專利名稱：一種利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法
技術領域：
本發明涉及一種合成改性細菌纖維素的方法，尤其涉及一種利用 發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法。
背景技術：
細菌纖維素(bacterial cellulose, BC)是由某些微生物合成的纖 維素，由于其具有純度高、結晶度高、持水吸水性能好、形狀保持能 力好、可生物降解、生物合成時性能的可調控性等優良性能，使得 BC作為優良的原料成為研究熱點，特別是近年來以BC為基質的生 物材料在醫療衛生材料、藥物緩釋載體、組織工程材料等領域得到廣 泛的關注，具有廣闊的應用前景。因此，使細菌纖維素具有不同的物 理、機械性能，或具有如抗菌性等自身沒有的其他性能以滿足不同領 域的應用要求，是急待探索解決的科學問題。而研究如何通過改變合 成體系條件來改良細菌纖維素的性能將是有效可行的途徑。但自前國 內很少有這樣的報道，有必要在該領域探尋新的改良方法得到性能多 樣的細菌纖維素材料，拓展其應用領域。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌 纖維素的方法，該方法可以明顯縮短培養周期，提高纖維素產率和改 變細菌纖維素結構等。本發明的技術原理是利用自然發酵的椰子水培養體系，并添加 氨基糖，然后接種木醋桿菌進行培養，即可得到高產率的改性細菌纖維素。
本發明所采用的技術方案是
一種利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法，其步驟 如下
1、 種子液培養
取木醋桿菌接入培養液中于28 3(TC進行靜態培養1~3天，得種 子液。所述培養液是由發酵的椰子水與蒸餾水混合而成，其中按體積
百分比計發酵椰子水占70%~95%，蒸餾水占5~30%。
2、 培養基的制備
取發酵椰子水，按重量百分比計在發酵椰子水中加入0~6%的蔗 糖，0. 2%~0. 5%的硫酸銨，0. 05%~0. 3%的磷酸二氫鉀，0. 01%~0. 1% 的硫酸鎂，并添加0. 1%~2. 0%的氨基糖，調節pH為3.0 5.5，然后 進行高溫滅菌，得含氨基糖培養基。所述氨基糖是葡萄糖胺、N-乙酰 葡萄糖胺、6-磷酸-N-乙酰葡萄糖胺、半乳糖胺或N-乙酰-D-半乳糖 胺。
3、 改性細菌纖維素的制備
按體積百分比計以3%~10%的接種量將種子液接入含氨基糖的培 養基中進行培養至培養基產生細菌纖維素；將細菌纖維素進行純化處 理，然后于60 8(TC恒溫干燥或凍干至恒重，獲得改性細菌纖維素。 所述培養方式是在28 35'C下靜態培養2~4天。所述細菌纖維素的純化處理方式是取出產物后水流沖洗2~4小時，將其浸泡在80~100°C 的1%~2%的NaOH溶液中4 6小時，在稀酸內浸泡過夜，浸泡于叔丁 醇和乙醇內，再用蒸餾水超聲波處理。
所述發酵椰子水是自然發酵7~30天的椰子水。
本發明制備工藝簡單，利用了海南資源椰子水，成本低廉，通過 改變培養體系，有效地縮短培養周期，增大了產物的產率；添加氨基 糖后改變了產物的結構和性能，使產物既具有細菌纖維素又在一定程 度上具有氨基糖的特性，實現了改良細菌纖維素性能的目的。
圖1是純細菌纖維素(a)和N-乙酰葡萄糖胺改性細菌纖維素 (b)的紅外對照譜圖。
圖2是純細菌纖維素(a)和N-乙酰葡萄糖胺改性細菌纖維素 (b)的20000x下的掃描電鏡對照照片。
具體實施方式
下面用非限定性實施例對本發明作進一步說明。 實施例一
將椰子水于自然條件下發酵10天。
取木醋桿菌接入由80ml發酵椰子水和20ml蒸餾水組成的培養液 中于3(TC進行靜態培養3天，得100ml種子液。
取發酵椰子水400ml和100ml蒸餾水，混勻形成培養液，在培養 液中中加入10g的蔗糖，1.5g的硫酸銨，0.5g的磷酸二氫鉀，0.25g 的硫酸鎂，并添加0. 5g的6_磷酸-N-乙酰氨基葡萄糖，調節pH為4. 0，然后在12rC下滅菌15min，得含N-乙酰氨基葡萄糖培養基。
取25ml種子液接入含N-乙酰氨基葡萄糖培養基中進行靜態30 'C培養至培養基表面有凝膠膜出現；將膜取出后水流沖洗膜3小時， 將膜浸泡在9(TC的2%的NaOH溶液中5小時，在稀酸內浸泡過夜，然 后依次浸泡于叔丁醇和乙醇內，再用蒸餾水超聲波處理，最后凍干至 恒重，獲得改性細菌纖維素干膜。干膜通過測定，其化學結構中含有 N-乙酰基團特征峰1650cm—1和1560cm—N其結晶度和微觀網狀結構 獲得改變；吸水性能和透氣性有所改善。 實施例二
將椰子水于自然條件下發酵15天。
取木醋桿菌接入由45ml發酵椰子水和5ml蒸餾水組成的培養液 中于28"C進行靜態培養3天，得50ml種子液。
