[發(fā)明專利]以糖蜜為原料生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068606.8
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101532041A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武曉煒;晉明芬;趙瓊;許曉菁;王祥河
• 申請（專利權(quán)）人: 天津?qū)嵃l(fā)中科百奧工業(yè)生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12R1/01
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 劉英蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)副產(chǎn)物生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法，特別涉及一種以糖蜜為原料生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法。

背景技術(shù)

纖維素是地球上最豐富的天然聚合體，廣泛存在樹木、棉花等植物中，每年由植物產(chǎn)生的纖維素達(dá)億萬噸。但是，合成纖維素并不是植物特有的功能，某些細(xì)菌也以異養(yǎng)方式比植物更高效的產(chǎn)生胞外纖維素，我們把這種細(xì)菌來源的纖維素稱為“細(xì)菌纖維素”。細(xì)菌合成纖維素是在1886年由Brown首次報道的，是木醋酸菌(Acetobacter?xylinum)在靜止培養(yǎng)時于培養(yǎng)基表面形成的一層白色纖維狀物質(zhì)。后來在許多革蘭氏陰性細(xì)菌，如土壤桿菌、致瘤膿桿菌和革蘭氏陽性細(xì)菌如八疊球菌中也發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌纖維素的產(chǎn)生。細(xì)菌纖維素與天然纖維素結(jié)構(gòu)非常相似，都是D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵連接而成的鏈狀高分子，具有(C₆H₁₀O₅)_n的組成。但與之相比，細(xì)菌纖維素具有更優(yōu)越的特性，它是以純纖維素的形式存在，而植物纖維素的存在形式是與半纖維素和木質(zhì)素等組成三維立體結(jié)構(gòu)。同時細(xì)菌纖維素還具有高結(jié)晶度、高強(qiáng)度及良好的親水性能。

目前細(xì)菌纖維素已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、化工、面膜、造紙、高級音響設(shè)備、濾膜滲透膜和精紡等方面取得成功應(yīng)用。但由于它的低產(chǎn)量所造成的高成本，限制了它的廣泛應(yīng)用。

木醋桿菌(Acetobacter?xylinum)是產(chǎn)纖維素能力最強(qiáng)的菌株，是專性好氧的革蘭氏陰性細(xì)菌，它在正常的代謝條件下，可以分泌細(xì)菌纖維素。木醋桿菌可以利用較廣泛的含糖物質(zhì)，諸如乙醇、甲醇、甘油、肌醇、甘露醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、瓊脂和一些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生細(xì)菌纖維素。目前通用的木醋桿菌的培養(yǎng)基多數(shù)是利用商用的葡萄糖或蔗糖作為碳源，價格是較為昂貴的。因此，有必要開發(fā)低成本的碳源以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

糖蜜是工業(yè)上含糖量較豐富的副產(chǎn)物。主要有蔗糖糖蜜、甜菜糖蜜和大豆糖蜜等。蔗糖糖蜜和甜菜糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物，含有糖量30-50％，還含有蛋白質(zhì)和各種微量元素。大豆糖蜜是制備大豆?jié)饪s蛋白的副產(chǎn)物，是一種重要的廉價碳源。大豆糖蜜含有50％的碳水化合物(其中蔗糖15-20％，大豆低聚糖20-25％)，10％的蛋白質(zhì)，磷脂和其它微量元素。這些糖蜜通過處理，都可以很好的促進(jìn)木醋桿菌的生長。目前糖蜜多被作為價格低廉的產(chǎn)品出售，主要用于飼料。

現(xiàn)有工業(yè)糖蜜中含有色素，重金屬和一些對細(xì)胞生長有抑制作用的雜質(zhì)，需要進(jìn)行一定的處理，以利于木醋桿菌的生長。若將各類糖蜜用于細(xì)菌纖維素的生產(chǎn)，一方面可減輕對環(huán)境的壓力，另一方面也可大大提高其經(jīng)濟(jì)價值。

因此，提供一種制備簡單、效果顯著的以糖蜜為原料生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法，將是該技術(shù)領(lǐng)域科研人員急需開發(fā)的新課題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足之處，提供一種成本較低，工藝簡單，效果顯著的以糖蜜為原料生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的實(shí)施步驟如下：

(1)糖蜜培養(yǎng)液的制備

采用熱處理法制備糖蜜培養(yǎng)液

將含糖量30-55％(w/v)的糖蜜稀釋5-10倍，然后以4000-6000轉(zhuǎn)/分離心10-30min，除去雜質(zhì)，得上清液；將上清液在100-120℃加熱10-20min；然后冷卻至室溫，靜置12-24h，再次以4000-6000轉(zhuǎn)/分離心10-30min，得上清液，調(diào)pH到4.0-5.5備用；

或采用酸熱處理法制備糖蜜培養(yǎng)液

將含糖量30-55％(w/v)的糖蜜稀釋5-10倍，然后以4000-6000轉(zhuǎn)/分離心10-30min，除雜得上清液；將上清液先用4mol/L的H₂SO₄調(diào)節(jié)pH值到3.0-4.0，室溫靜置12-24h；以4000-6000轉(zhuǎn)/分離心10-30min，除去沉淀；將上清液在100-120℃下加熱10-20min，然后冷卻至室溫，靜置12-24h，再以4000-6000轉(zhuǎn)/分離心，得上清液，調(diào)pH到4.0-5.5備用；

或采用加入絮凝劑的方法制備糖蜜培養(yǎng)液