不大，確定其他因素的添加量為高水平和低水平添加量的平均值，即酵母膏為12.5g/L、蛋 白胨為 10 · Og/L、KH2P〇4 為6 · 5g/L、MgS〇4為3 · 1 g/L、檸檬酸為0 · 3g/L，考察0 · 1-0 · 3g/L FeS〇4和2.8%-4.4%v/v無水乙醇添加量對細菌纖維素干膜產(chǎn)率的影響，實驗結(jié)果見圖1。由 圖1可知，隨著FeS0 4添加量的增加，細菌纖維素的產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢，隨著無水乙 醇添加量的增加，產(chǎn)量也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。細菌纖維素干膜產(chǎn)率最高點出現(xiàn)在 FeS〇4添加量為0.3g/L、無水乙醇添加量為3.6%v/v(36ml/L)時，最大產(chǎn)量為6.39g/L，是未 優(yōu)化前的（0 · 94g/L)的6 · 80倍。
[0020]實施例6用優(yōu)化西瓜汁培養(yǎng)基生產(chǎn)細菌纖維素的方法： (1) 配制優(yōu)化的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基(簡稱發(fā)酵培養(yǎng)基）l〇〇〇ml; (2) 加入80 ml經(jīng)培養(yǎng)24小時的木醋桿菌種子液； (3 )于30°C恒溫培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)8天； (4) 收集細菌纖維素膜，用蒸餾水反復(fù)沖洗除去膜表面的培養(yǎng)基及雜質(zhì)后，置于80°C， 0. lmol/L的NaOH溶液中，維持2h，以除去菌體蛋白和殘余培養(yǎng)基，至膜呈乳白色半透明狀， 冷卻至室溫； (5) 將步驟(4)的細菌纖維素膜用0. lmol/L HC1中和30min，蒸餾水充分洗滌； (6 )將步驟(5 )在80 °C下干燥至恒重即得成品。
[0021 ]實施例7優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)細菌纖維素性能檢測： (1)細菌纖維素持水性和復(fù)水性分析 細菌纖維素持水性和復(fù)水性分析結(jié)果見表4。由表4可知，與基礎(chǔ)培養(yǎng)基相比，西瓜汁培 養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌纖維素在持水性和復(fù)水性方面略高于基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌纖維素。
[0022] (2)細菌纖維素結(jié)晶度分析 根據(jù)X-射線衍射實驗數(shù)據(jù)，分別根據(jù)公式計算各培養(yǎng)基細菌纖維素的結(jié)晶度，結(jié)果見 表5。與基礎(chǔ)培養(yǎng)基相比，西瓜汁培養(yǎng)基發(fā)酵的細菌纖維素結(jié)晶度81.31%，比基礎(chǔ)培養(yǎng)基的 76.27% 提高了6.61%。
[0023] (3)細菌纖維素?zé)岱€(wěn)定性分析 圖2、圖3為基礎(chǔ)培養(yǎng)基和西瓜汁培養(yǎng)基發(fā)酵的細菌纖維素的TG-DTA圖譜，由圖2、圖3的 細菌纖維素 TG曲線可知，所測樣品的質(zhì)量隨溫度變化可以分為三個階段:0~170Γ內(nèi)的質(zhì) 量輕度損耗，170~550°C內(nèi)的質(zhì)量快速損耗階段，550~800°C之間的質(zhì)量輕微損耗階段。在 0~170°C階段西瓜汁培養(yǎng)基、基礎(chǔ)培養(yǎng)基所得的細菌纖維素的最大失重速率溫度分別為 57.8°C和46.9°C，表明該階段的質(zhì)量損失主要是細菌纖維素脫水產(chǎn)生的，故稱失水階段，由 于所測樣品沒有達到恒重干燥的程度或者是因為吸收了空氣中的水分，所以造成了最大失 重速率處的溫度不同；170~550°C階段，最大失重速率處溫度分別為353.6°(：、333.5°(：，此 階段質(zhì)量降低速度快，持續(xù)時間長，為細菌纖維素的降解階段，對于材料熱穩(wěn)定性采用最大 失重速率法來衡量，最大失重速率處溫度越高，細菌纖維素的熱穩(wěn)定性越好，說明熱穩(wěn)定性 方面西瓜汁培養(yǎng)基優(yōu)于基礎(chǔ)培養(yǎng)基。
【主權(quán)項】
1. 一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì)量的方法，其特征是通過 采用Plackett-Burman試驗設(shè)計方法，對發(fā)酵細菌纖維素的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基中主要組分 進行篩選，將效應(yīng)顯著因子作為關(guān)鍵因素進一步優(yōu)化，獲得優(yōu)化的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基配方 配比，其配方配比為:酵母膏12.5g，蛋白胨10.Og，磷酸二氫鉀6.5g，硫酸鎂3. lg，硫酸亞鐵 〇.2g，檸檬酸0.3g，用西瓜汁培養(yǎng)基基料配制成1000ml，滅菌冷卻后無菌地加入無水乙醇 36ml，用優(yōu)化了的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵細菌纖維素的產(chǎn)率為6.39g/L，是西瓜汁培養(yǎng)基基 料發(fā)酵細菌纖維素干膜產(chǎn)率0.94g/L的6.8倍，比基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵細菌纖維素干膜產(chǎn)率 4.80g/L提高33.13%，主要質(zhì)量指標優(yōu)于基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌纖維素。