技术领域
[0001] 本
发明属于细菌
纤维素生产领域，特别涉及一种利用葡萄皮渣生产细菌纤维素的方法。
背景技术
[0002] 细菌纤维素具有许多优异的特性，这些特性包括更高的化学纯度，高结晶度、高聚合度，高吸
水能
力及持水能力，合成可控，具有良好的
生物可降解性和
生物相容性，已被广泛用于食品，生物医学、造纸等领域。
[0003] 葡萄皮渣是葡萄酒
发酵完成后经
压榨形成的废渣，主要包括葡萄皮、
种子等，在我国，葡萄皮渣通常被当作
饲料，
肥料，甚至当作垃圾处理，这样不仅不能充分挖掘葡萄皮渣的经济价值，甚至可能对环境造成很大的压力。葡萄皮渣中含有丰富的纤维素物质，在高温、高压
蒸汽作用下，纤维素聚合度下降，半纤维素部分降解，木素
软化，横向连结强度下降，同时使用果胶酶和纤维素同时处理葡萄皮渣，可以增强纤维素的酶解效率，增加
葡萄糖等可发酵糖得率。利用葡萄皮渣生产细菌纤维素，不仅可以对葡萄皮渣实现高价值利用，甚至减小对环境的压力，还能为细菌纤维素生产提供新
碳源。
发明内容
[0004] 本发明中所要解决的技术问题是利用葡萄皮渣生产细菌纤维素，该方法工艺简单，条件温和，可以赋予葡萄皮渣高附加值且能够大规模生产。
[0005] 一种利用葡萄皮渣生产细菌纤维素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.1-1.5MPa，时间为1-10min。
[0007] (2)将步骤(1)得到的葡萄皮渣进行干燥
粉碎。
[0008] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，调节
混合液的pH，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶进行酶解。
[0009] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状
活性炭进行脱毒脱色并过滤。
[0010] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，补加氮源和无机盐，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0011] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，在30℃下培养8-10d。
[0012] 所述步骤(2)干燥方式包括自然干燥法、鼓
风干燥法等干燥方法，粉碎后粒径可通过30-100目筛，干燥
温度为50-80℃。
[0013] 所述步骤(3)葡萄皮渣与蒸馏水的
质量比为1∶5-1∶10，调节混合液的pH为3.5-5.0，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶50-1∶1∶100，
水解温度为45-55℃，水解12-
36h。调节pH使用的酸包括
醋酸、
硫酸等酸，
碱包括强
氧化钠、氢氧化
钾等碱。果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg。
[0014] 所述步骤(4)活性炭与酶解液的质量比为1∶50-1∶200，搅拌60-180min。
[0015] 所述步骤(5)氮源为豆饼粉，浓缩玉米浆，铵盐中的一种或几种，氮源加入量与脱色酶解液的质量比为1∶50-1∶150。无机盐为
磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、
氯化钠、
氯化钾中的一种或几种，无机盐与脱色酶解液的质量比为1∶100-1∶200。
[0016] 所述步骤(6)接种量为培养基体积的4-8％。
[0017] 有益效果：
[0018] (1)本发明借助蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理，可以破坏纤维素结构，有利于对纤维素进行酶解。
[0019] (2)传统纤维素水解需要强酸、强碱、高压，本发明使用纤维素可在常温常压下酶解纤维素，果胶酶的加入有利于纤维素的充分暴露，近而提高纤维素的酶解产物得率。
[0020] (3)本发明可以提高葡萄皮渣的附加值，减小葡萄皮渣对环境的压力，并可以进行大规模生产。
[0021] 附表说明
[0022] 表1中配方1-7分别是
实施例1-7的技术方案及细菌纤维素产量。
具体实施方式
[0023] 实施例1
[0024] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.1MPa，时间为10min。
[0025] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，干燥完粉碎，粉碎后粒径可通过30目筛，干燥温度为50℃。
[0026] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶5，使用醋酸和氢氧化钠调节混合液的pH为3.5，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶50，水解温度为
45℃，水解12h。
[0027] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶50，搅拌60min后过滤。
[0028] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶50，无机盐与酶解液的质量比为1∶100，调节pH至6.0，115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0029] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的4％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方1。
[0030] 实施例2
[0031] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.5MPa，时间为10min。
[0032] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，然后粉碎，粉碎后粒径可通过30目筛，干燥温度为50℃。
[0033] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶5，使用醋酸和氢氧化钠调节混合液的pH为3.5，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶50，水解温度为
45℃，水解12h。
[0034] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶50，搅拌60min后过滤。
[0035] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶50，无机盐与酶解液的质量比为1∶100，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0036] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的4％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方2。
