【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微生物發酵與生物材料，尤其涉及一種細菌纖維素納米復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、細菌纖維素（bacterial?cellulose，簡稱bc）是一種生物大分子聚合物，具有眾多優良性能如高純度、高結晶度、高機械強度和良好的生物相容性等獨特優勢使其在食品、生物醫學等行業廣泛應用。
2、目前已發現多個細菌種屬能夠發酵產生細菌纖維素，其中葡糖醋桿菌（gluconacetobacter）因其較高的細菌纖維素產量而被認為具有商業化潛力。眾多研究表明gluconacetobacter為嚴格好氧菌且適宜生長于低ph條件，因此該菌屬的發酵生產需要在淺盤靜態下培養并需要調節培養基ph，造成生產場地和ph調節成本較高。此外，gluconacetobacter生長和生長緩慢，每批細菌纖維素的發酵生產需要耗時7～20天，造成產率低下難以滿足工業生產需要。kosakoniaoryzednophytica?fy-07（原名enterobactersp.fy-07，fy-07）是一株特殊的細菌纖維素產生菌株，由于其能夠在有氧、限氧和厭氧條件下快速生產大量細菌纖維素，與葡糖醋桿菌相比發酵時間大大縮短的同時產量大幅提升，在工業化生產上具有顯著優勢。但fy-07菌株在有氧和厭氧條件下生產細菌纖維素的能力是否相同，尚未見有此方面的報道研究。
3、另外，通常情況下在對細菌發酵培養過程中，均需對所使用的發酵培養基進行滅菌處理，培養基如果不滅菌，通常會存在以下問題：一、會使生物反應的基質或產物，因雜菌的消耗而損失，造成生產能力下降
4、在我們團隊前期的研究中發現以黃原膠作為懸浮劑，可以顯著增加kosakoniaoryzednophytica?fy-07合成細菌纖維素的能力。但如何利用黃原膠作為改性劑提供一種細菌纖維素納米復合材料，以及如何制備上述含黃原膠的細菌纖維素納米復合材料尚未見相關方面的研究和報道。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決相關技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術的第一個目的在于提供一種細菌纖維素納米復合材料；本專利技術的第二個目的在于提供一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法。
2、為了實現第一個目的，本專利技術所采取的技術方案為：
3、一種細菌纖維素納米復合材料，包括：細菌纖維素和黃原膠復合物，所述細菌纖維素和黃原膠復合物通過對細菌發酵培養獲得；
4、所述細菌為腸桿菌fy-07菌株，保藏編號為cgmcc?no.6103。
5、進一步地，所述細菌纖維素納米復合材料為磷酸化的細菌纖維素納米復合材料。
6、進一步地，還包括金屬離子，所述金屬離子作為所述細菌纖維素納米復合材料的流變性能調節劑。
7、進一步地，所述金屬離子為二價金屬離子或者三價金屬離子。
8、進一步地，所述金屬離子為鈣離子。
9、進一步地，以質量濃度計，鈣離子的添加量≥0.05%。
10、為了實現第二個目的，本專利技術所采取的技術方案為：
11、一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，用于制備上述細菌纖維素復合材料，包括如下步驟：
12、s100、對菌株進行發酵培養，得到細菌纖維素和黃原膠復合物濕膜；
13、其中，用于對菌株進行發酵培養的培養基加入黃原膠作為懸浮改性劑，菌株通過不滅菌低溶氧的方式進行發酵培養；
14、s200、對細菌纖維素和黃原膠復合物濕膜進行破碎，得到纖維狀的細菌纖維素和黃原膠復合物；
15、s300、對纖維狀的細菌纖維素和黃原膠復合材料進行納米化，制備細菌纖維素納米復合材料。
16、進一步地，以質量濃度計，在赫斯特林-施拉姆(hestrinschramm，簡稱hs)培養基的基礎上添加0.5?g/l～1.5?g/l的黃原膠，得到含有黃原膠（xanthan?gum，簡稱xg）發酵培養基。
17、進一步地，以質量濃度計，黃原膠的加入量為1?g/l。
18、進一步地，所述黃原膠赫斯特林-施拉姆發酵培養基中還包括無機鉀鹽，以質量濃度計，無機鉀鹽的添加量為0.5?g/l～1.5?g/l，含有無機鉀鹽的黃原膠赫斯特林-施拉姆發酵培養基簡稱為hs-xgk發酵培養基。
19、進一步地，以質量濃度計，無機鉀鹽的添加量為1.0?g/l。
20、進一步地，還包括以下步驟：
21、s400、對細菌纖維素納米復合材料進行磷酸化，制備磷酸化的細菌纖維素納米復合材料。
22、進一步地，s400具體步驟如下：
23、s401、熱浸泡預處理：將磷酸鹽溶解于蒸餾水中，調節溶液ph為2.5～3，加入細菌纖維素納米復合材料并置于60℃～80℃水浴鍋中浸泡30分鐘（min）～60min進行熱浸泡預處理；
24、s402、干燥和固化：對熱浸泡預處理后的細菌纖維素納米復合材料進行干燥和固化；