2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是所述的P1 a c k e 11 - B u r m a η試驗設(shè)計方法是以蛋白胨、酵母膏、K Η 2 P 0 4、 MgS〇4、FeS〇4、梓檬酸、無水乙醇7種成分作為Plackett-Burman試驗的7個因素，每個因素取 高、低2個水平，以細菌纖維素干膜產(chǎn)率g/L為響應(yīng)值，按照Plackett-Burman試驗設(shè)計進行 12組試驗，得到其中顯著影響的2個因素為FeS0 4和無水乙醇。3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是所述的將效應(yīng)顯著因子作為關(guān)鍵因素進一步優(yōu)化，是對顯著影響細菌 纖維素干膜產(chǎn)率的FeS〇4和無水乙醇進行優(yōu)化，通過考察0.1-0.3g/L FeS〇4和2.8%-4.4%v/v 無水乙醇添加量對細菌纖維素干膜產(chǎn)率的影響，發(fā)現(xiàn)細菌纖維素干膜產(chǎn)率隨FeS04添加量 的增加，細菌纖維素的產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢，隨著無水乙醇添加量的增加，產(chǎn)量也呈 現(xiàn)先上升后下降的趨勢； 細菌纖維素干膜產(chǎn)率最高點出現(xiàn)在FeS〇4添加量為0.3g/L、無水乙醇添加量為3.6%v/v， 即36ml/L。4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是所指西瓜汁培養(yǎng)基基料的制備方法為:將西瓜榨汁，用8層紗布過濾，西 瓜汁經(jīng)DNS法測總糖含量為70.65g/L，取西瓜汁708ml，用蒸餾水稀釋至1000ml，則所得西瓜 汁溶液總糖含量為50g/L，即得西瓜汁培養(yǎng)基基料。5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是所指基礎(chǔ)培養(yǎng)基配方為:鹿糖50g，酵母膏10g，蛋白胨8.0g，磷酸二氫鉀 4.3g，硫酸鎂2.5g，用蒸餾水配成1000mL，滅菌冷卻后加入無水乙醇3%v/v; 利用基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵細菌纖維素干膜產(chǎn)率為4.80g/L。6. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是所指細菌纖維素主要質(zhì)量指標為持水性、結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性。7. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì) 量的方法，其特征是用優(yōu)化的西瓜汁培養(yǎng)基制備細菌纖維素的方法為： (1) 配制優(yōu)化的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基(簡稱發(fā)酵培養(yǎng)基）l〇〇〇ml; (2) 加入80 ml經(jīng)培養(yǎng)24小時的木醋桿菌種子液； (3 )于30°C恒溫培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)8天； (4)收集細菌纖維素膜，用蒸餾水反復(fù)沖洗除去膜表面的培養(yǎng)基及雜質(zhì)后，置于80°C， 0. lmol/L的NaOH溶液中，維持2h，以除去菌體蛋白和殘余培養(yǎng)基，至膜呈乳白色半透明狀， 冷卻至室溫； (5)將步驟(4)的細菌纖維素膜用O.lmol/L HC1中和30min，蒸餾水充分洗滌； (6 )將步驟(5 )在80 °C下干燥至恒重即得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種優(yōu)化西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基提高細菌纖維素干膜產(chǎn)率、質(zhì)量的方法，是通過采用Plackett-Burman試驗設(shè)計方法，對發(fā)酵細菌纖維素的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基中主要組分進行篩選，將效應(yīng)顯著因子FeSO4和無水乙醇作為關(guān)鍵因素進一步優(yōu)化，獲得優(yōu)化的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基配方配比。用優(yōu)化了的西瓜汁發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵細菌纖維素的產(chǎn)率為6.39g/L，是西瓜汁培養(yǎng)基基料發(fā)酵細菌纖維素干膜產(chǎn)率0.94g/L的6.8倍，比基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵細菌纖維素干膜產(chǎn)率4.80g/L提高33.13%，主要質(zhì)量指標優(yōu)于基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)的細菌纖維素，用優(yōu)化的西瓜汁培養(yǎng)基制備細菌纖維素在持水性、結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性等性質(zhì)方面優(yōu)于用基礎(chǔ)培養(yǎng)基制備的細菌纖維素。
【IPC分類】C12P19/04, C12R1/02
【公開號】CN105624231
【申請?zhí)枴緾N201510942260
【發(fā)明人】陳莉, 盧紅梅, 姜曉琳, 李嘉宇
【申請人】貴州大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月16日