《一种球形细菌纤维素的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种球形细菌纤维素的制备方法.pdf（7页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 101979636 A (43)申请公布日 2011.02.23 CN 101979636 A *CN101979636A* (21)申请号 201010547795.X (22)申请日 2010.11.05 C12P 19/04(2006.01) C12R 1/02(2006.01) C12R 1/41(2006.01) C12R 1/01(2006.01) C12R 1/38(2006.01) C12R 1/05(2006.01) C12R 1/065(2006.01) (71)申请人 钟春燕 地址 570000 海南省海口市琼山区府城镇中 山南路天鹅花园 220。
2、5 室 (72)发明人 钟春燕 (74)专利代理机构 海口翔翔专利事务有限公司 46001 代理人 莫臻 (54) 发明名称 一种球形细菌纤维素的制备方法 (57) 摘要 本发明涉及微生物发酵技术领域， 具体涉及 一种球形细菌纤维素的制备方法， 将活化好的菌 种置于种子培养基中进行摇床震荡培养得到种子 溶液 ； 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养310d， 得到颗粒均匀的球形细菌 纤维素。本发明采用动态培养模式有效降低了培 养过程中的能耗， 可实现调控颗粒粒径大小且能 满足食品加工、 药物缓释、 生物标记等领域应用的 球形细菌纤维素， 符合食品加工、 生物医学领域的 使用要求，。
3、 具有过程简单易行、 操作方便、 无污染、 成本低等特点， 为球形细菌纤维素的工业化生产 提供一条有效途径。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 CN 101979641 A1/1 页 2 1. 一种球形细菌纤维素的制备方法， 其特征是将活化好的菌种置于种子培养基中在 2835、 80250rpm， 摇床震荡培养1236h， 得到种子溶液 ； 将培养好的种子溶液接入 发酵培养基中， 采用动态培养 3 10d， 得到颗粒均匀的球形细菌纤维素 ； 所述种子培养基 是每升水中加入葡萄糖 30 100g、 碳酸钙 0.。
4、1 1g、 酵母膏 0.1 1g ； 所述发酵培养基是 每升水中加入匍萄糖 30 100g、 磷酸氢二钠 1 4g、 磷酸二氢钾 1 4g、 酵母膏 1 5g、 蛋白胨 1 5g、 明胶 0 30g。 2. 根据权利要求 1 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述菌种是木醋 杆菌、 根瘤菌属、 八叠球菌属、 假单胞菌属、 无色杆菌属、 产碱菌属、 气杆菌属或固氮菌属中 的一种或二种以上。 3. 根据权利要求 1 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述发酵培养基 占培养容器体积的 50 70。 4. 根据权利要求 1 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 。
5、： 所述发酵培养的 温度是 28 35。 5. 根据权利要求 1 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述动态培养的 方式为摇床震荡、 机械搅拌或循环水。 6. 根据权利要求 5 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述摇床震荡的 频率为 80 250rpm。 7. 根据权利要求 5 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述机械搅拌的 频率为 100 500rpm。 8. 根据权利要求 5 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特征在于 ： 所述循环水的整 体流速为 0.01 0.1m/s。 9. 根据权利要求 1 所述的球形细菌纤维素的制备方法， 其特。
6、征在于 ： 所述的球形细菌 纤维素颗粒粒径为 0.01 3cm。 权 利 要 求 书 CN 101979636 A CN 101979641 A1/5 页 3 一种球形细菌纤维素的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及微生物发酵技术领域， 具体涉及一种球形细菌纤维素的制备方法， 具 体地说是以动态培养得到一种粒径分布均匀的球形细菌纤维素的方法。 背景技术 0002 细菌纤维素(Bacterial Cellulose， BC)作为一种优良的生物材料， 具有其独特的 物理、 化学性能 ： BC 具有天然的三维纳米网络结构 ； 高抗张强度和弹性模量 ； 高亲水性， 良 好的透气、 吸水、 透水性能。