25、s403、納米化處理：對經干燥和固化的細菌纖維素納米復合材料進行納米化處理，得到磷酸化的細菌纖維素納米復合材料。
26、進一步地，s402中固化溫度為140℃～160℃。
27、進一步地，s300中通過機械粉碎法對細菌纖維素復合材料進行納米化，所述機械粉碎法使用的設備為高壓均質機，在納米化過程中高壓均質機的高壓均質壓力為70mpa～100mpa，均質次數為8次～12次。
28、本專利技術實施例中的上述一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果之一：
29、本專利技術依據腸桿菌fy-07菌株的環境競爭力強、耐受力強、獨特深層發酵方式、生長生產速度快的特點，提出先以黃原膠為懸浮改性劑，再通過腸桿菌fy-07的不滅菌低溶氧發酵方式進行細菌纖維素和黃原膠復合材料的生產，結果表明，在不滅菌發酵的條件下菌株fy-07可以靠著其強大的環境競爭力，快速生長同時高效生產含有黃原膠的細菌纖維素。另外，隨著接種量的提升，含有黃原膠的細菌纖維素的產率也不斷提升，10%的接種量可以得到與先前專利?cn111321184b?報道在滅菌條件發酵相接近的細菌纖維素的產率（3.2g/l/d）；而在此基礎上進一步提高裝液量創造低溶氧環境可以將細菌纖維素的產率提升至4.7g/l/d，該數據證明在低溶氧不滅菌的環境下細菌纖維素的產率不但沒有下降，而且提高了，這為提供包括細菌纖維素和黃原膠復合物的細菌纖維素納米復合材料及其制備方法提供了一種新思路。
30、本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。
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1.一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，所述細菌纖維素納米復合材料為磷酸化的細菌纖維素納米復合材料。
3.如權利要求2所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，還包括金屬離子，所述金屬離子作為所述細菌纖維素納米復合材料的流變性能調節劑。
4.如權利要求3所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，所述金屬離子為鈣離子，以質量濃度計，鈣離子的添加量≥0.05%。
5.一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1至4任一項所述的細菌纖維素納米復合材料，包括如下步驟：
6.如權利要求5所述的一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，以質量濃度計，在赫斯特林-施拉姆發酵培養基的基礎上添加0.5?g/L～1.5?g/L的黃原膠，得到黃原膠赫斯特林-施拉姆發酵培養基。
7.如權利要求5所述的一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟：
8.如權利要求7所述的一種細菌纖維素納米
9.如權利要求8所述的一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，S402中固化溫度為140℃～160℃。
10.如權利要求5所述的一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，S300中通過機械粉碎法對細菌纖維素復合材料進行納米化，所述機械粉碎法使用的設備為高壓均質機，在納米化過程中高壓均質機的高壓均質壓力為70MPa～100MPa，均質次數為8次～12次。
...【技術特征摘要】
1.一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，所述細菌纖維素納米復合材料為磷酸化的細菌纖維素納米復合材料。
3.如權利要求2所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，還包括金屬離子，所述金屬離子作為所述細菌纖維素納米復合材料的流變性能調節劑。
4.如權利要求3所述的一種細菌纖維素納米復合材料，其特征在于，所述金屬離子為鈣離子，以質量濃度計，鈣離子的添加量≥0.05%。
5.一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1至4任一項所述的細菌纖維素納米復合材料，包括如下步驟：
6.如權利要求5所述的一種細菌纖維素納米復合材料的制備方法，其特征在于，以質量濃度計，在赫...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬挺，史忠，李國強，王燕森，牛津梁，付同帥，
申請(專利權)人：天津賽路思生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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