[發明專利]一種發酵、工業化生產細菌纖維素的方法

有效

• 申請號: 202011599494.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112522345B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 凌澤興;柴謙;唐志剛;房麗麗;尚波;張學宏;梁赫;劉景君
• 申請（專利權）人: 山東納美德生物科技有限公司
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12P19/14;C12R1/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明屬于微生物領域，具體涉及一種快速發酵、工業化生產細菌纖維素的方法，該方法在種子培養基中添加纖維素酶，利用發酵罐大量快速地進行菌株培養，在靜置發酵產膜階段添加纖維素酶抑制劑，使菌株產生的纖維素可以快速大量累積，進而形成纖維素膜。本發明通過改良培養基成分，使用發酵罐在減少纖維素產生的情況下快速增加菌體量，在靜置發酵時通過抑制纖維素酶的作用，保證了纖維素膜的快速產生，并可以保證纖維素膜表面平整，大幅度減少發酵時間，可廣泛應用于工業化生產之中。

技術領域

本發明屬于微生物領域，具體涉及一種縮短木醋桿菌發酵周期，大規模、工業化生產細菌纖維素膜的一種方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

纖維素是地球上最為豐富的生物大分子之一，也是一種寶貴的可再生自然資源，自然界存在的纖維素根據其來源分為植物纖維素和微生物纖維素。植物纖維素構成植物體主要的組成部分，微生物纖維素是某些微生物細胞的初級代謝特定產物，主要起保護層的作用。細菌纖維素(Bacterial Cellulose，BC)是由醋桿菌屬(Acetobacter)、根瘤菌屬(Rhizobium)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)和八疊球菌屬(Sarcina)等一些屬的細菌合成的，細菌纖維素與植物纖維素具有相同的化學結構單元，是由吡喃型葡萄糖殘基經β-1,4-糖苷鍵鏈接而形成的大分子高聚物，經研究發現其宏觀結構和某些特性與植物纖維素有很大的不同，細菌纖維素具有極高的結晶度、聚合度及化學純度，不含有植物纖維中存在的難以去除的半纖維素、木質素等雜多糖，這使其在造紙、紡織、化妝品、醫療等領域具有廣闊的應用前景。但現有的細菌纖維素生產企業無法大規模、工業化生產細菌纖維素，并且產生的細菌纖維素膜質量不可控，無法達到較為統一的標準。

目前，細菌纖維素的發酵均采用靜置發酵的方法，周期一般在5～10天，主要集中于廣東、福建等地，通過將剛產生的纖維素膜切割再放入椰漿培養基中再繼續培養，以此來不斷產生細菌纖維素膜。此方法培養周期時間長，接種量以及菌株活力無法確定，從而產生的細菌纖維素膜的質量無法進行很好的控制。

有研究顯示，在種子擴培階段的種子培養基中添加纖維素酶以擴大菌株量，用于擴大培養。但發明人發現：該方法對添加的纖維素酶的濃度有限制，同時種子培養液中的纖維素酶會影響后期靜置培養成膜的韌性，對纖維素膜的質量產生較大影響。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷和不足，本發明提供了一種高密度培養木醋桿菌，高質量產生細菌纖維素膜的方法，該方法在種子培養基中添加纖維素酶，利用發酵罐大量快速地進行菌株培養，在靜置發酵產膜階段添加纖維素酶抑制劑，使菌株產生的纖維素可以快速大量累積，進而形成纖維素膜。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種發酵、工業化生產細菌纖維素的方法，包括：種子擴培階段和靜置發酵階段；在種子擴培階段添加纖維素酶，在靜置發酵階段添加纖維素酶抑制劑。

本發明通過改良培養基成分，使用發酵罐在減少纖維素產生的情況下快速增加菌體量，在靜置發酵時通過抑制纖維素酶的作用，保證了纖維素膜的快速產生，并可以保證纖維素膜表面平整，大幅度減少發酵時間，可廣泛應用于工業化生產之中。

本發明的第二個方面，提供了任一上述的方法制備的細菌纖維素膜。

本發明制備的纖維素膜不僅快速產生，而且表面平整，大幅度減少發酵時間，可廣泛應用于工業化生產之中。

本發明的第三個方面，提供了上述的細菌纖維素膜在在造紙、紡織、化妝品或醫療領域中的應用。

由于本發明可以高密度培養木醋桿菌，高質量快速產生細菌纖維素膜，因此，有望在造紙、紡織、化妝品或醫療領域中得到廣泛的應用。