7、， 非凡的持水性和高湿强度。 它口感脆滑， 富有弹性， 咀嚼性好， 高 温处理仍能保持原有的品质， 现已广泛应用于果冻、 罐头、 饮料等食品加工领域。长期食用 有促进肠胃蠕动， 防止便秘等作用。 它所含的食物热量很低， 因此作为减肥功能性食品也非 常流行。 另外， 大量研究表明细菌纤维素具有良好的体内、 体外生物相容性和良好的生物可 降解性， 这使得细菌纤维素本身可以应用于生物医用领域。 0003 目前， 细菌纤维素的培养大多是以浅盘静态培养为主， 得到的细菌纤维素膜再经 过切割制成不同的形状， 应用于不同的领域。而球形细菌纤维素的培养虽然早有报道， 但 由于存在培养周期较长、 连续型动态培养。
8、费用较高、 球形颗粒粒径不均匀等问题一直没有 得到工业化应用。如 Czaja 等人采用连续机械搅拌动态培养法在 Schramm-Hestrin 培养 液中得到颗粒粒径在 10mm 以内的球形细菌纤维素。(Structural investigations of microbial cellulose produced in stationary and agitated cultureJ.Cellulose， 2004， 11 ： 403-411.) 0004 中国专利 CN101586134A 公布了一种以椰子水、 蔬果汁等作为专用培养基， 采用连 续型震荡培养制备球形细菌纤维素的方法， 制。
9、备得到的球形细菌纤维素的形状 ( 球粒状、 刺球状、 星花状 ) 可以根据发酵条件和时间进行调控， 但此方法对培养基要求较为苛刻， 其 主要原料易受到季节等因素影响， 不利于工业化生产。中国专利 CN101705222A 公布了一种 以连续型动态培养制备细菌纤维素微球用于酶固定的方法， 但应用此方法制备较大粒径的 球形细菌纤维素难度较大。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种球形细菌纤维素的制备方法， 其以动态培养为主， 采用 多种培养方式相结合的模式， 可实现对颗粒粒径进行调控， 培养基简单易得， 不受季节因素 影响， 不含任何有毒溶剂， 制备过程简单易行、 操作方便、 无污染、 成本。
10、低 ； 可广泛应用于食 品加工、 药物缓释、 生物标记等领域。 0006 本发明所采用的技术方案 ： 0007 一种球形细菌纤维素的制备方法， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 28 35、 80 250rpm， 摇床震荡培养 12 36h， 得到种子溶液 ； 将培养好的种子溶液接入发酵 培养基中， 采用动态培养 3 10d， 得到颗粒均匀的球形细菌纤维素。所述种子培养基是每 升水中加入葡萄糖 30 100g、 碳酸钙 0.1 1g、 酵母膏 0.1 1g。所述发酵培养基是每升 说 明 书 CN 101979636 A CN 101979641 A2/5 页 4 水中加入葡萄糖 30 100g。
11、、 磷酸氢二钠 1 4g、 磷酸二氢钾 1 4g、 酵母膏 1 5g、 蛋白 胨 1 5g、 明胶 0 30g。 0008 所述菌种是木醋杆菌、 根瘤菌属、 八叠球菌属、 假单胞菌属、 无色杆菌属、 产碱菌 属、 气杆菌属或固氮菌属中的一种或二种以上。 0009 所述发酵培养基占培养容器体积的 50 70。培养基占培养容器的体积必须在 合理的范围内， 过高时动态培养易使培养基外泄， 造成浪费甚至污染培养体系 ； 过低时动态 培养不能使培养基产生内部湍流， 影响球形颗粒的形成。 0010 所述发酵培养的温度是 28 35。发酵温度的控制可以影响培养基粘度和细菌 纤维素的生产速率。一般在发酵培养前。
12、期采用较低的培养温度， 有助于形成细菌纤维素微 球。 当细菌纤维素微球形成后可提高培养温度， 有助于细菌纤维素快速生产， 得到颗粒粒径 较大的球形细菌纤维素。不同培养时间的控制可以得到不同颗粒粒径的球形细菌纤维素， 时间较短时， 制得的颗粒粒径较小。 0011 所述动态培养的方式为摇床震荡、 机械搅拌或循环水。 0012 所述摇床震荡的频率为 80 250rpm。 0013 所述机械搅拌的频率为 100 500rpm。 0014 所述循环水的整体流速为 0.01 0.1m/s。 0015 所述的球形细菌纤维素颗粒粒径为 0.01 3cm。 0016 在发酵培养基中加入明胶可以有效的提高培养基体。
13、系的粘度， 以保证制得的球形 细菌纤维素颗粒的均匀性， 影响球形细菌纤维素的颗粒粒径。 另外， 明胶中可以溶解少量的 食用添加剂、 缓释药物或生物标记物， 使得加入物质能够均匀分布在制得的球形细菌纤维 素中， 以满足球形细菌纤维素在不同领域的应用。同时明胶的加入起到了表面活性剂的作 用， 当含有明胶的发酵培养基在受到外力搅拌时可以生成更多大小均匀的气泡， 使种子溶 液中的细菌均匀分布在气泡的周围， 有利于球形细菌纤维素的生成。类似的表面活性剂也 可为海藻酸钠、 果胶酸钠、 壳聚糖、 甘油脂肪酸脂、 蔗糖脂肪酸酯等。 0017 与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ： 0018 (1) 种子培养。
