一种利用白酒酒糟制备细菌纤维素的方法及细菌纤维素培养基与流程

本发明属于生物发酵，特别涉及一种利用白酒酒糟制备细菌纤维素的方法及细菌纤维素培养基。

背景技术：

1、酒糟，别名红糟、酒醅糟和酒粕等等，是米、麦和高梁等酿酒后剩余的残渣。在某些地区，人们把酒渣又叫做酒糟。酒糟是酿酒过程中的直接下脚料，它不仅含有一定比例的粮食可以节省喂牛的精料，它还含有丰富的粗蛋白，约高出玉米含量的2—3倍，同时还含有多种微量元素、维生素、酵母菌等，赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量也很高。新鲜酒糟水分含量高，酸度大，若任其排放，不及时处理就会腐败变质，一方面严重污染环境，同时也是一种极大的资源浪费。据统计，中国规模以上白酒企业1600多家，形成的干白酒糟年产量达到600万t以上。

2、细菌纤维素是一种细菌发酵生产的高纯度纤维素产品，细菌纤维素和植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元，但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质，因其具有优良的特性，被广泛应用于包括医疗、造纸及食品等领域。以医疗应用领域为例，细菌纤维素具备的纳米结构使其具有良好的理化和机械性能、突出的生物相容性和生物降解性；此外，细菌纤维素还具有类似于细胞外基质的三维(3d)网络结构，可在组织工程和受损组织重建、伤口愈合和血管再生方面得到广泛应用。目前用于生产细菌纤维素的原料主要包括合成培养基和天然培养基两类。合成培养基以蔗糖、葡萄糖等成分为主，成本较高，工业应用较为有限。天然培养基由椰子水、猕猴桃、葡萄、西瓜汁以及麦芽糖等制备而成，物料成本低廉，因而是主要制备方法。由于天然原料量大而且价格优廉，在降低发酵生产细菌纤维成本上具有明显的优势。而白酒生产过程中产生大量废弃物的酒糟，作为细菌纤维素的天然培养基可以达到变废为宝的目的，提高酒糟的价值，使我们的细菌纤维素的成本更低的目的，具有重要的环境效益，经济效益和社会效益。

3、因此本研究通过对白酒生产过程中产生的酒糟进行多步处理，设计开发出一种制备细菌纤维素的的方法，使细菌纤维素生产的成本得到大幅度下降，进而扩大细菌纤维素的使用范围，为细菌纤维素在医疗、食品等方面的应用提供质优价廉的原料。

技术实现思路

1、为了解决细菌纤维素生产培养成本相对较高的问题，本发明提供了一种利用白酒酒糟制备细菌纤维素的方法。该方法能够大幅下降细菌纤维素生产的成本，进而扩大细菌纤维素的使用范围，并为细菌纤维素的生产及细菌纤维素的应用开发提供丰富的原料。

2、本发明还提供了一种细菌纤维素培养基。

3、本发明通过以下技术方案实现：

4、本发明提供一种利用白酒酒糟制备细菌纤维素的方法，所述方法包括：

5、将酒糟破碎、稀释后进行蒸煮，得到浆液，待所述浆液冷却后调ph值，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，升温灭酶后过滤得到酒糟分离液；

6、向所述酒糟分离液加入碳源、无机盐和生长添加剂，获得细菌纤维素发酵液；

7、将目标菌株接种于所述细菌纤维素发酵液中进行发酵，发酵完毕后收集细菌纤维素膜，所述细菌纤维素膜经洗涤、冻干后获得细菌纤维素成品；

8、其中，所述纤维素酶、所述半纤维素酶和所述木聚糖酶的加入重量分别为所述浆液重量的0.2～0.5％、0.12～0.22％和0.04～0.09％。

9、进一步的，所述将酒糟破碎、稀释后进行蒸煮，得到浆液，待所述浆液冷却后调ph值，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，升温灭酶后过滤得到酒糟分离液，具体包括：

10、将酒糟破碎，按酒糟与水的重量比1∶(10～35)加水，100～120℃蒸煮3～5h，得到浆液，所述浆液冷却后调ph值至5.5～7.5，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，于45～75℃下保温2～3h，升温灭酶后过滤进行固液分离，得到酒糟分离液。

11、进一步的，所述向所述酒糟分离液加入碳源、无机盐和生长添加剂，获得细菌纤维素发酵液，具体包括：

12、将所述酒糟分离液降温至25-45℃，加入提前配制好的无菌的碳源、无机盐和生长添加剂。

13、进一步的，所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖等中的一种或几种的任意比例混合物，所述碳源总添加量为2～13wt％；

