一种连续生产细菌纤维素的方法

摘要

本发明涉及一种连续生产细菌纤维素的方法，通过将发酵培养细菌纤维素的过程分为预培养、连续培养和后处理三个步骤，将菌种细胞分裂的快速增长期与平稳增长期分开操作，并精确控制各环节的衔接时间节点。通过在连续培养环节收集细菌纤维素原膜阶段，利用细菌纤维素在形成过程中的生物特性，将细菌纤维素原膜剖切分为上层活性层与下层细菌纤维素膜，重复利用活性层，提高了一次接种进入发酵培养液的菌种细胞的利用率，能够实现至少7周的细菌纤维素连续生产。

主权项

一种连续生产细菌纤维素的方法，其特征是：分为预培养阶段、连续培养和后处理三个阶段；所述的预培养阶段包括菌种扩培步骤和培养步骤；所述的连续培养为细菌纤维素的准备期、静置培养期和分离/收集期的循环培养；所述的准备期是将预培养的细菌纤维素薄膜或分离后的活性层平铺在连续培养池的发酵培养液表面进行初期细菌纤维素培养的时期；所述的静置培养期是指细菌纤维素膜通过静置培养达到要求的时期；所述的分离/收集期是指在所述静置培养期结束后将所得的细菌纤维素原膜剖切成活性层和细菌纤维素膜的时期；所述方法的具体步骤为：1）发酵培养液的调配；发酵培养液组分，以质量百分数计，单位为wt%：葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇2～5，蛋白胨0.05～0.5，酵母膏0.05～0.5，柠檬酸0.01～0.1，磷酸氢二钠0.02～0.2，磷酸二氢钾0.01～0.1，余量为水；发酵培养液的pH为4.0～6.0；将上述组分混合后经高压蒸汽灭菌后紫外辐照并冷却至室温，通纯氧，即得发酵培养液；2）菌种扩培；将所述的发酵培养液转移、接种和扩培；扩培程度：菌种细胞数目在2×107～2×109个/ml范围内；3）预培养；将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的预培养池中，液面高度不超过5cm，放置于恒温培养环境内，28～32℃静置培养；控制预培养池的空气压力为1个标准大气压与氧气体积浓度为10～15%，当预培养池中发酵培养液表面出现一层半透明的细菌纤维素薄膜，且厚度达到0.5～2mm时，取出；4）连续培养准备期：将预培养池中取出的半透明的细菌纤维素薄膜或者分离后的活性层，平铺在连续培养池内位于发酵培养液液面位置的金属筛网上；所述的金属筛网的上表面低于液面0.5～1mm；静置培养期：控制与细菌纤维素薄膜上表面相接触的空气压力在上限不超过1.2个标 准大气压，下限高于1个标准大气压的范围内，氧气体积浓度为10～15%；同时使金属筛网以0.5～1mm/小时的速率下降，直至金属筛网与在发酵培养液表面的细菌纤维素薄膜完全分离且距离超过5cm时，停止下降；培养温度控制在28～32℃范围内；分离/收集期：当细菌纤维素薄膜厚度达到要求厚度时，取出即获得细菌纤维素原膜；将细菌纤维素原膜沿水平方向剖切成分离的上下两层，上层为活性层，下层为细菌纤维素膜；所述活性层的厚度为0.5～2mm；所述的活性层进入下一个准备期，进行循环连续培养；4）后处理将所述细菌纤维素膜浸泡在浓度为1～10wt%的氢氧化钠溶液中，煮沸保持2～10小时，用纯净水清洗至pH为7.0。