本發明公開了一種抗菌性細菌纖維素膜的制備方法，屬于細菌纖維素膜技術領域。
背景技術：
細菌纖維素作為一種優良的生物材料，具有其獨特的物理和化學性能:細菌纖維素具有三維網絡狀結構，高持水性、吸水性和透氣性，高抗張強度和彈性模量。大量研究表明，細菌纖維素具有良好的生物相容性和生物可降解性，能緩解疼痛，促進傷口愈合，不含毒性物質。單純細菌纖維素作為皮膚敷料在國外已有報道，并已用于臨床，且近幾年國內對細菌纖維素在皮膚敷料方面的應用研究也越來越多。細菌纖維素本身具有良好的吸水性，在保證生物安全性的基礎上能夠持續有效地吸收傷口的滲出液和代謝產物，且細菌纖維素還具有良好的透氣性，促進創口的愈合。
細菌纖維素是小分子的碳水化合物經微生物發酵形成的纖維類物質。與傳統植物纖維素相比有許多優良性能，如高純度、高聚合度、高潔晶度、高親水性、較高生物適應性等，在自然界可直接降解。因此，以細菌纖維素為原料制備薄膜，不僅拓寬了纖維素原料的來源，而且由此獲得的薄膜強度高、可生物降解，能夠滿足當今綠色環保包裝業的需求。細菌纖維素作為一種新型的微生物合成材料，在食品工業、生物醫學、造紙、聲學器材和石油開采方面已經得到了廣泛的應用。目前關于細菌纖維素的制備技術已有很多報道，主要是通過傳統的靜置培養來研究其在敷料方面的應用。通過傳統靜置培養的方法得到的細菌纖維素膜有的結構單一，有的則由于采用機械切割而導致細菌纖維素膜不均勻，且由傳統的培養方法得到的細菌纖維素膜厚度不能得到有效的控制。目前傳統細菌纖維素膜存在抗菌性能不佳的缺陷，導致使用局限性亟待解決。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對目前傳統的細菌纖維素膜抗菌性能不佳，導致存在使用過程中存在極大局限性的缺陷，本發明對小麥秸稈進行酶解糖化，在糖化過程中添加煙酰胺，作為引誘因子，再通過高壓順爆處理，制備發酵用濃縮液，隨后通過木醋桿菌活化，在與濃縮液、營養物、殼聚糖等發酵營養物，進行發酵，以煙酰胺為誘導，膜負載殼聚糖，制備得抗菌性細菌纖維素膜，彌補了傳統細菌纖維素膜抗菌性能不佳的缺陷，更可以有效的使細菌纖維素膜保持長效抑菌性，具有更廣泛的應用前景。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
（1）取小麥秸稈放入烘箱中，設定溫度為40～45℃，干燥1～2h，再進行粉碎，過100目篩，得小麥秸稈顆粒，按固液比1:3，將小麥秸稈顆粒與質量分數為10％煙酰胺溶液放入酶解罐中，使用質量分數為30％硫酸溶液調節pH至5.5～6.0，以150r/min攪拌40～45min；
（2）在上述攪拌結束后靜置15～20min，再向酶解罐中加入小麥秸稈顆粒質量2.2～2.5％的混合酶，設定溫度為35～45℃，以140r/min攪拌酶解4～6h，隨后自然冷卻至室溫，將酶解混合物放入高壓反應釜中，升壓至3～4MPa，保壓3～5min，隨后在1～3min降壓至標準大氣壓并出料，收集出料物，并放入離心機中，以3000r/min離心10～15min，收集上清液，再濃縮至原體積的45～48％，收集濃縮液，備用；所述混合酶為木聚糖酶和過氧化氫酶按質量比3:1混合而成；
（3）按接種量10～12％，將木醋桿菌接種至牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，并置于恒溫搖床中，設定溫度為30～35℃，以150rpm振蕩培養14～19h，隨后將培養基取出，使用無菌水以4mL/min的速率淋洗培養基表面至其表面無菌絲，收集淋洗液，得菌液；
（4）按重量份數計，取40～50份步驟（2）備用的濃縮液、18～22份蛋白胨、14～16份酵母浸膏、8～12份殼聚糖、2～3份檸檬酸、1～2份硫酸鎂及0.8～1.4份磷酸二氫鉀，攪拌均勻，并殺菌消毒，得發酵營養物，將發酵營養物加入至發酵罐中，按接種量12～16％，向發酵罐中加入上述菌液，設定溫度為28～35℃，通氣量為3～5vvm，靜置發酵3～6天；
（5）在上述發酵結束后，使用鑷子將發酵罐中發酵混合物表面的抗菌性細菌纖維素膜取出，將其浸泡于1.5mol/L氫氧化鈉溶液中，在88～94℃靜置1～2h后，趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌抗菌性細菌纖維素膜至中性，隨后將其自然風干，并殺菌消毒，即可得抗菌性細菌纖維素膜。