14、所述无机盐为硫酸镁、硫酸亚铁和硫酸钙中的一种或三种的任意比例混合物，所述无机盐总添加量为0.15～0.35wt％；

15、所述生长添加剂为维生素k、胡萝卜素和乙酸中的两种或三种的固定比例混合物，所述生长添加剂总添加量为0.18～1.60wt％。

16、进一步的，所述将目标菌株接种于所述细菌纤维素发酵液中进行发酵，发酵完毕后收集细菌纤维素膜，所述细菌纤维素膜经洗涤、冻干后获得细菌纤维素成品，具体包括：

17、按4～16％体积比，将包含目标菌株的种子液接种于所述细菌纤维素发酵液中，28℃～30℃下发酵8～18天，所得发酵液于28℃～30℃下静置2-3天，收集发酵液表面生成的细菌纤维素膜，用去离子水先洗涤2～4遍，再用0.1-0.3％的naoh溶液洗涤3～4次，最后用去离子水反复清洗至ph值为7.0，真空冷冻干燥后即为细菌纤维素成品。

18、进一步的，所述目标菌株为木糖驹形式杆菌。

19、进一步的，所述包含目标菌株的种子液通过以下方法制备：

20、挑取目标菌株斜面菌落于种子液培养基中，28～30℃培养48h，制得包含目标菌株的种子液；

21、其中，所述种子液培养基的成分及各成分的质量分数如下：

22、大豆蛋白胨：3-5g，酵母提取物：2-5g，葡萄糖：3-5g，吐温：80 1-2g，牛肉膏：3-5g，7h2o·mgso4：1 -2g，caso4：1-4g。

23、基于同一发明构思，本发明还提供一种细菌纤维素培养基，所述细菌纤维素培养基的成分及各成分的质量分数如下：

24、碳源：2～13％，无机盐：0.15～0.35％，生长添加剂总添加量为0.18～1.60％，余量为酒糟分离液；

25、其中，所述酒糟分离液通过以下方法制得：

26、将酒糟破碎、稀释后进行蒸煮，得到浆液，待所述浆液冷却后调ph值，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，升温灭酶后过滤得到酒糟分离液。

27、进一步的，所述将酒糟破碎、稀释后进行蒸煮，得到浆液，待所述浆液冷却后调ph值，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，升温灭酶后过滤得到酒糟分离液，具体包括：

28、将酒糟破碎，按酒糟与水的重量比1∶(10～35)加水，100～120℃蒸煮3～5h，得到浆液，所述浆液冷却后调ph值至5.5～7.5，后加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，于45～75℃下保温2～3h，升温灭酶后过滤进行固液分离，得到酒糟分离液；

29、其中，所述纤维素酶、所述半纤维素酶和所述木聚糖酶的加入重量分别为所述浆液重量的0.2～0.5％、0.12～0.22％和0.04～0.09％。

30、进一步的，所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖等中的一种或几种的任意比例混合物；

31、所述无机盐为硫酸镁、硫酸亚铁和硫酸钙中的一种或三种的任意比例混合物；

32、所述生长添加剂为维生素k、胡萝卜素和乙酸中的两种或三种的固定比例混合物。

33、其中，所述生长添加剂为维生素k、胡萝卜素和乙酸中的两种或三种的固定比例混合物，具体包括：

34、所述生长添加剂为维生素k、胡萝卜素和乙酸以重量比1：2：3混合所得的混合物；

35、或者，所述生长添加剂为维生素k和胡萝卜素以重量比1：2混合所得的混合物。

36、本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

37、1.本发明一种利用白酒酒糟制备细菌纤维素的方法，该方法以白酒酒糟为原料，减少白酒生产过程中产生的废弃物酒糟污染及资源浪费的问题，并使细菌纤维素生产的成本得到大幅度下降，进而扩大细菌纤维素的使用范围，为细菌纤维素在医疗、食品等方面的应用提供质优价廉的原料。

38、2.本发明一种细菌纤维素培养基，该培养基以白酒酒糟为原料，可减少白酒生产过程中的酒糟废污染，并降低细菌纤维素的生产成本，提高资源的利用率，所述培养基还添加了碳源，无机盐和添加剂，有利于生产细菌纤维素的菌株大量繁殖，进而提升细菌纤维素产量，并且本发明培养基其组成及各组分的含量决定了其所制备的细菌纤维素的产量和质量，因此，只有采用本发明的组分及制作过程，才能得到产量高质量好的细菌纤维素。