一种高效制备高性能细菌纤维素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物技术技术领域，特别是涉及一种生物酶添加制备细菌纤维素的方法。
【背景技术】
[0002]大豆糖蜜是生产大豆浓缩蛋白过程中，经过浓缩处理后的醇溶性产品，因颜色和流动性类似于蜂蜜，所以命名为糖蜜。由于糖蜜中含有大量的灰分等杂质，所以多数被废弃，不仅造成了能源的浪费，而且也造成了环境的污染。以大豆糖蜜为发酵剂生产细菌纤维素不仅提高了糖蜜经济价值，促进了经济的发展，同时解决了大豆糖蜜对环境造成的污染。目前国内主要利用大豆糖蜜提取大豆低聚糖、大豆异黄酮等功能性物质，以大豆糖蜜作为微生物发酵基础原料的研究报道较少，而国外的研究众多，大豆糖蜜成分复杂，含有微生物生长所需要的营养和水溶性矿物质元素，是优异的微生物发酵剂，并且大豆糖蜜价格低廉，可以降低生产成本，因此大豆糖蜜作为微生物发酵剂的应用前景广阔。
[0003]细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)是在1886年由Brown首次报道的,他发现木醋杆菌在静止培养时在培养基表面会形成一层白色透明的膜，经分析鉴定此类物质为纤维素。细菌纤维素与植物纤维素化学性质相同，但细菌纤维素却有许多独特的性质:较高的持水性和复水率，高的弹性模量以及良好的生物适应性和生物可降解性。因此，细菌纤维素成为当今研究的热点。
[0004]现有的细菌纤维素生产方法大多采用木醋杆菌直接发酵培养，其产品的持水性、复水性和产品产量都不是十分理想。产品生产周期长、成本高、加工成的最终产品所需性能较差。本实验以大豆糖蜜为基础原料，利用优化木醋杆菌并添加苦杏仁苷酶来合成细菌纤维素的方法，提高纤维素的合成量，改善纤维素的持水性和复水率等特性。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效制备高性能细菌纤维素的方法，缩短了生产周期，提高了细菌纤维素产量，增加了其持水性和复水性。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
(I)纤维素培养基的优化制备:选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
[0007](2)培养基的制备:斜面固体培养基:葡萄糖、酵母浸粉、琼脂、蒸馏水1L，pH5.5，121°C灭菌15min ;液体种子培养基:葡萄糖、酵母浸粉、蒸馏水lL，pH5.5，121°C灭菌15min ；发酵培养基:10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121°C灭菌15min。
[0008](3)细菌纤维素的制备:15% (V /V)大豆糖蜜，1.5% (w/v)酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、静止培养温度30°C，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL，细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率340%。
[0009]所述步骤(2)培养基的制备:斜面固体培养基中葡萄糖的添加量范围为10_70g、酵母浸粉的添加量范围为:5_50g、琼脂的添加量范围为:l-10g ;液体种子培养基:葡萄糖的添加量范围为10_70g、酵母浸粉的添加量范围为:5-50g、琼脂的添加量范围为:l-10g。
[0010]所述步骤(3)细菌纤维素的制备:，加入适量苦杏仁苷酶的添加范围为:0.01%-3%(w/v)。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:原料前期预处理十分简单方便，只需要一步离心就可以直接作为培养基使用；以往细菌纤维素最高产量的生产原料都是椰子水，椰子水是椰子加工的副产物，营养丰富又无需榨汁工序，是生产细菌纤维素的优质原料，但随着椰子水的价格不断上涨，纤维素的生产成本过高，使得纤维素的生产和使用受到了一定的限制。大豆废糖蜜是价格低廉的理想替代品，但是以往的大豆废糖蜜生产细菌纤维素的方法存在着生产周期过长，影响生产成本，产品复水性和持水性较差的缺点，本发明采用15% (V /V)大豆糖蜜，1.5% (w/v)酵母浸粉，加入适量苦杏仁苷酶、静止培养温度30°C，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.45g/100mL,细菌纤维素的持水性97.3%，细菌纤维素的复水率340%。缩短了生产周期，提高了细菌纤维素产量，增加了其持水性和复水性。
【具体实施方式】
[0012]以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的【具体实施方式】详述如下:
实施例1
(I)纤维素培养基的优化制备:选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
[0013](2)培养基的制备:斜面固体培养基:葡萄糖30g、酵母浸粉10g、琼脂15g、蒸馏水1L，pH5.5，121°C灭菌15min ;液体种子培养基:葡萄糖30g、酵母浸粉10g、蒸馏水1L，pH5.5，121 °C灭菌15min ;发酵培养基:10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121 °C灭菌15min。
[0014](3)细菌纤维素的制备:15% (V /v)大豆糖蜜，1.5% (w/v)酵母浸粉，加入0.1%(w/v)苦杏仁苷酶、静止培养温度30°C，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.33g/100mL，细菌纤维素的持水性95.3%，细菌纤维素的复水率 322%。
[0015]实施例2
(I)纤维素培养基的优化制备:选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
[0016](2)培养基的制备:斜面固体培养基:葡萄糖35g、酵母浸粉10g、琼脂15g、蒸懼水1L，pH5.5，121°C灭菌15min ;液体种子培养基:葡萄糖35g、酵母浸粉10g、蒸馏水1L，pH5.5，121°C灭菌15min ;发酵培养基:10%(v /v)大豆糖蜜培养基，pH5.5，121 °C灭菌15min。
[0017](3)细菌纤维素的制备:15% (V /v)大豆糖蜜，1.5% (w/v)酵母浸粉，加入0.15%(w/v)苦杏仁苷酶、静止培养温度30°C，发酵时间5d，接种量4%，初始pH4.5，最优培养基在最适条件下合成细菌纤维素1.38g/100mL，细菌纤维素的持水性96.5%，细菌纤维素的复水率 329%。
[0018]实施例3
(I)纤维素培养基的优化制备:选用大豆废糖蜜作为原液，首先采用4500r/min离心15min去除大豆废糖蜜杂质，直接取上层澄清液备用。
[0019](2)培养基的制备:斜面固体