本發明的物理性質是：本發明所得的抗菌性細菌纖維素膜厚度為0.200～0.400mm，膜孔徑為10～12nm，對大腸桿菌的抗菌率達到98～99％。
本發明的有益效果是：
（1）本發明得到的細菌纖維素膜相比于傳統培養得到的細菌纖維素膜其結構更疏松，將其作為人體皮膚敷料具有良好的持水性和透氣性，膜更均勻，力學性能更好；
（2）本發明制得的抗菌纖維素膜較傳統細菌纖維素膜抗菌率提高6～8倍，抗菌性能較佳。
具體實施方式
首先取小麥秸稈放入烘箱中，設定溫度為40～45℃，干燥1～2h，再進行粉碎，過100目篩，得小麥秸稈顆粒，按固液比1:3，將小麥秸稈顆粒與質量分數為10％煙酰胺溶液放入酶解罐中，使用質量分數為30％硫酸溶液調節pH至5.5～6.0，以150r/min攪拌40～45min；在上述攪拌結束后靜置15～20min，再向酶解罐中加入小麥秸稈顆粒質量2.2～2.5％的混合酶，設定溫度為35～45℃，以140r/min攪拌酶解4～6h，隨后自然冷卻至室溫，將酶解混合物放入高壓反應釜中，升壓至3～4MPa，保壓3～5min，隨后在1～3min降壓至標準大氣壓并出料，收集出料物，并放入離心機中，以3000r/min離心10～15min，收集上清液，再濃縮至原體積的45～48％，收集濃縮液，備用；所述混合酶為木聚糖酶和過氧化氫酶按質量比3:1混合而成；按接種量10～12％，將木醋桿菌接種至牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，并置于恒溫搖床中，設定溫度為30～35℃，以150rpm振蕩培養14～19h，隨后將培養基取出，使用無菌水以4mL/min的速率淋洗培養基表面至其表面無菌絲，收集淋洗液，得菌液；按重量份數計，取40～50份備用的濃縮液、18～22份蛋白胨、14～16份酵母浸膏、8～12份殼聚糖、2～3份檸檬酸、1～2份硫酸鎂及0.8～1.4份磷酸二氫鉀，攪拌均勻，并殺菌消毒，得發酵營養物，將發酵營養物加入至發酵罐中，按接種量12～16％，向發酵罐中加入上述菌液，設定溫度為28～35℃，通氣量為3～5vvm，靜置發酵3～6天；在上述發酵結束后，使用鑷子將發酵罐中發酵混合物表面的抗菌性細菌纖維素膜取出，將其浸泡于1.5mol/L氫氧化鈉溶液中，在88～94℃靜置1～2h后，趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌抗菌性細菌纖維素膜至中性，隨后將其自然風干，并殺菌消毒，即可得抗菌性細菌纖維素膜。
實例1
首先取小麥秸稈放入烘箱中，設定溫度為40℃，干燥1h，再進行粉碎，過100目篩，得小麥秸稈顆粒，按固液比1:3，將小麥秸稈顆粒與質量分數為10％煙酰胺溶液放入酶解罐中，使用質量分數為30％硫酸溶液調節pH至5.5，以150r/min攪拌40min；在上述攪拌結束后靜置15min，再向酶解罐中加入小麥秸稈顆粒質量2.2％的混合酶，設定溫度為35℃，以140r/min攪拌酶解4h，隨后自然冷卻至室溫，將酶解混合物放入高壓反應釜中，升壓至3MPa，保壓3min，隨后在1min降壓至標準大氣壓并出料，收集出料物，并放入離心機中，以3000r/min離心10min，收集上清液，再濃縮至原體積的45％，收集濃縮液，備用；所述混合酶為木聚糖酶和過氧化氫酶按質量比3:1混合而成；按接種量10％，將木醋桿菌接種至牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，并置于恒溫搖床中，設定溫度為30℃，以150rpm振蕩培養14h，隨后將培養基取出，使用無菌水以4mL/min的速率淋洗培養基表面至其表面無菌絲，收集淋洗液，得菌液；按重量份數計，取40份備用的濃縮液、18份蛋白胨、14份酵母浸膏、8份殼聚糖、2份檸檬酸、1份硫酸鎂及0.8份磷酸二氫鉀，攪拌均勻，并殺菌消毒，得發酵營養物，將發酵營養物加入至發酵罐中，按接種量12％，向發酵罐中加入上述菌液，設定溫度為28℃，通氣量為3vvm，靜置發酵3天；在上述發酵結束后，使用鑷子將發酵罐中發酵混合物表面的抗菌性細菌纖維素膜取出，將其浸泡于1.5mol/L氫氧化鈉溶液中，在88℃靜置1h后，趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌抗菌性細菌纖維素膜至中性，隨后將其自然風干，并殺菌消毒，即可得抗菌性細菌纖維素膜。
