[發(fā)明專利]一種花生殼制備細菌纖維素的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510475365.4
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN105063126B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 孫東平;孫汴京;張衡;朱春林;楊加志;陳春濤;黃洋;自強
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發(fā)明公開了一種花生殼制備細菌纖維素的方法，包括配制發(fā)酵培養(yǎng)基、接種菌株和靜態(tài)發(fā)酵步驟。具體步驟如下：將花生殼干燥粉碎后，加入稀硫酸酸解，過濾后加入氫氧化鈣進行脫毒，再次過濾，加入活性炭進行脫色、過濾即得花生殼酸解液，將花生殼酸解液配制成培養(yǎng)基，高溫滅菌，冷卻后過濾得發(fā)酵培養(yǎng)基，再次高溫滅菌，接入木醋桿菌種子液，動態(tài)培養(yǎng)得到細菌纖維素。本發(fā)明利用廉價的農(nóng)作物的副產(chǎn)物花生殼做原料，用生物發(fā)酵的方法制備出了高附加值的細菌纖維素，制備過程簡單，后處理過程相對簡單，不僅擴大了花生殼再利用的范圍，而且能為工業(yè)化生產(chǎn)提供良好的經(jīng)濟效益。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于細菌纖維素的制備技術(shù)領域，特別涉及一種花生殼制備細菌纖維素的方法。

背景技術(shù)

細菌纖維素是由微生物合成的一種生物納米材料。與植物纖維相比，細菌纖維素具有純度高、結(jié)晶度高、持水量高、良好的生物相容性和可生物降解等優(yōu)良特點，因此在造紙、食品工業(yè)、膜材料、化妝品及醫(yī)用敷料等領域有著廣闊的應用。但是細菌纖維素的高生產(chǎn)成本限制了它的工業(yè)規(guī)模，因此降低細菌纖維素的成本是當前大規(guī)模生產(chǎn)的一個亟待解決的問題。降低培養(yǎng)基中氮源的成本是降低細菌纖維素高成本的一個主要方法。

花生殼是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，我國該類副產(chǎn)物約有2.4億噸，花生殼成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和粗蛋白質(zhì)，其中粗蛋白質(zhì)的含量接近10％。在高酸度條件下，纖維素可以水解成葡萄糖，半纖維素可以水解成戊糖和己糖；而在低酸濃度條件下，粗蛋白質(zhì)則可以水解成氨基酸，水解產(chǎn)物中的氨基酸可以被醋酸桿菌利用來生成細菌纖維素。但是由纖維素水解成糖類需要的酸濃度較大，使得酸解液的處理過程較為麻煩，加大廢液后處理的費用。因此，必須降低在酸解過程中的酸用量，將花生殼在發(fā)酵過程中以氮源的形式加以利用，以擴大花生殼再利用的范圍。目前花生殼的利用形式有很多，比較普遍的有制備吸附劑、平菇培養(yǎng)基、活性炭，制備酸解液用于發(fā)酵的報道很少。目前國內(nèi)外也沒有用其酸解液用作氮源培養(yǎng)細菌纖維素的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用花生殼作為氮源、制備細菌纖維素的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種花生殼制備細菌纖維素的方法，包括配制發(fā)酵培養(yǎng)基、接種菌株和靜態(tài)發(fā)酵步驟，其中，配制發(fā)酵培養(yǎng)基時加入花生殼酸解液。

所述的花生殼酸解液的制備過程如下：首先將花生殼干燥后粉碎，然后在花生殼粉末中加入稀硫酸，117℃～123℃下酸解1～2h后過濾，之后加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至10～11進行脫毒1～2h，然后過濾，調(diào)節(jié)濾液pH至5～6，最后脫色并過濾，即得花生殼酸解液，其中，花生殼粉末與稀硫酸的質(zhì)量體積比為1：10～12，稀硫酸的體積分數(shù)為1.4％～1.6％。

所述花生殼粉末的細度為30目以上。

所述脫色為活性炭脫色。

所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的配制如下：在花生殼酸解液中加入葡萄糖、蔗糖、硫酸鎂、檸檬酸、磷酸二氫鉀和乳酸鈣，高溫滅菌，冷卻后過濾即得發(fā)酵培養(yǎng)基，其中，葡萄糖、蔗糖、硫酸鎂、檸檬酸、磷酸二氫鉀、乳酸鈣與花生殼酸解液的質(zhì)量體積比分別為2.5％、2.7％、0.05％、0.06％、0.6％和0.02％。

所述的菌株接種與動態(tài)培養(yǎng)為將發(fā)酵培養(yǎng)基再次高溫滅菌后，接入木醋桿菌種子液，動態(tài)培養(yǎng)5～6d，其中木醋桿菌種子液的體積為發(fā)酵培養(yǎng)基的8％～12％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)以通常焚燒或丟棄處理的農(nóng)作物副產(chǎn)物——花生殼為原料，不僅減少了環(huán)境污染，而且以花生殼作為一種廉價氮源，有利于工業(yè)化低成本規(guī)模生產(chǎn)細菌纖維素；(2)以低濃度硫酸酸解花生殼，避免了現(xiàn)有技術(shù)中高濃度硫酸的使用，簡化了制備工藝和廢液處理過程；(3)采用的酸解原料是預處理后的花生殼，直接酸解，無需經(jīng)過離子液體預處理，在保持原料的疏松結(jié)構(gòu)的同時，有利于稀酸的接觸，節(jié)省工序，節(jié)約了人力和財力；(4)相比于以硫酸銨、蛋白胨和酵母浸粉為單獨的氮源，花生殼酸解液培養(yǎng)得到的細菌纖維素的產(chǎn)量最高，且結(jié)晶度較低。