[发明专利]一种三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料，其特征是：所述的三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料是由三层结合紧密的细菌纤维素膜构成，所述的三层结合紧密的细菌纤维素膜为上缓释层、下缓释层以及处于中间的控释层；所述的结合紧密是指所述缓释层的纤维素微纤丝与所述控释层的纤维素微纤丝通过β-1,4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合，形成分子层，层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合，无明显物理分层；

其中所述上缓释层和下缓释层中的纤维素含量均为0.2×10^-2～0.5×10^-2g/cm³，所述控释层中的纤维素含量为0.7×10^-2～1.0×10^-2g/cm³。

2.根据权利要求1所述的一种三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料，其特征在于，所述的细菌纤维素膜是由菌种消耗糖源，分泌纤维素微纤丝通过分子内与分子间氢键结合形成；所述的菌种是指能够生物合成纤维素的微生物，包括：木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料，其特征在于，所述的三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料的厚度为9～1200mm，其中所述上缓释层和下缓释层的厚度均为3～400mm，所述控释层的厚度为3～400mm。

4.如权利要求1所述的一种三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1）发酵培养液的调配；

发酵培养液组分，以质量百分数计，单位为wt%：葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇2～5，蛋白胨0.05～0.5，酵母膏0.05～0.5，柠檬酸0.01～0.1，磷酸氢二钠0.02～0.2，磷酸二氢钾0.01～0.1，余量为水；

发酵培养液的pH为4.0～6.0；

将上述组分混合后经高压蒸汽灭菌后紫外辐照并冷却至室温，通纯氧，即得发酵培养液；

2）菌种扩培；

将所述的发酵培养液接种和扩培；扩培程度：菌种细胞数目为2×10⁵～2×10⁷个/ml；

3）静置培养；

将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中，放置于恒温培养箱中，28～32℃静置培养；

通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下 层疏松柔软、中间部分致密弹性的三明治结构；

a.细菌纤维素生长诱导期1～2天：控制与发酵培养液液面相接触的空气压力为1个标准大气压，直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面，液面出现一层半透明的细菌纤维素薄膜；

b.细菌纤维素快速生长期2～3天：控制与细菌纤维素膜上表面空气压力为1个标准大气压，同时调节氧气体积浓度在10～15%范围内；至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5～1.5mm；

c.细菌纤维素平稳生长期3～21天：

平稳生长期依次分三个阶段：

下缓释层形成阶段1～7天，维持与细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力为1标准大气压，同时维持氧气浓度为10～15%范围内，直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3～40mm；

控释层形成阶段1～7天，加压使与细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力在1.1～1.5个标准大气压范围内，同时提高氧气浓度至50%；直至细菌纤维素膜厚度增长至6～800mm；

上缓释层形成阶段1～7天，降低空气压力使与细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力至1标准大气压，同时降低氧气浓度至10～15%范围内，直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9～1200mm时，将其取出，即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜；

4）后处理；

静置培养结束后，将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为1～10wt%的氢氧化钠溶液中，煮沸保持2～10小时，用纯净水清洗至pH为7.0，材料内毒素<0.5EU/ml，再将处理后的细菌纤维素薄膜高压灭菌并包装低温封存，即为三明治结构的细菌纤维素缓释载体材料。