本發明的物理性質是：本發明所得的抗菌性細菌纖維素膜厚度為0.200mm，膜孔徑為10nm，對大腸桿菌的抗菌率達到98％。
實例2
首先取小麥秸稈放入烘箱中，設定溫度為43℃，干燥1.5h，再進行粉碎，過100目篩，得小麥秸稈顆粒，按固液比1:3，將小麥秸稈顆粒與質量分數為10％煙酰胺溶液放入酶解罐中，使用質量分數為30％硫酸溶液調節pH至5.7，以150r/min攪拌43min；在上述攪拌結束后靜置17min，再向酶解罐中加入小麥秸稈顆粒質量2.4％的混合酶，設定溫度為40℃，以140r/min攪拌酶解5h，隨后自然冷卻至室溫，將酶解混合物放入高壓反應釜中，升壓至3.5MPa，保壓4min，隨后在2min降壓至標準大氣壓并出料，收集出料物，并放入離心機中，以3000r/min離心13min，收集上清液，再濃縮至原體積的47％，收集濃縮液，備用；所述混合酶為木聚糖酶和過氧化氫酶按質量比3:1混合而成；按接種量11％，將木醋桿菌接種至牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，并置于恒溫搖床中，設定溫度為33℃，以150rpm振蕩培養17h，隨后將培養基取出，使用無菌水以4mL/min的速率淋洗培養基表面至其表面無菌絲，收集淋洗液，得菌液；按重量份數計，取45份備用的濃縮液、20份蛋白胨、15份酵母浸膏、10份殼聚糖、2.5份檸檬酸、1.5份硫酸鎂及1.0份磷酸二氫鉀，攪拌均勻，并殺菌消毒，得發酵營養物，將發酵營養物加入至發酵罐中，按接種量14％，向發酵罐中加入上述菌液，設定溫度為31℃，通氣量為4vvm，靜置發酵5天；在上述發酵結束后，使用鑷子將發酵罐中發酵混合物表面的抗菌性細菌纖維素膜取出，將其浸泡于1.5mol/L氫氧化鈉溶液中，在91℃靜置1.5h后，趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌抗菌性細菌纖維素膜至中性，隨后將其自然風干，并殺菌消毒，即可得抗菌性細菌纖維素膜。
本發明的物理性質是：本發明所得的抗菌性細菌纖維素膜厚度為0.300mm，膜孔徑為11nm，對大腸桿菌的抗菌率達到98.5％。
實例3
首先取小麥秸稈放入烘箱中，設定溫度為45℃，干燥2h，再進行粉碎，過100目篩，得小麥秸稈顆粒，按固液比1:3，將小麥秸稈顆粒與質量分數為10％煙酰胺溶液放入酶解罐中，使用質量分數為30％硫酸溶液調節pH至6.0，以150r/min攪拌45min；在上述攪拌結束后靜置20min，再向酶解罐中加入小麥秸稈顆粒質量2.5％的混合酶，設定溫度為45℃，以140r/min攪拌酶解6h，隨后自然冷卻至室溫，將酶解混合物放入高壓反應釜中，升壓至4MPa，保壓5min，隨后在3min降壓至標準大氣壓并出料，收集出料物，并放入離心機中，以3000r/min離心15min，收集上清液，再濃縮至原體積的48％，收集濃縮液，備用；所述混合酶為木聚糖酶和過氧化氫酶按質量比3:1混合而成；按接種量12％，將木醋桿菌接種至牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，并置于恒溫搖床中，設定溫度為35℃，以150rpm振蕩培養19h，隨后將培養基取出，使用無菌水以4mL/min的速率淋洗培養基表面至其表面無菌絲，收集淋洗液，得菌液；按重量份數計，取50份備用的濃縮液、22份蛋白胨、16份酵母浸膏、12份殼聚糖、3份檸檬酸、2份硫酸鎂及1.4份磷酸二氫鉀，攪拌均勻，并殺菌消毒，得發酵營養物，將發酵營養物加入至發酵罐中，按接種量16％，向發酵罐中加入上述菌液，設定溫度為35℃，通氣量為5vvm，靜置發酵6天；在上述發酵結束后，使用鑷子將發酵罐中發酵混合物表面的抗菌性細菌纖維素膜取出，將其浸泡于1.5mol/L氫氧化鈉溶液中，在94℃靜置2h后，趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌抗菌性細菌纖維素膜至中性，隨后將其自然風干，并殺菌消毒，即可得抗菌性細菌纖維素膜。
本發明的物理性質是：本發明所得的抗菌性細菌纖維素膜厚度為0.400mm，膜孔徑為12nm，對大腸桿菌的抗菌率達到99％。