤：a)提供菌液，所述菌液中含有菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE；b)将所述菌液和草本植物在水中混合，进行发酵，得到发酵物；c)将所述发酵物依次进行灭活、洗涤和过滤，得到纤维浆；d)对所述纤维浆进行研磨，得到纳米纤维素。相较于单一菌株，本发明提供的复合菌系对草本植物进行发酵脱胶时，具有更广谱的应用范围和更高的效率，从而提升纳米纤维素生产效率。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，尤其涉及一种复合菌系及其应用和纳米纤维素的制备方法。

背景技术

纳米纤维素，即纳米级的纤维素，被福布斯报道为“拯救世界的神奇材料”，具有很多优异性能，如表面积大、生物相容性好、来源广泛、环境友好、成本低等，纳米纤维素的重量只有钢材的1/5，强度却是其5倍以上，能广泛应用于汽车、建材、包装、化妆品、气凝胶等行业。

苎麻、红麻、黄麻、大麻、亚麻、罗布麻、蕉麻、剑麻等麻类植物，以及小麦、水稻等秸秆中含有40％-70％的纤维素以及20％-50％的胶质，是制备纳米纤维素的理想原材料。这些原材料在经过脱胶、洗涤、过滤和研磨后，即可得到纳米纤维素。

目前，常用的麻类、秸秆等草本植物脱胶方法主要有化学脱胶法和生物脱胶法。其中，化学脱胶法是利用纤维素与胶质在高温高压条件下对酸碱稳定性不同的原理去除植物中的胶质，生物脱胶法则是利用微生物分泌的酶催化降解植物中的胶质。化学脱胶虽然能够对草本植物进行高效的脱胶，但由于该方法的工艺条件苛刻，且需要使用到大量高浓度强酸碱，导致其脱胶成本和污染都较高。因此，成本相对低廉且环境友好的生物脱胶受到了越来越多的青睐，但是现有生物脱胶工艺的脱胶效率低，如何提高草本植物的生物脱胶效率，是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合菌系及其应用和纳米纤维素的制备方法，采用本发明提供的复合菌系对麻类、秸秆等草本植物进行发酵脱胶时，具有较高的效率。

本发明提供了一种纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：

a)提供菌液，所述菌液中含有菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE；

b)将所述菌液和草本植物在水中混合，进行发酵，得到发酵物；

c)将所述发酵物依次进行灭活、洗涤和过滤，得到纤维浆；

d)对所述纤维浆进行研磨，得到纳米纤维素。

优选的，步骤a)中，所述菌液中所述菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE的活菌数量比为3：(1～2)。

优选的，步骤a)中，所述菌液按照以下方法制备得到：

菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE在培养液中混合培养，得到菌液。

优选的，步骤b)中，所述草本植物为草本植物颗粒；所述草本植物颗粒的粒径≤10mm。

优选的，步骤b)中，菊迪卡氏菌DC和枯草芽孢杆菌BSE在所述菌液和水组成的混合液中的总活菌量≥1×10⁷cfu/mL；

所述草本植物占所述菌液和水总质量的5～10wt％。

优选的，步骤b)中，所述发酵的方式为在有氧条件下震荡发酵；所述发酵的温度为31～33℃；所述发酵的时间为8～12h。

优选的，步骤c)中，所述发酵物在进行灭活之前，先与NaOH和H₂O₂混合。

优选的，步骤b)中，所述草本植物的种类包括麻类植物和/或农作物秸秆。