专利名称：一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法
技术领域：
本发明属于细菌纤维素的制备领域，特别涉及一种利用麦秆制备细菌纤维素的方 法。
背景技术：
细菌纤维素(Bacterial cellulose, BC)是一种由微生物生产的纤维素。与植物 纤维相比，细菌纤维素具有高结晶度，高持水性，高杨氏模量，高纯度，优秀生物相容性等特 点，因此细菌纤维素在医用敷料等生物医学材料、食品、造纸、纺织等领域有着广阔的应用。 但是细菌纤维素的高生产成本限制了它的工业规模，因此降低细菌纤维素成本是当前工业 生产的一个亟待解决的难题。细菌纤维素成本高的一个主要因素是培养基中碳源的成本 高，因此本实验公开了发明利用农业副产品——麦秆生产细菌纤维素的方法。麦秆等木质纤维素秸秆是农作物的副产品，我国每年该类作物秸秆约有7. 05亿 吨。农作物秸秆成分是纤维素、半纤维素和木质素，其中纤维素含量接近40%。纤维素可 以水解为葡萄糖，半纤维素则水解为五碳糖和六碳糖，这些水解糖可以被醋酸杆菌利用来 生产细菌纤维素。但是由于秸秆的特殊结构，木质素对纤维素和半纤维素的包覆作用以及 结晶纤维素致密结构造成的反应惰性，使酶水解纤维素的效果受到严重限制。因此，必须 对木质纤维材料进行预处理，脱去木质素或在一定程度上改变原料的物理化学结构，譬如 降低结晶度、减小聚合度、增加孔隙度和表面积等，以促进酶与底物相互接触并发生生化反 应，提高酶解速率和得糖率。目前秸秆的预处理方法有很多，比较普遍的有物理方法、化学 方法、生物方法，离子液体用来预处理秸秆的报道很少。目前国内外也没有用离子液体处理 麦秆用来培养细菌纤维素的报道。离子液体是一种新型绿色溶剂，沸点高，蒸汽可以忽略不计，不会对大气造成污 染，不可燃，具有较好的化学稳定性，可回收利用，利于环保。由于离子液体的这些特性，因 此可以被用来溶解秸秆。目前，有研究报道过用离子液预处理稻秆、木材、甘蔗渣、棉花秆， 处理后酶解率明显提高。用于木质纤维素溶解的离子液体有[EPy]Br和[AMIM] [HC02]等。 (AMIM)Cl未见详细报道其用于秸秆的溶解。本实验采用(AMIM) Cl和(BMIM)Cl以及LiCl/ DMAc来处理秸秆，选用(AMIM)Cl是因为(AMIM) Cl合成温度低，无毒，预处理温度低并且时 间短，回收率高等特点，因此选用此种溶剂预处理麦秆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，该方法 以通常丢弃或焚烧的农作物副产物——麦秆为原料，不但减少了环境污染，而且将其作为 一种廉价的碳源，为相关产业创造了良好的经济效益。本发明的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，包括(1)麦秆的离子液体预处理，再生及酶解反应麦秆的离子液体预处理将麦秆粉碎后，以"15% (w/w)的比例加入到离子液体中，于90°C -120°C处理15min-21h，静置冷却；离子液体/麦秆混合液再生加入与离子液体5-10倍体积的去离子水，搅拌再生， 然后离心或者过滤，再用去离子水洗涤沉淀或滤渣，直至上清或者滤液至无色；同时，将离心得到的上清液或者过滤得到的滤液置于蒸馏瓶中，在温度100-170°c 下常压蒸馏或者在温度50-150°C和-0. 09 -0. IMpa的真空度条件下减压蒸馏，去除与离 子液体共混的水，蒸馏至蒸不出水为止，蒸馏瓶中剩余的即为回收的离子液体；其中，蒸馏 过程中冷凝管所用冷却液为10°C以下的冷却液，连接真空泵前的系统中加装一个冷阱，冷 阱置于盛有液氮冷却剂的保温瓶中；酶解向上述沉淀或滤渣中加入缓冲溶液至固液比为0.005g Iml Ig IOml, 再加入纤维素酶至终浓度为5-600U/mL，调节pH至4. 0-5. 5，在40-60°C条件下反应l_60h， 离心或者过滤分离未降解麦秆和酶解液，将酶解液于4°C冷藏；(2)酶解液制备细菌纤维素将上述酶解液直接作为培养细菌纤维素的培养基，加入相对酶解液0. 1-1% (w/ ν)的酵母膏和0. 1-0.5% (w/v)的胰蛋白胨，配制成培养基，再加入6%-10%细菌纤维素 生产菌的种子液，25-30°C静置培养8-28天得到细菌纤维素；或将步骤⑴制得的酶解液用Ca(OH)Jjf pH至9. 5-11. 