取發酵椰子水180ml和20ml蒸餾水，混勻形成培養液，在培養 液中加入8g的蔗糖，0. 8g的硫酸銨，0. 2g的磷酸二氫鉀，0. lg硫 酸鎂，并添加4gN-乙酰氨基葡萄糖，調節pH為4.2，然后在121。C 下滅菌15min，得含N-乙酰氨基葡萄糖培養基。
取16ml種子液接入N-乙酰氨基葡萄糖培養基中進行靜態培養至 培養基表面有凝膠膜出現；將膜取出后水流沖洗膜3小時，將膜浸泡 在8(TC的2%的NaOH溶液中6小時，每1. 5小時換1次NaOH溶液， 然后在稀酸內浸泡過夜，再依次浸泡于叔丁醇和乙醇內，最后用蒸餾 水超聲波處理至中性，然后于6(TC恒溫干燥至恒重，獲得改性細菌 纖維素干膜。通過檢測，紅外結果其證明含有N-乙酰氨基葡萄糖的特征峰1650cm—1和1560cm—1;其結晶度和微觀網狀結構獲得改變。 實施例三
將椰子水于自然條件下發酵20天。
取木醋桿菌接入由70ml發酵椰子水和30ml蒸餾水組成的培養液 中于28'C進行靜態培養3天，得100ml種子液。
取發酵椰子水350ml和150ml蒸餾水，混勻形成培養液，在培養 液中加入20g的蔗糖，1.5g的硫酸銨，0.5g的磷酸二氫鉀，0.25g 硫酸鎂，并添加2. 5gN-乙酰氨基葡萄糖，調節pH為4. 1，然后在121 。C下滅菌15min,得含N-乙酰氨基葡萄糖培養基。
取30ml種子液接入N-乙酰氨基葡萄糖培養基中進行搖床培養 (搖床速度為lOOr/min)至培養基中有球狀產物出現；將產物取出 后蒸餾水浸泡3小時，將膜浸泡在8(TC的2%的NaOH溶液中6小時， 每2小時換l次NaOH溶液，然后在稀酸內浸泡過夜，最后用蒸餾水 超聲波處理至中性，凍干至恒重，獲得細菌纖維素改性產物。
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權利要求
1、一種利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法，其特征在于其步驟如下1)、種子液培養取木醋桿菌接入培養液中于28～30℃進行靜態培養1～3天，得種子液；所述培養液是由發酵的椰子水與蒸餾水混合而成，其中按體積百分比計發酵椰子水占70％～95％，蒸餾水占5～30％；2)、培養基的制備取發酵椰子水，按重量百分比計在發酵椰子水中加入0～6％的蔗糖，0.2％～0.5％的硫酸銨，0.05％～0.3％的磷酸二氫鉀，0.01％～0.1％的硫酸鎂，并添加0.1％～2.0％的氨基糖，調節pH為3.0～5.5，然后進行高溫滅菌，得含氨基糖培養基。所述氨基糖是葡萄糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、6-磷酸-N-乙酰葡萄糖胺、半乳糖胺或N-乙酰-D-半乳糖胺；3)、改性細菌纖維素的制備按體積百分比計以3％～10％的接種量將種子液接入含氨基糖的培養基中進行培養至產生細菌纖維素；將細菌纖維素進行純化處理，然后于60～80℃恒溫干燥或凍干至恒重，獲得改性細菌纖維素。
2、 根據權利要求1所述的利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌 纖維素的方法，其特征在于所述發酵椰子水是自然發酵7 30天的 椰子水。
3、 根據權利要求1所述的利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法，其特征在于所述種子液在含氨基糖培養基中的培養方式是在28 30'C下靜態培養2~4天。
4、根據權利要求1所述的利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌 纖維素的方法，其特征在于所述細菌纖維素的純化處理方式是取出 產物后水流沖洗2~4小時，將其浸泡在80 100°C的1%~2%的NaOH溶 液中4 6小時，再在稀酸內浸泡過夜，然后依次浸泡于叔丁醇和乙醇 內，最后用蒸餾水超聲波處理。
全文摘要
本發明公開了一種利用發酵椰子水合成氨基糖改性細菌纖維素的方法，以發酵椰子水為培養體系，輔以適量碳源、氮源，添加氨基糖后，接種木醋桿菌培養可得到改性細菌纖維素，其過程包括1.種子液培養；2.培養基的制備；3.改性細菌纖維素的制備。本發明制備工藝簡單，利用了海南資源椰子水，成本低廉，通過改變培養體系，有效地縮短培養周期，改變產物的產率；添加氨基糖后改變了產物結構和性能，使產物既具有細菌纖維素的性能又在一定程度上具有氨基糖的特性，實現了改良細菌纖維素性能的目的。
文檔編號C12P19/04GK101497905SQ200910126670
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月5日 優先權日2009年3月5日
發明者馮玉紅, 敏 吳, 吳周新, 尹學瓊, 龐素娟, 徐田軍, 曹獻英, 朱清梅, 杜晶晶, 強 林, 成 牛, 王錫彬, 胡凌俊, 魯戰平 申請人:海南大學