本发明公开了一种抗菌性细菌纤维素膜的制备方法，属于细菌纤维素膜技术领域。
背景技术：
细菌纤维素作为一种优良的生物材料，具有其独特的物理和化学性能:细菌纤维素具有三维网络状结构，高持水性、吸水性和透气性，高抗张强度和弹性模量。大量研究表明，细菌纤维素具有良好的生物相容性和生物可降解性，能缓解疼痛，促进伤口愈合，不含毒性物质。单纯细菌纤维素作为皮肤敷料在国外已有报道，并已用于临床，且近几年国内对细菌纤维素在皮肤敷料方面的应用研究也越来越多。细菌纤维素本身具有良好的吸水性，在保证生物安全性的基础上能够持续有效地吸收伤口的渗出液和代谢产物，且细菌纤维素还具有良好的透气性，促进创口的愈合。
细菌纤维素是小分子的碳水化合物经微生物发酵形成的纤维类物质。与传统植物纤维素相比有许多优良性能，如高纯度、高聚合度、高洁晶度、高亲水性、较高生物适应性等，在自然界可直接降解。因此，以细菌纤维素为原料制备薄膜，不仅拓宽了纤维素原料的来源，而且由此获得的薄膜强度高、可生物降解，能够满足当今绿色环保包装业的需求。细菌纤维素作为一种新型的微生物合成材料，在食品工业、生物医学、造纸、声学器材和石油开采方面已经得到了广泛的应用。目前关于细菌纤维素的制备技术已有很多报道，主要是通过传统的静置培养来研究其在敷料方面的应用。通过传统静置培养的方法得到的细菌纤维素膜有的结构单一，有的则由于采用机械切割而导致细菌纤维素膜不均匀，且由传统的培养方法得到的细菌纤维素膜厚度不能得到有效的控制。目前传统细菌纤维素膜存在抗菌性能不佳的缺陷，导致使用局限性亟待解决。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统的细菌纤维素膜抗菌性能不佳，导致存在使用过程中存在极大局限性的缺陷，本发明对小麦秸秆进行酶解糖化，在糖化过程中添加烟酰胺，作为引诱因子，再通过高压顺爆处理，制备发酵用浓缩液，随后通过木醋杆菌活化，在与浓缩液、营养物、壳聚糖等发酵营养物，进行发酵，以烟酰胺为诱导，膜负载壳聚糖，制备得抗菌性细菌纤维素膜，弥补了传统细菌纤维素膜抗菌性能不佳的缺陷，更可以有效的使细菌纤维素膜保持长效抑菌性，具有更广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取小麦秸秆放入烘箱中，设定温度为40～45℃，干燥1～2h，再进行粉碎，过100目筛，得小麦秸秆颗粒，按固液比1:3，将小麦秸秆颗粒与质量分数为10％烟酰胺溶液放入酶解罐中，使用质量分数为30％硫酸溶液调节pH至5.5～6.0，以150r/min搅拌40～45min；
（2）在上述搅拌结束后静置15～20min，再向酶解罐中加入小麦秸秆颗粒质量2.2～2.5％的混合酶，设定温度为35～45℃，以140r/min搅拌酶解4～6h，随后自然冷却至室温，将酶解混合物放入高压反应釜中，升压至3～4MPa，保压3～5min，随后在1～3min降压至标准大气压并出料，收集出料物，并放入离心机中，以3000r/min离心10～15min，收集上清液，再浓缩至原体积的45～48％，收集浓缩液，备用；所述混合酶为木聚糖酶和过氧化氢酶按质量比3:1混合而成；
（3）按接种量10～12％，将木醋杆菌接种至牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，并置于恒温摇床中，设定温度为30～35℃，以150rpm振荡培养14～19h，随后将培养基取出，使用无菌水以4mL/min的速率淋洗培养基表面至其表面无菌丝，收集淋洗液，得菌液；
（4）按重量份数计，取40～50份步骤（2）备用的浓缩液、18～22份蛋白胨、14～16份酵母浸膏、8～12份壳聚糖、2～3份柠檬酸、1～2份硫酸镁及0.8～1.4份磷酸二氢钾，搅拌均匀，并杀菌消毒，得发酵营养物，将发酵营养物加入至发酵罐中，按接种量12～16％，向发酵罐中加入上述菌液，设定温度为28～35℃，通气量为3～5vvm，静置发酵3～6天；
（5）在上述发酵结束后，使用镊子将发酵罐中发酵混合物表面的抗菌性细菌纤维素膜取出，将其浸泡于1.5mol/L氢氧化钠溶液中，在88～94℃静置1～2h后，趁热过滤，使用蒸馏水洗涤抗菌性细菌纤维素膜至中性，随后将其自然风干，并杀菌消毒，即可得抗菌性细菌纤维素膜。
