[发明专利]细菌纤维素高产发酵培养基及细菌纤维素的发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种细菌纤维素发酵培养基及细菌纤维素的发酵方法。

背景技术

细菌纤维素(Bacterial Cellulose，BC)是一类由微生物产生的纯纤维素，是葡萄糖单体分子以β-1，4-糖苷键聚合而成的高分子聚合物。与植物纤维相比，BC不含木质素和半纤维素，具有优良的生物亲和性、生物相容性、生物适应性和良好的生物可降解性，被公认为世界上安全的性能优异的新型生物材料。在食品、造纸、声学器材、石油开采和人造皮肤、医用材料等领域有广泛的应用前景。

虽然BC因其优越性能，有广泛应用前景，但产量低、附加值高是限制其进一步应用的“瓶颈”，这是菌株本身具有的代谢特性决定的。微生物发酵过程优化的目标在于提高代谢产物的产量，但是在某种意义上来看结果具有不可预知性，这是由于菌株所具有的代谢特性所造成的。

由于发酵过程的非线性、时变性和生物传感器的缺乏以及各参数之间的严重关联，给发酵过程建模带来了很大的困难。发酵过程中因素复杂多变，并且各因素之间的交叉影响，试验因素与其结果之间具有较强的离散性，因此使用常规方法建立的发酵模型相对而言比较粗放，误差大。所以，无法通过常规方法确定细菌纤维素合理的培养基成分和发酵培养参数。

发明内容

本发明是为了解决目前细菌纤维素产量低的问题，而提供的一种细菌纤维素高产发酵培养基及细菌纤维素的发酵方法。

本发明细菌纤维素高产发酵培养基按重量百分比由3.5％～4.5％的葡萄糖、0.30％～0.36％的牛肉膏、0.18％～0.22％的酵母膏、0.21％～0.23％的磷酸氢二钠、0.454％～0.458％的磷酸氢二钾、2.22％～2.23％的乙醇、0.15％～0.25％的柠檬酸钠和余量的蒸馏水组成。

利用上述细菌纤维素高产发酵培养基的细菌纤维素发酵方法按以下步骤实施：

一、将保存的细菌纤维素产生菌接种到固体培养基上进行菌种平板活化；

二、种子培养：用接种环挑取固体培养基上活化的细菌纤维素产生菌转接到种子培养基，再放置于温度为30℃、转速为150r/min的恒温振荡培养箱中培养24h，种子培养基按重量百分比由2％的蔗糖、0.3％的酵母膏、0.5％的蛋白胨、0.2％的KH₂PO₄、0.015％的MgSO₄和余量蒸馏水制成；

三、发酵培养：按体积7％的接种量将种子培养基接入细菌纤维素高产发酵培养基中，然后静置于28℃条件下的恒温电热培养箱中培养7天，即完成细菌纤维素的发酵；

步骤三中细菌纤维素高产发酵培养基按重量百分比由3.5％～4.5％的葡萄糖、0.30％～0.36％的牛肉膏、0.18％～0.22％的酵母膏、0.21％～0.23％的磷酸氢二钠、0.454％0.458％的磷酸氢二钾、2.22％～2.23％的乙醇、0.15％～0.25％的柠檬酸钠和余量的蒸馏水组成，初始pH值为6.5。

本发明方法适用于多种细菌纤维素产生菌，如汉氏葡糖醋杆菌DHM1-3(保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址是武汉市，武汉大学，保藏日期为2010年12月5日，保藏号为CCTCC NO：M2010332)、Gluconacetobacter europaeus和醋化醋杆菌。采用本发明发酵方法发酵培养的汉氏葡糖醋杆菌、Gluconacetobacter europaeus和醋化醋杆菌的细菌纤维素产量大幅提升，增加量均超过80％。

通过发酵培养基的改变，改变了细菌纤维素产生菌的代谢流量，其中更是涉及现代代谢工程理论及代谢通量、代谢物组学等方面的因素，因此，本发明不是简单培养基成分的调整。

汉氏葡糖醋杆菌DHM1-3(Gluconacetobacter hansenii DHM1-3)为汉氏葡糖醋杆菌(Gluconacetobacter hansenii)，属于葡糖醋酸杆菌属(Gluconacetobacter)；保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址是武汉市，武汉大学，保藏日期为2010年12月5日，保藏号为CCTCC NO：M2010332。

附图说明