[發明專利]一種利用醋酸菌靜息細胞催化生產細菌纖維素的方法

在審

• 申請號: 201810431102.7
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108359697A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 熊強;王延斌;宗丹;陳海超
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12N1/20;C12R1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 丁靜靜;肖明芳

本發明公開了一種用醋酸菌靜息細胞催化生產細菌纖維素的方法，它包括兩部分：(1)靜息細胞的制備，是將以斜面形式保存的醋酸菌接種到傳代培養基上進行活化，再將活化后的培養物轉接到平板上制備大量的單菌落或菌苔。收集單菌落和菌苔，用無菌生理鹽水洗滌、重懸、離心兩次后，制備靜息細胞；(2)利用上述的醋酸菌靜息細胞催化合成細菌纖維素，在一定的條件下進行靜置培養，培養結束后得到細菌纖維素膜。該方法具有反應過程簡單可控、催化效率高、環境友好、經濟節約等優點，具有重要的工業價值和較高的經濟效益。

技術領域

本發明屬于微生物和發酵工程技術領域，涉及細菌纖維素的合成方法，具體涉及一種利用醋酸菌靜息細胞催化生產細菌纖維素的方法。

背景技術

19世紀末，英國科學家布朗在實驗時首次發現細菌纖維素。細菌纖維素和植物纖維素一樣，都是由葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵連接起來形成的大分子，而相較于植物纖維素，細菌纖維素有許多獨特的性質。首先，細菌纖維素的純度很高，幾乎不含有半纖維素、木質素和果膠等雜質；其次，細菌纖維素的彈性模量很高，一般是植物纖維素的的數倍乃至十數倍，高彈性模量賦予了細菌纖維素抗張強度高的特性；細菌纖維素具有極強的吸水性和透水透氣性，能吸收60-700倍其干重的水分；細菌纖維素具有較高的生物相容性、適應性和良好的生物可降解性；最后，細菌纖維素在合成過程中具有可調控性，可根據要求，對細菌纖維素進行性質改造。現在，細菌纖維素已廣泛應用于食品、造紙、醫藥等領域，取得了很大的經濟效益。

采用微生物發酵法合成細菌纖維素時，由于醋酸菌代謝、繁殖的固有特點和發酵方式的限制，存在產量低、副產物濃度高、發酵液pH降低速度快、纖維素膜中雜質多、后處理繁瑣等缺點。除了微生物發酵法，體外酶催化法也是一種重要的實驗方法。細菌纖維素的合成過程中涉及4種不同的酶，選擇酶催化法需要對細胞破碎后形成的粗酶液進行一定程度的純化，不僅費時費力，酶活的損失也較為嚴重。靜息細胞催化法是一種介于微生物發酵法和體外酶催化之間的實驗技術，相較于前兩種方法具有較高的技術優勢，如副產物產量低、無需嚴格的無菌操作、酶的半衰期長等。

發明內容

發明目的：針對目前發酵法生產細菌纖維素面臨產量低、價格高等問題，提供一種利用漢遜氏葡糖酸醋桿菌靜息細胞催化合成細菌纖維素的方法，以提高細菌纖維素產量并降低生產成本的方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種利用醋酸菌靜息細胞催化生產細菌纖維素的方法，以漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696靜息細胞為催化劑，在反應液中催化制備細菌纖維素，所述反應液的配方如下：葡萄糖5-50g/L、磷酸氫二鈉0-15g/L、pH 4.0-7.0。其中，所述的醋酸菌為漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏地址：中國.武漢.武漢大學，保藏日期2016年11月29日。

其中，所述漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696的活化方法如下：將漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696轉接到傳代培養基上，在25-35℃的條件下培養3～5d，優選30℃條件下培養3～5d。

其中，所述傳代培養基的配方如下：葡萄糖，20g/L；酵母粉，5g/L；蛋白胨，5g/L；磷酸氫二鈉，2.7g/L；檸檬酸，1.15g/L；瓊脂粉，20g/L，pH 5.0，余量為水。

其中，所述漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696靜息細胞的制備方法如下：取漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696菌體置于生理鹽水中，震蕩使其分散，然后在10000r/min、4℃下離心10min，收集菌體，重復上述步驟兩次，所得菌體即為漢遜氏葡糖酸醋桿菌CCTCC NO：M 2016696靜息細胞。

其中，在反應液中催化制備細菌纖維素的反應條件如下：溫度25～35℃靜置培養3～15d。