0，于25°C -60°C水浴里 脱毒反应12h-24h，然后过滤并微调pH至4. 5-5. 0,加入活性炭室温下搅拌反应5-lOmin， 过滤得到脱毒处理的酶解液；将脱毒处理的酶解液作为培养细菌纤维素的培养基，加入相 对酶解液0. 1-1% (w/v)的酵母膏和0. 1-0.5% (w/v)的胰蛋白胨，配制成培养基，再加入 6% -10%细菌纤维素生产菌的种子液，25-30°C静置培养8-28天得到细菌纤维素。所述步骤(1)中的离子液体为(AMIM)Cl、(BMIM)Cl或者LiCl/DMAc。所述步骤(1)中的麦秆粉碎数目为40目以上，在离子液体中浓度为3% (w/w)，于 温度110°C处理1.5h。所述步骤(1)中的离心的条件为，速度4000-10000rpm，时间5_20min。所述步骤(2)中的活性炭的加入量为相对于酶解液质量的_6%。所述步骤(2)中的细菌纤维素生产菌株为醋酸菌属(Acetobacter sp.)、葡萄糖 酸杆菌属(Gluconobacter sp.)、葡糖酸醋杆菌属(Gluconacetobacter sp.)、根瘤菌属 (Rhizobium sp·)、八叠球菌属(Sarcina sp.)、假单胞菌属(Pseudomounas sp.)、无色杆菌 属(Achromobactersp.)、产喊菌属(Alcaligenes sp.)、气杆菌属(Aerobacter sp·)、固氮 菌属(Azotobacter sp·)、土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)、洋葱假单胞菌(Seudomonas c印acia)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)或红茶菌(kombucha)；其中优选菌株为木 醋杆菌(Acetobacterxylinum)或红茶菌。本发明采用离子液体预处理麦秆，可以提高酶解率，制备含高浓度糖的酶解液，并 分析预处理后麦秆酶解率提高的原因；然后再用此酶解液发酵制备细菌纤维素，并对细菌 纤维素进行表征，最后探讨该方法制备的细菌纤维素与传统方法制备的细菌纤维素之间的 差别。采用的酶解原料是再生后的麦秆，直接酶解，没有历经烘干。这样保持了原料经预 处理后疏松的结构，有利于酶的接触和催化水解，而且省掉一步工序，节省能源和人力。红外光谱分析得到离子液体具有抽提麦秆中纤维素的能力；X-射线衍射分析发现经过离子液体处理过的麦秆的结晶度比未处理的低，因此也利于酶解反应进行；扫描电 镜SEM照片显示麦秆表面经离子液体预处理后，一些麦秆组织表面的凸起被打穿，出现孔 洞和裂隙，便于酶的侵入，提高了酶的可及度。这些都是解释预处理后麦秆酶解得率提高的 原因。脱毒酶解液培养的细菌纤维素膜产量高，8. 26g/L，而以葡萄糖为碳源，水为溶剂 培养的细菌纤维素膜的产量是3. 74g/L，以葡萄糖为碳源，缓冲溶液为溶剂培养的细菌纤维 素膜的产量是4.47g/L。通过比对细菌纤维素与微晶纤维素的红外图谱可知麦秆酶解液 培养得到的产物是纯纤维素，相比于水和缓冲液为溶剂葡萄糖为碳源培养得到的细菌纤维 素，麦秆酶解液培养得到的细菌纤维素膜干重的产量高，而绝对拉力较低。有益效果本发明通过离子液体预处理麦秆，提高了酶水解效率，得到的酶解液经过脱毒能 培养出细菌纤维素，为工业化低成本生产细菌纤维素提供了一条可行的途径，有利于工业 化规模生产该纤维素；另外麦秆作为农作物的副产品，一般都是丢弃或焚烧，即污染环境又 耗费人力，现在用它来培养细菌纤维素，将会是一种非常廉价的碳源，既可以给农民增加一 条创收的渠道，又可以变废为宝。
图1离子液体中麦秆的添加量对预处理效果的影响；图2麦秆粉的目数对离子液体预处理效果的影响，A为未预处理麦秆的酶水解结 果，B为离子液体预处理的麦秆的酶水解结果；图3预处理时间和温度对预处理效果的影响；图4最优预处理条件下的酶解曲线图；图5麦秆再生絮状物质的红外光谱表征；图6离子液体处理前后麦秆的扫描电镜照片，左图为处理前，右图为处理后；图7离子液体处理前后麦秆的X-射线衍射图；图8脱毒酶解液培养的细菌纤维素膜的产量；图9酶解液培养的细菌纤维素与微晶纤维素的红外光谱谱图；图10酶解液培养的细菌纤维素的X-射线衍射图；图11酶解液培养的细菌纤维素膜的拉力强度。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。实施例1(1)麦秆的预处理IOO0C，500rpm磁力搅拌转速下，将150mg 40-60目的麦秆分别置于1. 5g，3g，5g的 离子液体(AMIM)Cl中，预处理2h。
