[发明专利]一种细菌纤维素提纯分离的方法

说明书

本发明公开了一种细菌纤维素纯化分离的方法，首先将培养出的细菌纤维素浸于去离子水中去除细菌纤维素内部的培养基，将细菌纤维素浸泡溶菌酶溶液中；通过加入乙二胺四乙酸或胰蛋白酶加快溶菌酶破坏细菌细胞壁；随后通过表面活性剂和超声处理加速细菌细胞膜破裂易于分离去除细菌残体；最后进行反复清洗得到纯化的细菌纤维素。本发明通过使用溶菌酶，制备出纯化的细菌纤维素，避免使用氢氧化钠或者碳酸钠等碱性物质带来的环境污染以及对细菌纤维素原位复合物中高分子材料结构和性能的影响，纯化后的细菌纤维素维持原有的三维形貌。本发明具有操作简便、成本低廉、缩短了纯化时间、绿色无污染和易实现规模化生产等优点。

技术领域

本发明属于细菌纤维素提纯分离技术领域，它涉及一种细菌纤维素提纯分离的方法。

背景技术

纤维素可以由植物、动物以及微生物合成，其中由微生物发酵合成的纤维素称之为细菌纤维素。细菌纤维素是目前最细的天然纤维，与植物纤维素相比，细菌纤维素没有木质素、果胶和半纤维素等其它物质，所以细菌纤维素具有高的结晶度和优异的力学性能；此外，细菌纤维素有很强的持水能力和较好的生物相容性。这些众多的优点使其在生物医学领域具有广阔的应用前景。

由于由发酵获得细菌纤维素水凝胶中含有许多杂质和细菌的尸体，因此，发酵得到的细菌纤维素需要清洁处理，以彻底消除杂质和菌体。目前，细菌纤维素的纯化方式主要是先通过去离子水多次清洗(去除杂质)，热水中长时间浸泡处理后，再采用一定浓度的热碱溶液多次浸泡处理(去除菌体)。这种使用碱性溶液的方法不仅造成环境污染，而且能耗大。更为重要的是，热碱溶液多次浸泡处理会破坏绝大多数高分子材料的结构和性能(如明胶、胶原、丝素蛋白、聚氨酯、聚己内酯、聚乳酸等)，这使得人们无法采用原位复合的方法制备细菌纤维素与常用生物医用高分子材料的复合材料，从而严重影响其在生物医学领域的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种细菌纤维素提纯分离的方法，使用溶菌酶溶液对细菌纤维素进行清洁处理以除去木醋杆菌的菌体。这是因为溶菌酶可破坏细菌细胞壁，然后通过超声与表面活性剂结合的方式加速细菌细胞膜破裂易于分离去除细菌残体。通过此方法处理的细菌纤维素能够快速高效的除去细菌纤维素内部的细菌及其内毒素，并且操作简便，对环境友好，使得这种细菌纤维素的处理方法可在诸多领域得到应用。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种细菌纤维素提纯分离的方法，在未使用碱性溶剂前提下，通过溶菌酶作用使其细菌的细胞壁分解、破裂，再经超声与表面活性剂处理加速细菌细胞膜破裂易于分离去除细菌残体并反复清洗以除去菌体获得无细菌及内毒素的细菌纤维素；具体实施步骤如下：

步骤1)：以pH为6.5的三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液为溶剂，配制溶菌酶溶液，并与乙二胺四乙酸或胰蛋白酶溶液等体积均匀混合配制成溶菌酶混合溶液，备用；其中，溶菌酶溶液的质量体积浓度为0.5g/L，乙二胺四乙酸溶液的质量体积浓度为1.0g/L，或是胰蛋白酶质量浓度为2.5％；

步骤2)：将培养3-5天的细菌纤维素水凝胶取出，浸泡在去离子水中10-12h，更换去离子水，反复多次，直至细菌纤维素内部培养基和杂质被去离子置换出来；

步骤3)：将步骤2)处理后的细菌纤维素水凝胶浸泡在步骤1)制得的溶菌酶混合溶液中，其中，细菌纤维素与溶菌酶混合溶液的质量体积浓度为0.05-0.25g/mL；置于摇床进行振荡，摇床转速范围为100-200r/min，温度为30-40℃，浸泡振荡时间为3-12h；

步骤4)：将步骤3)获得的细菌纤维素水凝胶浸泡在表面活性剂中进行超声，超声时间为3-6h，超声功率为100-300W；

步骤5)：将步骤4)获得的细菌纤维素水凝胶多次清洗，去除细菌纤维素内部残留的表面活性剂，制备出纯化的细菌纤维素水凝胶。

本发明中，所述表面活性剂包括但不限于Triton X-100、TWEEN-20、Span-80及烷基糖苷中的一种。