本发明的物理性质是：本发明所得的抗菌性细菌纤维素膜厚度为0.200～0.400mm，膜孔径为10～12nm，对大肠杆菌的抗菌率达到98～99％。
本发明的有益效果是：
（1）本发明得到的细菌纤维素膜相比于传统培养得到的细菌纤维素膜其结构更疏松，将其作为人体皮肤敷料具有良好的持水性和透气性，膜更均匀，力学性能更好；
（2）本发明制得的抗菌纤维素膜较传统细菌纤维素膜抗菌率提高6～8倍，抗菌性能较佳。
具体实施方式
首先取小麦秸秆放入烘箱中，设定温度为40～45℃，干燥1～2h，再进行粉碎，过100目筛，得小麦秸秆颗粒，按固液比1:3，将小麦秸秆颗粒与质量分数为10％烟酰胺溶液放入酶解罐中，使用质量分数为30％硫酸溶液调节pH至5.5～6.0，以150r/min搅拌40～45min；在上述搅拌结束后静置15～20min，再向酶解罐中加入小麦秸秆颗粒质量2.2～2.5％的混合酶，设定温度为35～45℃，以140r/min搅拌酶解4～6h，随后自然冷却至室温，将酶解混合物放入高压反应釜中，升压至3～4MPa，保压3～5min，随后在1～3min降压至标准大气压并出料，收集出料物，并放入离心机中，以3000r/min离心10～15min，收集上清液，再浓缩至原体积的45～48％，收集浓缩液，备用；所述混合酶为木聚糖酶和过氧化氢酶按质量比3:1混合而成；按接种量10～12％，将木醋杆菌接种至牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，并置于恒温摇床中，设定温度为30～35℃，以150rpm振荡培养14～19h，随后将培养基取出，使用无菌水以4mL/min的速率淋洗培养基表面至其表面无菌丝，收集淋洗液，得菌液；按重量份数计，取40～50份备用的浓缩液、18～22份蛋白胨、14～16份酵母浸膏、8～12份壳聚糖、2～3份柠檬酸、1～2份硫酸镁及0.8～1.4份磷酸二氢钾，搅拌均匀，并杀菌消毒，得发酵营养物，将发酵营养物加入至发酵罐中，按接种量12～16％，向发酵罐中加入上述菌液，设定温度为28～35℃，通气量为3～5vvm，静置发酵3～6天；在上述发酵结束后，使用镊子将发酵罐中发酵混合物表面的抗菌性细菌纤维素膜取出，将其浸泡于1.5mol/L氢氧化钠溶液中，在88～94℃静置1～2h后，趁热过滤，使用蒸馏水洗涤抗菌性细菌纤维素膜至中性，随后将其自然风干，并杀菌消毒，即可得抗菌性细菌纤维素膜。
实例1
首先取小麦秸秆放入烘箱中，设定温度为40℃，干燥1h，再进行粉碎，过100目筛，得小麦秸秆颗粒，按固液比1:3，将小麦秸秆颗粒与质量分数为10％烟酰胺溶液放入酶解罐中，使用质量分数为30％硫酸溶液调节pH至5.5，以150r/min搅拌40min；在上述搅拌结束后静置15min，再向酶解罐中加入小麦秸秆颗粒质量2.2％的混合酶，设定温度为35℃，以140r/min搅拌酶解4h，随后自然冷却至室温，将酶解混合物放入高压反应釜中，升压至3MPa，保压3min，随后在1min降压至标准大气压并出料，收集出料物，并放入离心机中，以3000r/min离心10min，收集上清液，再浓缩至原体积的45％，收集浓缩液，备用；所述混合酶为木聚糖酶和过氧化氢酶按质量比3:1混合而成；按接种量10％，将木醋杆菌接种至牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，并置于恒温摇床中，设定温度为30℃，以150rpm振荡培养14h，随后将培养基取出，使用无菌水以4mL/min的速率淋洗培养基表面至其表面无菌丝，收集淋洗液，得菌液；按重量份数计，取40份备用的浓缩液、18份蛋白胨、14份酵母浸膏、8份壳聚糖、2份柠檬酸、1份硫酸镁及0.8份磷酸二氢钾，搅拌均匀，并杀菌消毒，得发酵营养物，将发酵营养物加入至发酵罐中，按接种量12％，向发酵罐中加入上述菌液，设定温度为28℃，通气量为3vvm，静置发酵3天；在上述发酵结束后，使用镊子将发酵罐中发酵混合物表面的抗菌性细菌纤维素膜取出，将其浸泡于1.5mol/L氢氧化钠溶液中，在88℃静置1h后，趁热过滤，使用蒸馏水洗涤抗菌性细菌纤维素膜至中性，随后将其自然风干，并杀菌消毒，即可得抗菌性细菌纤维素膜。