[0037] 实施例3
[0038] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.5MPa，时间为10min。
[0039] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，然后粉碎，粉碎后粒径可通过30目筛，干燥温度为50℃。
[0040] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶10，使用醋酸和氢氧化钠调节混合液的pH为3.5，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶50，水解温度为45℃，水解12h。
[0041] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶50，搅拌60min后过滤。
[0042] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶50，无机盐与酶解液的质量比为1∶100，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0043] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的4％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方3。
[0044] 实施例4
[0045] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.5MPa，时间为5min。
[0046] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，然后粉碎，粉碎后粒径可通过30目筛，干燥温度为50℃。
[0047] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶10，使用硫酸和氢氧化钠调节混合液的pH为4.5，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶100，水解温度为50℃，水解24h。
[0048] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶100，搅拌90min后过滤。
[0049] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶50，无机盐与酶解液的质量比为1∶100，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0050] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的6％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方4。
[0051] 实施例5
[0052] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为0.5MPa，时间为5min。
[0053] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行自然干燥，然后粉碎，粉碎后粒径可通过30目筛。
[0054] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶10，使用硫酸和氢氧化钠调节混合液的pH为4.5，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶50，水解温度为50℃，水解24h。
[0055] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶100，搅拌90min后过滤。
[0056] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶100，无机盐与酶解液的质量比为1∶100，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0057] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的6％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方5。
[0058] 实施例6
[0059] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为1.0MPa，时间为3min。
[0060] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，然后粉碎粉碎后粒径可通过80目筛，干燥温度为50℃。
[0061] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶8，使用硫酸和氢氧化钾调节混合液的pH为4.0，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶80，水解温度为
48℃，水解30h。
[0062] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶50，搅拌60min后过滤。
[0063] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶80，无机盐与酶解液的质量比为1∶150，调节pH至6.0，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。
[0064] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的6％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方6。
[0065] 实施例7
[0066] (1)采用蒸汽爆破技术对葡萄皮渣进行预处理：蒸汽爆破参数为：压力为1.5MPa，时间为1min。
[0067] (2)对步骤(1)得到的葡萄皮渣进行鼓风干燥，然后粉碎，粉碎后粒径可通过100目筛，干燥温度为80℃。
[0068] (3)向步骤(2)中得到的葡萄皮渣中加入蒸馏水，葡萄皮渣与蒸馏水的质量比为1∶10，使用醋酸和氢氧化钠调节混合液的pH为5.0，向混合液中加入果胶酶和纤维素酶，果胶酶和纤维素酶酶活大于300u/mg，果胶酶、纤维素酶与混合液的质量比为1∶1∶100，水解温度为55℃，水解36h。
[0069] (4)将步骤(3)得到的酶解液进行过滤，向滤液中加入颗粒状活性炭进行脱毒脱色，活性炭与酶解液的质量比为1∶200，搅拌180min后过滤。
[0070] (5)将步骤(4)得到的酶解液作为碳源，氮源与酶解液的质量比为1∶100，无机盐与酶解液的质量比为1∶200，调节pH至6.0。115℃灭菌30min作为发酵培养基。氮源为豆饼粉。无机盐为磷酸氢二钠。
[0071] (6)向步骤(5)所得到的培养基中接入木萄糖酸醋杆菌，接种量为培养基体积的8％，在30℃下培养10d。将所得的细菌纤维素纯化后干燥，并称重，产量见表1中的配方7。
[0072] 表1
[0073]