14、基、 发酵培养基简单易得， 不受季节因素影响， 不含任何有毒溶剂， 不 会带来环境污染以及生态危机等问题， 符合食品加工、 生物医学领域的使用要求。 0019 (2) 以动态培养为主， 可将多种培养模式进行结合， 采用快慢结合、 动静结合， 有效 降低了培养过程中的能耗， 使球形细菌纤维素的工业化生产成为可能。 0020 (3) 过程简单易行、 操作方便、 无污染、 成本低 ； 通过简单改变制备条件可以实现 调控颗粒粒径大小的目的。 得到一种能够满足食品加工、 药物缓释、 生物标记等领域应用的 球形细菌纤维素。 具体实施方式 0021 下面结合具体实施方式， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些。
15、实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。 此外应理解， 在阅读了本发明的内容之后， 本领域技术人员 可以对本发明作各种改动或修改， 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的 范围。 0022 实施例一 说 明 书 CN 101979636 A CN 101979641 A3/5 页 5 0023 (1) 球形细菌纤维素由木醋杆菌制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 28， 80rpm， 摇床震荡培养 36h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 100g、 碳酸钙 0.1g、 酵母膏 0.1g。 0024 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培。
16、养 3d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加入葡萄糖 30g、 磷酸氢二钠 1g、 磷酸二氢钾 1g、 酵母膏 1g、 蛋白胨 1g、 明胶 30g。发酵培养基占培养容器体积的 50， 发酵培养温度 28。 发酵培养采用的动态方法为持续摇床震荡， 摇床震荡频率为 250rpm。 0025 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 0.01cm。 0026 实施例二 0027 (1) 球形细菌纤维素由根瘤菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 30， 100rpm， 摇床震荡培。
17、养 12h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 30g、 碳酸钙 1g、 酵母膏 1g。 0028 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 5d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。 发酵培养基为每升水中加入葡萄糖100g、 磷酸氢二钠4g、 磷酸二氢钾4g、 酵母膏 5g、 蛋白胨 5g、 20g 明胶。发酵培养基占培养容器体积的 70， 发酵培养温度 30。 发酵培养采用的动态方法为间歇摇床震荡， 摇床震荡频率为 80rpm。 0029 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平。
18、均粒径为 0.1cm。 0030 实施例三 0031 (1) 球形细菌纤维素由八叠球菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 35， 250rpm， 摇床震荡培养 24h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 50g、 碳酸钙 0.5g、 酵母膏 0.2g。 0032 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 7d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加入葡萄糖 50g、 磷酸氢二钠 0.2g、 磷酸二氢钾 0.2g、 酵母膏 0.2g、 蛋白胨 0.2g、 明胶 1g。发酵培养基占培养容器体积的 60， 发酵培养温 度 35。发酵培养采用的动。
19、态方法为持续机械搅拌， 机械搅拌频率为 100rpm。 0033 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 0.5cm。 0034 实施例四 0035 (1) 球形细菌纤维素由假单胞菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 32， 150rpm， 摇床震荡培养 36h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 70g、 碳酸钙 0.7g、 酵母膏 0.5g。 0036 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 7d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加入葡。