本发明的物理性质是：本发明所得的抗菌性细菌纤维素膜厚度为0.200mm，膜孔径为10nm，对大肠杆菌的抗菌率达到98％。
实例2
首先取小麦秸秆放入烘箱中，设定温度为43℃，干燥1.5h，再进行粉碎，过100目筛，得小麦秸秆颗粒，按固液比1:3，将小麦秸秆颗粒与质量分数为10％烟酰胺溶液放入酶解罐中，使用质量分数为30％硫酸溶液调节pH至5.7，以150r/min搅拌43min；在上述搅拌结束后静置17min，再向酶解罐中加入小麦秸秆颗粒质量2.4％的混合酶，设定温度为40℃，以140r/min搅拌酶解5h，随后自然冷却至室温，将酶解混合物放入高压反应釜中，升压至3.5MPa，保压4min，随后在2min降压至标准大气压并出料，收集出料物，并放入离心机中，以3000r/min离心13min，收集上清液，再浓缩至原体积的47％，收集浓缩液，备用；所述混合酶为木聚糖酶和过氧化氢酶按质量比3:1混合而成；按接种量11％，将木醋杆菌接种至牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，并置于恒温摇床中，设定温度为33℃，以150rpm振荡培养17h，随后将培养基取出，使用无菌水以4mL/min的速率淋洗培养基表面至其表面无菌丝，收集淋洗液，得菌液；按重量份数计，取45份备用的浓缩液、20份蛋白胨、15份酵母浸膏、10份壳聚糖、2.5份柠檬酸、1.5份硫酸镁及1.0份磷酸二氢钾，搅拌均匀，并杀菌消毒，得发酵营养物，将发酵营养物加入至发酵罐中，按接种量14％，向发酵罐中加入上述菌液，设定温度为31℃，通气量为4vvm，静置发酵5天；在上述发酵结束后，使用镊子将发酵罐中发酵混合物表面的抗菌性细菌纤维素膜取出，将其浸泡于1.5mol/L氢氧化钠溶液中，在91℃静置1.5h后，趁热过滤，使用蒸馏水洗涤抗菌性细菌纤维素膜至中性，随后将其自然风干，并杀菌消毒，即可得抗菌性细菌纤维素膜。
本发明的物理性质是：本发明所得的抗菌性细菌纤维素膜厚度为0.300mm，膜孔径为11nm，对大肠杆菌的抗菌率达到98.5％。
实例3
首先取小麦秸秆放入烘箱中，设定温度为45℃，干燥2h，再进行粉碎，过100目筛，得小麦秸秆颗粒，按固液比1:3，将小麦秸秆颗粒与质量分数为10％烟酰胺溶液放入酶解罐中，使用质量分数为30％硫酸溶液调节pH至6.0，以150r/min搅拌45min；在上述搅拌结束后静置20min，再向酶解罐中加入小麦秸秆颗粒质量2.5％的混合酶，设定温度为45℃，以140r/min搅拌酶解6h，随后自然冷却至室温，将酶解混合物放入高压反应釜中，升压至4MPa，保压5min，随后在3min降压至标准大气压并出料，收集出料物，并放入离心机中，以3000r/min离心15min，收集上清液，再浓缩至原体积的48％，收集浓缩液，备用；所述混合酶为木聚糖酶和过氧化氢酶按质量比3:1混合而成；按接种量12％，将木醋杆菌接种至牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，并置于恒温摇床中，设定温度为35℃，以150rpm振荡培养19h，随后将培养基取出，使用无菌水以4mL/min的速率淋洗培养基表面至其表面无菌丝，收集淋洗液，得菌液；按重量份数计，取50份备用的浓缩液、22份蛋白胨、16份酵母浸膏、12份壳聚糖、3份柠檬酸、2份硫酸镁及1.4份磷酸二氢钾，搅拌均匀，并杀菌消毒，得发酵营养物，将发酵营养物加入至发酵罐中，按接种量16％，向发酵罐中加入上述菌液，设定温度为35℃，通气量为5vvm，静置发酵6天；在上述发酵结束后，使用镊子将发酵罐中发酵混合物表面的抗菌性细菌纤维素膜取出，将其浸泡于1.5mol/L氢氧化钠溶液中，在94℃静置2h后，趁热过滤，使用蒸馏水洗涤抗菌性细菌纤维素膜至中性，随后将其自然风干，并杀菌消毒，即可得抗菌性细菌纤维素膜。
本发明的物理性质是：本发明所得的抗菌性细菌纤维素膜厚度为0.400mm，膜孔径为12nm，对大肠杆菌的抗菌率达到99％。