本發明專利技術公開了一種生物轉化桑葉制備細菌纖維素的方法，該方法包括配制發酵培養基、接種菌株和靜態發酵、收集細菌纖維素膜及清洗步驟。所述方法是將新鮮桑葉經粉碎、超聲提取、酸解、調節pH、脫色以及過濾制得桑葉提取液，將蔗糖加入桑葉提取液中，滅菌即得發酵培養基，由木醋桿菌靜態發酵制得細菌纖維素膜。本發明專利技術利用價格低廉、來源廣泛的桑葉作為細菌纖維素發酵培養基的成分，同時，與大多數生物質相比，桑葉富含碳、氮以及細菌必要的生長因子，在發酵過程中無需加入其它氮源，并可有效替代傳統發酵液中的碳源，進一步地降低了生產成本，且制備方法簡便易行，能夠有效促進細菌纖維素的規模化生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物發酵領域，具體涉及。
技術介紹
細菌纖維素(Bacterial Cellulose, BC)是一種由某些細菌產生的由D-吡喃葡萄糖以β -1, 4糖苷鍵鏈接而成的線性高分子聚合物，與植物纖維素相比，細菌纖維素具有更高的純度、抗拉強度以及更高的楊氏模量，良好的生物相容性和可降解性等一系列獨特的性能，使其在生物醫學、組織工程、食品以及紡織等諸多領域得到了廣泛的應用。細菌纖維素的生產受諸多因素的影響，特別是發酵培養基的成本。為了減少細菌纖維素的生產成本，促進細菌纖維素的大規模生產，大量發酵培養基如糖蜜、酒產品廢棄液等均被嘗試用于細菌纖維素生產，但是，這些原料的使用仍不足以促進細菌纖維素的規模化生產，甚至使細菌纖維素的產率降低。生物質被嘗試用于細菌纖維素的生產中。Yang等人利用一種生物質象草，實現了由生物質象草到細菌纖維素的低成本生物轉換(χ.-υ.Yang, C.Huang, H.-J.Guo, L.X1ng, Y.-Y.Li，H.-R.Zhang, and X.-D.Chen:B1convers1nof elephant grass(Pennisetum purpureum)acid hydrolysate to bacterial celluloseby Gluconacetobacter xylinus.Journal of Applied Microb1logy 115,995-1002)。桑葉即桑樹的葉子，我國大部分地區均有種植，是我國傳統中藥之一。近年來，人們對桑葉的化學成分進行了系統的研究，發現桑葉具有極大的營養價值。桑葉中含有人體必需氨基酸，各種維生素，黃酮，生物堿以及鎂、鈣、錳等元素。目前從桑葉中檢測出15種氨基酸，含氮量為3.3%?4.3%，粗蛋白含量占20%?27%，具有極高的含氮量和粗蛋白量。此外桑葉中還含有多酚類，葉酸，脂肪，多糖等營養物質，其中可溶性糖占10%?14%。桑葉中極大含氮量、黃酮量以及可溶性糖量使其在食品、醫藥等諸多領域得到了廣泛的應用。富含氮、糖含量的桑葉有望成為細菌纖維素發酵培養基的原料，加上其廣域的種植，資源豐富，使其有望顯著降低細菌纖維素生產成本，促進細菌纖維素的規模化生產，具有極大的商業價值和應用前景。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對細菌纖維素生產成本高而不利于實現規模化生產的問題，提供一種操作簡單，工藝簡潔，價格低廉的生物轉化桑葉制備細菌纖維素的方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案:—種生物轉化桑葉制備細菌纖維素的方法，包括配制發酵培養基、接種菌株和靜態發酵、收集細菌纖維素膜及清洗步驟，其中，配制發酵培養基時加入桑葉提取液。所述的桑葉提取液的制備過程如下:首先將桑葉洗凈剪碎后，按桑葉與水的質量體積比為2?5:3加水，40?70°C下超聲，然后將超聲后的混合物過濾，濾液備用，濾渣中加入MgSO4.5Η20、冰乙酸及稀硫酸，110?135°C下蒸煮0.5?1.5h，得到酸解液，之后用氫氧化鈣調pH至6?7，然后將酸解液與濾液混合、脫色、過濾，即得桑葉提取液，其中，桑葉與MgSO4.5Η20的質量比為200?500:0.35，桑葉與冰乙酸的質量體積比為200?500:0.75，桑葉與稀硫酸的質量比為2?5:2，稀硫酸的質量濃度為1.5%?4.0%。所述的脫色為活性炭脫色，活性炭的加入量為桑葉質量的5%，脫色時間為I?2h。所述的發酵培養基的配制如下:將蔗糖加入桑葉提取液中，滅菌即得發酵培養基，其中，蔗糖與桑葉的質量比為O?11:200?500。所述的接種菌株和靜態發酵為在發酵培養基中接入體積為發酵培養基的12%的木醋桿菌種子液，靜態發酵7?10d。所述收集細菌纖維素膜及清洗為發酵結束后取出細菌纖維素膜，分別用1.5%(w/v)的Na0H、3%。