[发明专利]一种发酵、工业化生产细菌纤维素的方法

说明书

本发明属于微生物领域，具体涉及一种快速发酵、工业化生产细菌纤维素的方法，该方法在种子培养基中添加纤维素酶，利用发酵罐大量快速地进行菌株培养，在静置发酵产膜阶段添加纤维素酶抑制剂，使菌株产生的纤维素可以快速大量累积，进而形成纤维素膜。本发明通过改良培养基成分，使用发酵罐在减少纤维素产生的情况下快速增加菌体量，在静置发酵时通过抑制纤维素酶的作用，保证了纤维素膜的快速产生，并可以保证纤维素膜表面平整，大幅度减少发酵时间，可广泛应用于工业化生产之中。

技术领域

本发明属于微生物领域，具体涉及一种缩短木醋杆菌发酵周期，大规模、工业化生产细菌纤维素膜的一种方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

纤维素是地球上最为丰富的生物大分子之一，也是一种宝贵的可再生自然资源，自然界存在的纤维素根据其来源分为植物纤维素和微生物纤维素。植物纤维素构成植物体主要的组成部分，微生物纤维素是某些微生物细胞的初级代谢特定产物，主要起保护层的作用。细菌纤维素(Bacterial Cellulose，BC)是由醋杆菌属(Acetobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)和八叠球菌属(Sarcina)等一些属的细菌合成的，细菌纤维素与植物纤维素具有相同的化学结构单元，是由吡喃型葡萄糖残基经β-1,4-糖苷键链接而形成的大分子高聚物，经研究发现其宏观结构和某些特性与植物纤维素有很大的不同，细菌纤维素具有极高的结晶度、聚合度及化学纯度，不含有植物纤维中存在的难以去除的半纤维素、木质素等杂多糖，这使其在造纸、纺织、化妆品、医疗等领域具有广阔的应用前景。但现有的细菌纤维素生产企业无法大规模、工业化生产细菌纤维素，并且产生的细菌纤维素膜质量不可控，无法达到较为统一的标准。

目前，细菌纤维素的发酵均采用静置发酵的方法，周期一般在5～10天，主要集中于广东、福建等地，通过将刚产生的纤维素膜切割再放入椰浆培养基中再继续培养，以此来不断产生细菌纤维素膜。此方法培养周期时间长，接种量以及菌株活力无法确定，从而产生的细菌纤维素膜的质量无法进行很好的控制。

有研究显示，在种子扩培阶段的种子培养基中添加纤维素酶以扩大菌株量，用于扩大培养。但发明人发现：该方法对添加的纤维素酶的浓度有限制，同时种子培养液中的纤维素酶会影响后期静置培养成膜的韧性，对纤维素膜的质量产生较大影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷和不足，本发明提供了一种高密度培养木醋杆菌，高质量产生细菌纤维素膜的方法，该方法在种子培养基中添加纤维素酶，利用发酵罐大量快速地进行菌株培养，在静置发酵产膜阶段添加纤维素酶抑制剂，使菌株产生的纤维素可以快速大量累积，进而形成纤维素膜。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种发酵、工业化生产细菌纤维素的方法，包括：种子扩培阶段和静置发酵阶段；在种子扩培阶段添加纤维素酶，在静置发酵阶段添加纤维素酶抑制剂。

本发明通过改良培养基成分，使用发酵罐在减少纤维素产生的情况下快速增加菌体量，在静置发酵时通过抑制纤维素酶的作用，保证了纤维素膜的快速产生，并可以保证纤维素膜表面平整，大幅度减少发酵时间，可广泛应用于工业化生产之中。

本发明的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的细菌纤维素膜。

本发明制备的纤维素膜不仅快速产生，而且表面平整，大幅度减少发酵时间，可广泛应用于工业化生产之中。

本发明的第三个方面，提供了上述的细菌纤维素膜在在造纸、纺织、化妆品或医疗领域中的应用。

由于本发明可以高密度培养木醋杆菌，高质量快速产生细菌纤维素膜，因此，有望在造纸、纺织、化妆品或医疗领域中得到广泛的应用。