(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水，搅 拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透明。(3)再生麦秆的酶解将150mg沉淀完全转移到50ml三角瓶中，加入30ml，50mmol pH 4. 8的醋酸缓 冲液，再加入90mg的纤维素酶(11000U/g)，放于震荡水浴锅中，50°C，IOOrpm下进行酶解 反应，每隔一定时间(分别为2、6、12、24h)吸取反应液，在4000-10000rpm条件下离心 5-20min分离未降解麦秆和酶解液，取酶解液用DNS法测定还原糖浓度，计算还原糖得率。
还原糖得率·題··*酶解·体积 B麦杆的质量* 0.6576根据文献报道麦秆含纤维素40. 20%,半纤维素25. 56%。麦秆中能水解的碳水化 合物是半纤维素和纤维素，这两部分组分占麦秆重量的65. 76%。实验结果见图1。结果表明麦秆在离子液体中的加入量越少，预处理就越充分，则 后面酶水解的还原糖得率就越高。实施例2(1)麦秆的预处理100°C，500rpm磁力搅拌转速下，将150mg不同目数(40-60目，60-80目，80目以 上，混合目数)的麦秆置于50ml盛有5g的离子液体(AMIM)Cl中的三角锥形瓶中，预处理 2h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水，搅 拌30min，将混合物倒入布氏漏斗抽滤，滤渣反复冲洗，直至滤液为无色透明，收集滤渣和滤 液备用解。(3)离子液体的蒸馏回收将收集的滤液置于蒸馏瓶中，在温度130°C下和-0. 09 -0. IMpa的真空度条件下 减压蒸馏去除与离子液体共混的水，蒸馏至蒸不出水为止，蒸馏瓶中剩余的即为回收的离 子液体。蒸馏中冷凝管所用冷却液为10°c以下的冷却液，连接真空泵前的系统中加装一个 冷阱，冷阱置于盛有液氮冷却剂的保温瓶中。离子液体回收率约为98%。该回收的离子液 体用于处理麦秆效果良好。(4)再生麦秆的酶解将150mg的滤渣和未处理的不同目数的麦秆粉完全转移到50ml三角瓶，加入 30ml,50mmol pH 4. 8的醋酸缓冲液，再加入90mg的纤维素酶(llU/mg)，放于震荡水浴锅 中，50°C，IOOrpm下进行酶解反应，每隔一定时间(分别为2、6、10、24h)吸取反应液，在 4000-10000rpm条件下离心5-20min分离未降解稻秆和酶解液，取酶解液用DNS法测定还原 糖浓度，计算还原糖得率。实验结果见图2。试验结果表明麦秆的目数对预处理效果有影响，其中80目以上的预处理的效果 最好，后面酶水解的还原糖得率最高，但是其它目数的麦秆粉的水解得糖率与其差别也不 大。未处理麦秆的酶水解结果是80目以上的还原糖得率最高。考虑到分级的成本，以后的实验可以采用不分级(混合目数)的麦秆粉。实施例3(1)麦秆的预处理将150mg 40-60目的麦秆在90°C，100°C，110°C，120°C四个温度下置于5g的离子 液体(AMIM) Cl 中，500rpm 转速磁力搅拌下，90°C处理 4，6，8，10，12h ；100°C处理 2，2. 5,3, 3. 5，4h ；110°C处理 1，1. 5，1. 75,2,2. 5h ；120°C处理 15，30，45，60，75min。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透明。(3)再生麦秆的酶解将150mg沉淀完全转移到50ml三角瓶，加入30ml，50mmol pH 4. 8的醋酸缓冲液， 再加入90mg的纤维素酶(llU/mg)，放于震荡水浴锅中，50°C，IOOrpm下进行酶解反应6h， 反应结束后在4000-10000rpm条件下离心5-20min分离未降解稻秆和酶解液，取酶解液用 DNS法测定还原糖浓度，计算还原糖得率。实验结果见图3。试验结果表明温度越低，达到最优预处理效果的时间越长，温度高，达到最优预处 理效果的时间越短。而且每个温度下的最佳预处理效果(酶解还原糖得率)接近。