[發(fā)明專利]基于細菌納米纖維素的食品包裝膜的制備方法

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• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111471199A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 鐘建江;魏鵬飛;馮利芳;周亞琴;步國建
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;泰興市東圣生物科技有限公司;江蘇東匯生物科技有限公司;上海東之匯生物科技有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L3/02;C08L1/02;C08K5/053;C12P19/04;C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于細菌納米纖維素的生物包裝膜的制備方法，以從誘變篩選的木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵獲得的細菌納米纖維素、淀粉、山梨醇和甘油為基礎原料，經(jīng)加水混合制成成膜液并進一步糊化后添加生物活性組分，通過涂覆晾干后即得到生物包裝膜。本發(fā)明能夠大幅度降低BC用量且保持膜的可生物降解、可食用性、增強生物功能，制備得到的包裝膜不但具有較好的強度、拉升度、可生物降解、具抗菌等生物活性功能，而且性價比高、食品包裝應用面大，為實現(xiàn)BC包裝膜的商業(yè)應用奠定扎實的基礎。

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種生物工程和食品領域的技術，具體是一種通過使用從木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵獲得的細菌納米纖維素(BC)以及其它食品添加物，制備獲得廉價、可食用的、具有生物活性功能的食品包裝膜的方法。

背景技術

細菌納米纖維素(Bacterial cellulose,BC)是一種由木醋桿菌等細菌發(fā)酵合成的多孔網(wǎng)狀胞外多糖類生物大分子聚合物，與植物纖維相比，它具高持水性、高結晶度、高抗張強度及優(yōu)良的生物親合性、生物相容性、生物適應性和生物可降解性等優(yōu)點。近年BC在醫(yī)療、食品、化妝品等領域的應用前景受到全世界的廣泛關注。中國專利文獻號CN108570156A公開了一種蔬菜味細菌纖維素可食用調料包裝膜及其制備方法和應用，使用了市購的細菌纖維素，成本較大，且該包裝膜缺乏生物活性功能。中國專利文獻號CN106633127A，公開了一種細菌纖維素-茶多酚復合膜在食品保鮮中的應用，但是其細菌纖維素的用量大、成本高，制備的具抗菌作用的包裝膜的應用前景欠佳。

但是，至今BC的來源依賴于微生物發(fā)酵，由于其生產(chǎn)效率低、大規(guī)模發(fā)酵受到種子細胞擴種的制約，所以，目前的BC生產(chǎn)成本高，由它來制造食品包裝膜存在成本昂貴、難以商業(yè)化的困境。所以，如何降低BC使用量并增加包裝膜的附加值，直接關系到其市場競爭力，對于BC包裝膜的商業(yè)化非常關鍵。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有BC發(fā)酵產(chǎn)量較低、實際制膜的BC用量較高，造成膜制造成本較大，以及常規(guī)食品包裝膜的生物可降解性較差、生物活性功能不足等問題，提出了一種基于細菌納米纖維素的食品包裝膜的制備方法，基于從木葡糖酸醋桿菌高產(chǎn)菌來發(fā)酵獲得BC并用以制備生物包裝膜，能夠大幅度降低BC用量且保持膜的可生物降解、可食用性、增強生物功能，制備得到的包裝膜不但具有較好的強度、拉升度、可生物降解、具抗菌等生物活性功能，而且性價比高、食品包裝應用面大，為實現(xiàn)BC包裝膜的商業(yè)應用奠定扎實的基礎。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種基于細菌納米纖維素的食品包裝膜的制備方法，以從誘變篩選的木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵獲得的細菌納米纖維素、淀粉、山梨醇和甘油為基礎原料，經(jīng)加水混合制成成膜液并進一步糊化后添加生物活性組分，通過涂覆晾干后即得到生物包裝膜。

所述的基礎原料，其具體組分及在成膜液中的重量百分比含量為：細菌納米纖維素BC0.5-3％(w/v)、淀粉5-20％(w/v)、山梨醇0.5-3％(w/v)、甘油0.5-3％(w/v)。

所述的細菌納米纖維素，具體為木葡糖酸醋桿菌Gluconacetobacter xylinusTDS-114，于2020年3月30日保藏于中國普通微生物保藏中心(CGMCC)保藏，保藏編號CGMCCNo.19536，該木葡糖酸醋桿菌來自誘變篩選的高產(chǎn)菌株，經(jīng)從葡萄中分離篩選以及使用1-甲基-3-硝基-1-亞硝基胍(NTG)的誘變分離獲得。

所述的搖瓶發(fā)酵，包括先采用pH為5.0的種子培養(yǎng)基進行100rpm轉速動態(tài)培養(yǎng)，再采用pH為5.0的發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵培養(yǎng)。

所述的種子培養(yǎng)基，pH為5.0，組分及每升含量為：葡萄糖20g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉5g/L、Na₂HPO₄·12H₂O 6.8g/L、一水合檸檬酸1.15g/L，余量為水。