20、萄糖 70g、 磷酸氢二钠 3g、 磷酸二氢钾 3g、 酵母膏 3g、 蛋白胨 3g、 1g 明胶。发酵培养基占培养容器体积的 50， 发酵培养温度 32。 发酵培养采用的动态方法为间歇机械搅拌， 机械搅拌频率为 500rpm。 0037 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 0.05cm。 说 明 书 CN 101979636 A CN 101979641 A4/5 页 6 0038 实施例五 0039 (1) 球形细菌纤维素由无色杆菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 33， 200rp。
21、m， 摇床震荡培养 12h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 90g、 碳酸钙 0.2g、 酵母膏 0.7g。 0040 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 9d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加入葡萄糖 80g、 磷酸氢二钠 3g、 磷酸二氢钾 2g、 酵母膏2g、 蛋白胨5g、 明胶0.5g。 发酵培养基占培养容器体积的70， 发酵培养温度34。 发酵培养采用的动态方法为持续循环水， 循环水法整体流速为 0.01m/s。 0041 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 。
22、制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 1cm。 0042 实施例六 0043 (1) 球形细菌纤维素由产碱菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 34， 220rpm， 摇床震荡培养 24h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 100g、 碳酸钙 0.3g、 酵母膏 0.3g。 0044 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 10d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。 发酵培养基为每升水中加入葡萄糖100g、 磷酸氢二钠4g、 磷酸二氢钾1g、 酵母膏 5g、 蛋白胨 5g、 明胶 25g。发酵培养基占培养容器体积的 50， 发酵培养温度 33。 发酵培养。
23、采用的动态方法为间歇循环水， 循环水法整体流速为 0.1m/s。 0045 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 3cm。 0046 实施例七 0047 (1) 球形细菌纤维素由气杆菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 29， 90rpm， 摇床震荡培养 36h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入 7g 葡萄糖， 0.9g 碳酸钙， 0.9g 酵母膏。 0048 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 10d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加。
24、入葡萄糖 90g、 磷酸氢二钠 2g、 磷酸二氢钾 1g、 酵母膏 5g、 蛋白胨 5g、 明胶 15g。发酵培养基占培养容器体积的 60， 发酵培养温度 29。 发酵培养采用的动态方法为持续摇床震荡， 摇床震荡频率为 200rpm。 0049 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 2.5cm。 0050 实施例八 0051 (1) 球形细菌纤维素由固氮菌属制备， 将活化好的菌种置于种子培养基中在 31， 250rpm， 摇床震荡培养 12h， 得到种子溶液。种子培养基为每升水中加入葡萄糖 50g、。
25、 碳酸钙 8g、 酵母膏 8g。 0052 (2) 将培养好的种子溶液接入发酵培养基中， 采用动态培养 3d， 得到颗粒均匀的 球形细菌纤维素。发酵培养基为每升水中加入葡萄糖 60g、 磷酸氢二钠 2g、 磷酸二氢钾 4g、 酵母膏 3g、 蛋白胨 5g。发酵培养基占培养容器体积的 70， 发酵培养温度 31。发酵培养 采用的动态方法为间歇循环水， 循环水法整体流速为 0.05m/s。 0053 (3) 经发酵培养得到的细菌纤维素经过分离提纯， 除去菌体蛋白和粘附在纤维素 说 明 书 CN 101979636 A CN 101979641 A5/5 页 7 膜上的残余培养基， 制得的球形细菌纤维素颗粒平均粒径为 0.02cm。 说 明 书 CN 101979636 A 。