其中， 110°C处理1. 5h，还原糖得率即可达到58. 5%o实施例4(1)麦秆的预处理将150mg混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下溶于5g的离子液体(AMIM)Cl 处理1. 5h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透明。(3)再生麦秆的酶解将150mg沉淀完全转移到50ml三角瓶，加入30ml，50mmol pH 4. 8的醋酸缓冲液， 再加入90mg的纤维素酶(llU/mg)，放于震荡水浴锅中，50°C，IOOrpm进行酶解反应，每隔一 定时间吸取反应液，在4000-10000rpm条件下离心5-20min分离未降解稻秆和酶解液，取酶 解液用DNS法测定还原糖浓度，计算还原糖得率。实验结果见图4。酶解58h还原糖得率达 到71. 2%，而没经过离子液体处理的麦秆还原糖得率只有19. 6%。实施例5(1)麦秆的预处理将150mg混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下置于5g的离子液体处理 1. 5h，将麦秆离子液体混合液4000rpm离心lOmin，取上清液备用。(2)离子上清液中溶质的再生在以上获得的上清液中加入5倍于上清液体积的去离子水于三角烧瓶，搅拌 30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透明，收集再生絮状沉淀备用。(3)红外表征将再生絮状沉淀物质冷冻干燥，用型号为NEXUS-670红外-拉曼光谱仪扫描测定。 实验结果见图5。溶解于离子液体中麦秆再生絮状物质经红外分析得知主要是纤维素，表明 离子液体将麦秆中的纤维素抽提出，增加麦秆组织空隙，不仅提高了酶的可及度，而且溶出 的纤维素更易酶解，从而加速酶解反应的进行。实施例6(1)麦秆的预处理将150mg混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下溶于5g的离子液体(BMIM)Cl 处理1. 5h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透明。(3)形态观察将再生麦秆沉淀冷冻干燥，用型号为TM-IOOO电子扫描显微镜观察其形态。实验 结果见图6。照片显示麦秆表面的白色凸起在离子液体处理后破裂，增加了酶渗入的机会， 进而加快酶的反应速率。实施例7(1)麦秆的预处理将150mg混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下置于5g的离子液体(AMIM)Cl 处理1. 5h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透 明，收集沉淀备用。(3)结晶度测定将再生麦秆冷冻干燥，用型号为D/MaX-2550PCX_射线衍射测定。实验结果见图7。 处理后再生麦秆结晶度为35. 85%，未处理麦秆的结晶度为48. 97%，处理后麦秆的结晶度 下降了 13. 12%。结晶度的下降，有利于酶解反应的进行。实施例8(1)麦秆的预处理将5g混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下置于150g的离子液体处理1. 5h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透 明，收集沉淀备用。(3)再生麦秆的酶解将150mg沉淀完全转移到250ml三角瓶，加入60ml，50mmol pH 4. 8的醋酸缓冲液，再加入3g的纤维素酶(llU/mg)，放于震荡水浴锅中，50°C，IOOrpm进行酶解反应60h， 4000rpm离心分离麦秆残渣和酶解液，收集酶解液，用DNS法测其还原糖含量。(4)酶解液的脱毒以Ca(OH)2调酶解液pH值到10. 0，30°C水浴里脱毒反应12h，然后过滤并微调 PH5. 0，加入相对于酶解液质量的活性炭室温下反应5-lOmin，过滤得到酶解液；(5)培养基配制及细菌纤维素的制备以上述脱毒酶解液作为碳源，再加入0. 3 %的酵母浸膏和0. 5 %的胰蛋白胨，配 制成培养基，121°C灭菌20min，以6%的接种量加入醋酸杆菌、葡萄糖酸杆菌或者红茶菌， 30°C静置培养12天即可得到细菌纤维素膜，其中空白对照为分别以水和醋酸缓冲溶液为 溶剂，加入相同浓度的葡萄糖作为碳源。