[發明專利]細菌纖維素復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200910019951.2
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101509025A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 朱平;張傳杰;隋淑英;潘穎
• 申請（專利權）人: 武漢科技學院
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C08J5/18;C08L1/02;C08L5/04;C08L5/08;C08L89/00;C12R1/01
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明屬生物復合材料領域，特別是涉及細菌纖維素基復合材料的制備方法。

背景技術

眾所周知，傳統的纖維素來源于綠色植物，主要是棉花和木材。研究發現，某些微生物也可以高效地合成纖維素，且具有很大的工業化生產潛力。為了與植物來源的纖維素相區別，將來源于細菌的纖維素稱之為“細菌纖維素(bacterial?cellulose)”或“微生物纖維素(microbial?cellulose)”。細菌纖維素最早由英國科學家Brown在1886年發現，他在靜置條件下培養醋桿菌時，發現培養基的氣液表面形成一層白色的凝膠狀薄膜，經過化學與物理方法分析，確定其成分是纖維素。

細菌纖維素在化學組成和分子結構上與普通植物纖維素相近，均是由β-1，4葡萄糖甙鍵連接而成直鏈大分子。與普通植物纖維素相比，細菌纖維素不但合成速度快，產率高，而且具有許多優良的特性，如高純度、高結晶度、高聚合度，良好的物理機械性能和良好的透氣性，同時細菌纖維素具有良好的生物適應性，在自然界中可生物降解，不污染環境，被認為是目前世界上性能最好的纖維，已成為當今研究的熱點之一。目前細菌纖維素己被成功地應用于食品、醫藥、化工、造紙、高級音響設備、濾膜滲透膜等眾多領域。在石油資源日益枯竭、世界人口增長與耕地有限的矛盾日益突出的情況下，細菌纖維素作為一種用途十分廣泛的生物材料，蘊藏著無限商機和美好發展前景。

發明內容

本發明的任務在于提供一種細菌纖維素復合材料的制備方法。

其技術解決方案是：

一種細菌纖維素復合材料的制備方法，包括以下步驟：

a?細菌纖維素生產培養基的制備；

b?將木醋桿菌菌種接入細菌纖維素生產培養基；

c?在步驟b中的細菌纖維素生產培養基中加入包括但不限于海藻酸鈉、膠原蛋白、水溶性甲殼素、明膠、透明質酸高分子材料中的某一單一物或由前述兩種以上單一物組成的組配物，培養出細菌纖維素復合膜；上述海藻酸鈉、膠原蛋白、水溶性甲殼素、明膠或透明質酸的加入量各為細菌纖維素生產培養基重量的1％～5％；

d?將步驟c制取的細菌纖維素復合膜直接或經過其他相應處理后用蒸餾水洗至中性，平鋪在濾紙上，烘干即為成品。

上述步驟d中包括步驟：

d1?將細菌纖維素復合膜置入一定濃度的氯化鈣溶液、一定濃度的酸或堿溶液中處理一定時間，經水洗后再置入80℃蒸餾水中處理30分鐘洗至中性，獲取的細菌纖維素復合膜呈乳白色半透明狀，于60～80℃烘干至恒重。

上述步驟c中，在細菌纖維素生產培養基中加入海藻酸鈉或含有海藻酸鈉的組配物；上述步驟d中，將細菌纖維素復合膜置入濃度為1％～3％的氯化鈣溶液處理后經水洗后，再置入80℃蒸餾水中處理30分鐘洗至中性，獲取的細菌纖維素復合膜呈乳白色半透明狀，于60～80℃烘干至恒重。

上述步驟c中，在纖維素生產培養基中加入水溶性甲克素；上述步驟d中，將細菌纖維素復合膜用蒸餾水洗后，再置入80℃蒸餾水中處理30分鐘洗至中性，獲取的細菌纖維素復合膜呈乳白色半透明狀，于60～80℃烘干至恒重。

本發明的有益效果是：

(1)將海藻酸鈉、膠原蛋白、水溶性甲殼素、明膠、透明質酸等高分子材料單一物或組配物直接添加至細菌纖維素生長培養基(發酵培養基)中，細菌纖維素在生長過程中直接和加入的高分子材料復合，制備過程簡單，所得細菌纖維素復合材料結構均勻。

(2)可通過選擇不同功用的高分子材料，制備出性能不同的細菌纖維素復合材料來滿足實際需要。如添加一定量的水溶性甲殼素，可以提高細菌纖維素共混膜的強度和抑菌性；添加一定量的海藻酸鈉，可以提高細菌纖維素共混膜的生理鹽水和血液及金屬離子的吸收性，提高細菌纖維素共混膜的離子交換性等。添加一定量的膠原蛋白，可以提高細菌纖維素共混膜的生物相容性等。拓寬細菌纖維素的應用領域和功能性。

(3)制備過程簡單、安全。

具體實施方式

本發明細菌纖維素復合材料的制備方法，包括以下具體步驟：

(1)菌種和培養基選擇

菌種：木醋桿菌(Gluconacetobacter?xylinum)

斜面菌種培養基的制備：葡萄糖100g，酵母粉10g，碳酸鈣20g，瓊脂18g，蒸餾水1000mL，pH＝6.8；

種子培養基的制備：葡萄糖2％，蛋白胨0.5％，酵母粉0.5％，無水磷酸氫二鈉0.27％，檸檬酸一水化合物0.115％，硫酸鎂057％，pH6.0，高溫高壓滅菌20分鐘；