(v/v)的雙氧水85°C下煮2h，即得純凈的細菌纖維素膜。與現有技術相比，本專利技術利用價格低廉、來源廣泛的桑葉作為細菌纖維素發酵培養基的成分，降低了生產成本，并且制備方法簡便易行，能夠有效促進細菌纖維素的規?；a；同時，與大多數生物質相比，桑葉富含碳、氮以及細菌必要的生長因子，在發酵過程中無需加入其它氮源，并可有效替代傳統發酵液中的碳源，進一步地降低了生產成本。本專利技術所述生產細菌纖維素的方法產量高達9.8g/L (干重)?！靖綀D說明】圖1為實施例10制備得到的細菌纖維素的SEM圖。圖2為實施例10制備得到的細菌纖維素的紅外圖。圖3為實施例10制備得到的細菌纖維素的XRD圖?！揪唧w實施方式】為了加深對本專利技術的理解，下面結合實施例對本專利技術作進一步詳述。實施例1步驟1、桑葉提取液的制備:首先將200g桑葉洗凈剪碎后，加入300ml水，40°C下超聲15min ;然后將超聲后的混合物過濾，濾液備用，濾渣中加入0.35g的MgSO4.5H20、0.75mL的冰乙酸及200mL質量濃度為1.5% H2SO4溶液，110°C下蒸煮0.5h，得到酸解液；之后用氫氧化鈣調PH至6，然后將酸解液與濾液混合，加入1g活性炭脫色lh，過濾即得桑葉提取液；步驟2、發酵培養基的配制:將上述所得桑葉提取液加水定容至500mL，在121°C下滅菌20min，即得發酵培養基；步驟3、接種菌株和靜態發酵:接入60mL木醋桿菌種子液，靜態發酵7d ;步驟4、收集細菌纖維素膜及清洗:取出細菌纖維素膜，分別用1.5% (w/v)的NaOH,3% (v/v)的雙氧水85°C下煮2h，即得純凈的細菌纖維素膜。實施例2步驟1、桑葉提取液的制備:首先將200g桑葉洗凈剪碎后，加入300ml水，40°C下超聲15min ;然后將超聲后的混合物過濾，濾液備用，濾渣中加入0.35g的MgSO4.5H20、0.75mL的冰乙酸及200mL質量濃度為1.5% H2SO4溶液，135°C下蒸煮0.5h，得到酸解液；之后用氫氧化鈣調PH至6，然后將酸解液與濾液混合，加入1g活性炭脫色2h，過濾即得桑葉提取液；步驟2、發酵培養基的配制:將5g蔗糖加入到上述所得桑葉提取液中并加水定容至500mL，在121 °C下滅菌20min，即得發酵培養基；步驟3、接種菌株和靜態發酵:接入60mL木醋桿菌種子液，靜態發酵Sd ;步驟4、收集細菌纖維素膜及清洗:取出細菌纖維素膜，分別用1.5% (w/v)的NaOH,3% (v/v)的雙氧水85°C下煮2h，即得純凈的細菌纖維素膜。實施例3步驟1、桑葉提取液的制備:首先將200g桑葉洗凈剪碎后，加入300ml水，40°C下超聲15min ;然后將超聲后的混合物過濾，濾液備用，濾渣中加入0.35g的MgSO4.5H20、0.75mL的冰乙酸及200mL質量濃度為1.5% H2SO4溶液，110°C下蒸煮0.5h，得到酸解液；之后用氫氧化鈣調PH至7，然后將酸解液與濾液混合，加入1g活性炭脫色lh，過濾即得桑葉提取液；步驟2、發酵培養基的配制:將Ilg蔗糖加入到上述所得桑葉提取液中并加水定容至500mL，在121 °C下滅菌20min，即得發酵培養基；步驟3、接種菌株和靜態發酵:接入60mL木醋桿菌種子液，靜態發酵1d ;步驟4、收集細菌纖維素膜及清洗:取出細菌纖維素膜，分別用1.5% (w/本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種生物轉化桑葉制備細菌纖維素的方法，包括配制發酵培養基、接種菌株和靜態發酵、收集細菌纖維素膜及清洗步驟，其特征在于，配制發酵培養基時加入桑葉提取液，所述的桑葉提取液的制備過程如下：首先將桑葉洗凈剪碎后，按桑葉與水的質量體積比為2～5：3加水，40～70℃下超聲，然后將超聲后的混合物過濾，濾液備用，濾渣中加入MgSO4·5H2O、冰乙酸及稀硫酸，110～135℃下蒸煮0.5～1.5h，得到酸解液，之后用氫氧化鈣調pH至6～7，然后將酸解液與濾液混合、脫色、過濾，即得桑葉提取液，其中，桑葉與MgSO4·5H2O的質量比為200～500：0.35，桑葉與冰乙酸的質量體積比為200～500：0.75，桑葉與稀硫酸的質量比為2～5：2，稀硫酸的質量濃度為1.5％～4.0％。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫東平，自強，張衡，朱春林，楊加志，陳春濤，黃洋，孫汴京，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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