(6)膜的干重培养得到的细菌纤维素含有大量的杂质，为了除去这些杂质，首先采用清水冲去 部分杂质，接着全部转移至经预先恒重的G3玻砂坩锅中，在105°C 士0. 1的烘箱里烘至恒 重，经分析天平称重计算，即得到细菌纤维素的绝干重。试验结果见图8。脱毒酶解液培养的细菌纤维素产量要比以葡萄糖为碳源(水和缓冲溶液为试剂) 得到的细菌纤维素产量要高，因此通过离子液体处理麦秆这种方法得到的碳源是一种优质 碳源。实施例9细菌纤维素膜的处理发酵培养基静置培养18天后，取出细菌纤维素膜，蒸馏水 冲洗多次后，加入的NaOH溶液，80°C保温120min，去除残存的菌体和培养基，用去离子 水反复冲洗至中性，此时细菌纤维素膜变为半透明的乳白色。红外表征将处理备用的细菌纤维素膜冷冻干燥，干燥后的样品经KBr压片法，经 傅立叶红外仪扫描得到样品图谱。实验结果见图9。红外光谱结果显示酶解液培养的细菌 纤维素是纯纤维素。实施例10细菌纤维素膜的处理发酵培养基静置培养18天后，取出细菌纤维素膜，蒸馏水 冲洗多次后，加入的NaOH溶液，80°C保温120min，去除残存的菌体和培养基，用去离子 水反复冲洗至中性，此时细菌纤维素膜变为半透明的乳白色。X-射线衍射表征将处理备用的细菌纤维素冷冻干燥。结晶度测试条件功率 40kV，300mA ；扫描范围5-60° ；步宽0.02°。实验结果见图10。X-射线衍射得到酶解液 培养的细菌纤维素结晶度，要比分别用水和缓冲液作为溶剂，葡萄糖为碳源培养的细菌纤 维素结晶度高。实施例11细菌纤维素膜的处理发酵培养基静置培养18天后，取出细菌纤维素膜，蒸馏水 冲洗多次后，加入的NaOH溶液，80°C保温120min，去除残存的菌体和培养基，用去离子 水反复冲洗至中性，此时细菌纤维素膜变为半透明的乳白色。细菌纤维拉力表征将处理备用的细菌纤维素膜用剪刀为3cmXlcm的条状，每个 样品四条做平行试验，用万能材料测试机测试拉力强度，设定两个夹具之间的距离为3cm， 速度为lOOmm/min。BC膜的绝对拉力=直接测得的拉力。试验结果见图11。酶解液培养的细菌纤维素膜的拉力比缓冲液为溶剂葡萄糖为碳源的低，比水为溶剂葡萄糖为碳源培养的 拉力高。实施例12(1)麦秆的预处理将5g混合目数的麦秆在110°C，500rpm的条件下置于150g的离子液体处理1. 5h。(2)麦秆的再生在以上处理后的麦秆离子液体混合液中加入5倍于离子液体体积的去离子水于 三角烧瓶，搅拌30min，将混合物4000rpm离心lOmin，沉淀反复冲洗，直至上清液为无色透 明，收集沉淀备用。(3)再生麦秆的酶解将150mg沉淀完全转移到250ml三角瓶，加入60ml，50mmol pH 4. 8的醋酸缓冲 液，再加入3g的纤维素酶(llU/mg)，放于震荡水浴锅中，50°C，IOOrpm进行酶解反应60h， 4000rpm离心分离麦秆残渣和酶解液，收集酶解液，用DNS法测其还原糖含量。(4)培养基的配制及细菌纤维素的制备以上述酶解液作为碳源，再加入0. 3%的酵母浸膏和0. 5%的胰蛋白胨，配制成培 养基，121°C灭菌20min，以10%的接种量加入醋酸杆菌、葡萄糖酸杆菌或者红茶菌，30°C静 置培养28天即可得到细菌纤维素膜，其中空白对照为分别以水和醋酸缓冲溶液为溶剂，加 入相同浓度的葡萄糖作为碳源。(5)膜的干重培养得到的细菌纤维素含有大量的杂质，为了除去这些杂质，首先采用清水冲去 部分杂质，接着全部转移至经预先恒重的G3玻砂坩锅中，在105°C 士0. 1的烘箱里烘至恒 重，经分析天平称重计算，即得到细菌纤维素的绝干重。
权利要求
一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，包括(1)麦秆的离子液体预处理、再生及酶解反应麦秆的离子液体预处理将麦秆粉碎后，以1％ 15％(w/w)的比例加入到离子液体中，于90℃ 120℃处理15min 21h，静置冷却；离子液体/麦秆混合液再生加入与离子液体5 10倍体积的去离子水，搅拌再生，然后离心或者过滤，再用去离子水洗涤得到的沉淀或滤渣，直至上清或者滤液至无色；同时，将离心得到的上清液或者过滤得到的滤液在温度100 170℃下常压蒸馏或者在温度50 150℃和 0.09～ 