[发明专利]基于细菌纳米纤维素的食品包装膜的制备方法

说明书

一种基于细菌纳米纤维素的生物包装膜的制备方法，以从诱变筛选的木葡糖酸醋杆菌发酵获得的细菌纳米纤维素、淀粉、山梨醇和甘油为基础原料，经加水混合制成成膜液并进一步糊化后添加生物活性组分，通过涂覆晾干后即得到生物包装膜。本发明能够大幅度降低BC用量且保持膜的可生物降解、可食用性、增强生物功能，制备得到的包装膜不但具有较好的强度、拉升度、可生物降解、具抗菌等生物活性功能，而且性价比高、食品包装应用面大，为实现BC包装膜的商业应用奠定扎实的基础。

技术领域

本发明涉及的是一种生物工程和食品领域的技术，具体是一种通过使用从木葡糖酸醋杆菌发酵获得的细菌纳米纤维素(BC)以及其它食品添加物，制备获得廉价、可食用的、具有生物活性功能的食品包装膜的方法。

背景技术

细菌纳米纤维素(Bacterial cellulose,BC)是一种由木醋杆菌等细菌发酵合成的多孔网状胞外多糖类生物大分子聚合物，与植物纤维相比，它具高持水性、高结晶度、高抗张强度及优良的生物亲合性、生物相容性、生物适应性和生物可降解性等优点。近年BC在医疗、食品、化妆品等领域的应用前景受到全世界的广泛关注。中国专利文献号CN108570156A公开了一种蔬菜味细菌纤维素可食用调料包装膜及其制备方法和应用，使用了市购的细菌纤维素，成本较大，且该包装膜缺乏生物活性功能。中国专利文献号CN106633127A，公开了一种细菌纤维素-茶多酚复合膜在食品保鲜中的应用，但是其细菌纤维素的用量大、成本高，制备的具抗菌作用的包装膜的应用前景欠佳。

但是，至今BC的来源依赖于微生物发酵，由于其生产效率低、大规模发酵受到种子细胞扩种的制约，所以，目前的BC生产成本高，由它来制造食品包装膜存在成本昂贵、难以商业化的困境。所以，如何降低BC使用量并增加包装膜的附加值，直接关系到其市场竞争力，对于BC包装膜的商业化非常关键。

发明内容

本发明针对现有BC发酵产量较低、实际制膜的BC用量较高，造成膜制造成本较大，以及常规食品包装膜的生物可降解性较差、生物活性功能不足等问题，提出了一种基于细菌纳米纤维素的食品包装膜的制备方法，基于从木葡糖酸醋杆菌高产菌来发酵获得BC并用以制备生物包装膜，能够大幅度降低BC用量且保持膜的可生物降解、可食用性、增强生物功能，制备得到的包装膜不但具有较好的强度、拉升度、可生物降解、具抗菌等生物活性功能，而且性价比高、食品包装应用面大，为实现BC包装膜的商业应用奠定扎实的基础。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于细菌纳米纤维素的食品包装膜的制备方法，以从诱变筛选的木葡糖酸醋杆菌发酵获得的细菌纳米纤维素、淀粉、山梨醇和甘油为基础原料，经加水混合制成成膜液并进一步糊化后添加生物活性组分，通过涂覆晾干后即得到生物包装膜。

所述的基础原料，其具体组分及在成膜液中的重量百分比含量为：细菌纳米纤维素BC0.5-3％(w/v)、淀粉5-20％(w/v)、山梨醇0.5-3％(w/v)、甘油0.5-3％(w/v)。

所述的细菌纳米纤维素，具体为木葡糖酸醋杆菌Gluconacetobacter xylinusTDS-114，于2020年3月30日保藏于中国普通微生物保藏中心(CGMCC)保藏，保藏编号CGMCCNo.19536，该木葡糖酸醋杆菌来自诱变筛选的高产菌株，经从葡萄中分离筛选以及使用1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍(NTG)的诱变分离获得。

所述的摇瓶发酵，包括先采用pH为5.0的种子培养基进行100rpm转速动态培养，再采用pH为5.0的发酵培养基进行发酵培养。

所述的种子培养基，pH为5.0，组分及每升含量为：葡萄糖20g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉5g/L、Na₂HPO₄·12H₂O 6.8g/L、一水合柠檬酸1.15g/L，余量为水。