[发明专利]一种高效快速纯化细菌纤维素的方法

说明书

本发明属于发酵法生产细菌纤维素后的纤维素除杂领域，具体涉及一种高效快速纯化细菌纤维素的方法。包括以下步骤：将发酵培养基中的细菌纤维素取出，用去离子水洗涤后置于容器中，并向容器中加入0.05mol/L‑0.25mol/L的强碱溶液，在25℃‑85℃，200w‑1500w进行超声波清洗纯化，在清洗的过程中更换强碱溶液2‑5次，直至细菌纤维素为乳白色；所述强碱溶液体积与细菌纤维素质量的比不小于3：1；将碱洗后的细菌纤维素在磁力搅拌下用酸溶液处理10min‑60min，然后用去离子水洗涤至中性。与现有技术相比，达到相同的纯化效果用时缩短2‑5倍。

技术领域

本发明属于发酵法生产细菌纤维素后对纤维素纯化领域，具体涉及一种高效快速去除细菌纤维素中培养基和菌体细胞的方法。

背景技术

细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)是由可产生细菌纤维素的微生物生合成所产生，由可产生细菌纤维素的微生物发酵而得的细菌纤维素原料，经适当处理后可得具有微细孔洞、高亲水能力、高机械强度以及极高生物兼容性(biocompatibility)等特性的生物纤维素膜，使生物纤维素膜广泛应用于各领域中，例如工业领域的过滤膜、食品工业的膳食纤维以及生医领域的人工皮肤、人工血管等用途。

细菌纤维素从发现至今已有一百多年的历史，随着科技的进步，人们对细菌纤维素有了更为广泛和深入的认识，并发现了细菌纤维素众多优异的性能，这些性能包括：(1)细菌纤维素具有极高的化学纯度及结晶度。(2)细菌纤维素拥有较高的弹性模量、抗张强度及抗撕能力。(3)细菌纤维素具有很强的吸水性、复水性、透气透水性及热稳定性。(4)细菌纤维素具备良好的生物相容性及可降解性。(5)细菌纤维素具备很好的可塑性与发酵过程可调性。基于细菌纤维素以上众多的优异性能，细菌纤维素被广泛应用于食品工业、医用材料、造纸工业、日用品等领域。

对于细菌纤维素来说，由于细菌纤维素孔隙中含有大量的培养基以及菌体，纯化不合格不仅不能发挥细菌纤维素众多优异的性能，还可能会影响到细菌纤维素的开发应用，因此纯化是细菌纤维素应用的前提，但是细菌纤维素纯化方面目前并没有太多的研究。细菌纤维素可由细菌产生，在生产细菌纤维素的过程中，菌体细胞将会被包裹在细菌纤维素丝所形成的孔隙中并与纤维素丝相连，这对快速高效去除细菌纤维素中的菌体细胞提出了挑战，同时细菌纤维素的孔隙中含有大量的培养基。科学合理的纯化方法可以高效快速的得到高纯度的细菌纤维素。目前去除细菌纤维素中杂质的主要采用强碱浸泡法、加热煮沸法，目前的纯化方法虽然可以在一定程度上纯化细菌纤维素，但是存在着耗时长，或是纯化效率低的缺陷。

公开号CN105854953A的发明《一种细菌纤维素/钨酸铋复合薄膜的制备方法及所得产品和应用》公开了一种细菌纤维素/钨酸铋复合薄膜的制备方法及所得产品和应用，其公开细菌纤维素的纯化方式是：将细菌纤维素先用水煮沸20～60min，然后在浓度为0.1～0.5mol/L 的NaOH溶液中煮沸10～30min。实验证实，高温煮沸纯化发酵所产的细菌纤维素的能力有限，且耗时很长，在蒸煮过程中过程还会产生大量异味，污染空气。

公开号CN106591393A的发明《一种高性能细菌纤维素及其可控制备方法与应用》公开的细菌纤维素的提取：过滤收集细菌纤维素凝胶，用蒸馏水反复冲洗除去培养基；用NaOH热水浴浸泡以去除残存的菌体和培养基，洗涤至中性，干燥，得到细菌纤维素，冷藏待用。实验证实，NaOH热水浴浸泡可以在一定纯度上缩短发酵所产的细菌纤维素的纯化时间，但是纯化效果具有一定的局限性。