0.1Mpa的真空度条件下减压蒸馏，去除与离子液体共混的水，蒸馏至蒸不出水为止，回收即得离子液体；酶解向上述沉淀或滤渣中加入缓冲溶液至固液比为0.005g∶1ml～1g∶10ml，再加入纤维素酶至终浓度为5 600U/mL，调节pH至4.0 5.5，在40 60℃条件下反应1 60h，离心或者过滤分离未降解麦秆和酶解液，将酶解液于4℃冷藏；(2)酶解液制备细菌纤维素将上述酶解液直接作为培养细菌纤维素的培养基，加入相对酶解液0.1 1％(w/v)的酵母膏和0.1 0.5％(w/v)的胰蛋白胨，配制成培养基，再加入6％ 10％细菌纤维素生产菌的种子液，25 30℃静置培养8 28天得到细菌纤维素；或将步骤(1)制得的酶解液用Ca(OH)2调pH至9.5 11.0，于25℃ 60℃水浴里脱毒反应12h 24h，然后过滤并微调pH至4.5 5.0，加入活性炭室温下搅拌反应5 10min，过滤得到脱毒处理的酶解液；将脱毒处理的酶解液作为培养细菌纤维素的培养基，加入相对酶解液0.1 1％(w/v)的酵母膏和0.1 0.5％(w/v)的胰蛋白胨，配制成培养基，再加入6％ 10％细菌纤维素生产菌的种子液，25 30℃静置培养8 28天得到细菌纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，其特征在于所述步 骤(1)中的离子液体为(AMIM)Cl, (BMIM) Cl或者LiCl/DMAc。
3.根据权利要求1所述的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，其特征在于所述步 骤(1)中的麦秆粉碎的数目为40目以上，在离子液体中的浓度为3% (w/w)，麦秆在温度 110°C处理 1. 5h。
4.根据权利要求1所述的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，其特征在于所述步 骤(1)中的离心的条件为，速度4000-10000rpm，时间5-20min。
5.根据权利要求1所述的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，其特征在于所述步 骤(2)中的活性炭的加入量为相对于酶解液质量的_6%。
6.根据权利要求1所述的一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，其特征在于所 述步骤(2)中的细菌纤维素生产菌株为醋酸菌属(Acetobacter sp.)、葡萄糖酸杆菌属 (Gluconobacter sp·)、葡糖酸醋杆菌属(Gluconacetobacter sp.)、根瘤菌属(Rhizobium sp.)、八叠球菌属(Sarcina sp.)、假单胞菌属(Pseudomounas sp.)、无色杆菌属 (Achromobactersp.)、产喊菌属(Alcaligenes sp·)、气杆菌属(Aerobacter sp·)、固氮 菌属(Azotobacter sp·)、土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)、洋葱假单胞菌(Seudomonas c印acia)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)或红茶菌(kombucha)；其中优选菌株为木 醋杆菌(Acetobacterxylinum)或红茶菌。
全文摘要
本发明涉及一种利用麦秆制备细菌纤维素的方法，包括麦秆在离子液体中于90℃-120℃预处理15min-21h，然后加入去离子水，搅拌再生，再加入纤维素酶进行酶解，得酶解液；将酶解液进行脱毒处理后，作为培养细菌纤维素的培养基，加入酵母膏和胰蛋白胨，配制成培养基，再加入细菌纤维素生产菌的种子液，25-30℃静置培养8-28天得到细菌纤维素。本发明以通常丢弃或焚烧的农作物副产物麦秆为原料，开发为一种廉价的碳源，不但减少了环境污染，而且可以用于生产高附加值产品，为相关产业创造了良好的经济效益。
文档编号C12R1/065GK101985641SQ20101058069
公开日2011年3月16日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者曹张军, 杨光, 杨雪霞, 洪枫, 韩士芬 申请人:东华大学