纤维素气凝胶培养基的制备及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物培养领域，具体涉及一种纤维素气凝胶培养基的制备及使用方 法。
【背景技术】
[0002] 纤维素是自然界中含量最为丰富、分布最为广泛的资源，每年通过光合作用产生 量可达几百亿吨。作为一种绿色的天然高分子，纤维素具有安全性、稳定性、无毒性以及生 物相容性等优点，可替代石油化工原料，从而在一定程度上缓解世界能源危机。在纤维素 气凝胶制备过程中，纤维素气凝胶作为新生的第三代气凝胶，兼具了硅气凝胶和聚合物气 凝胶的高孔隙率、高比表面积等优良性能，同时融入了自身的优异性能，如良好的生物相容 性、可降解性，在制药、原油漏泄等领域具有很大的应用前景，但在微生物培养这个领域还 没有得到较好的发展。
[0003] 随着生物科学的发展，生物培养技术已经广泛应用于医学、植物等各个领域。培养 基是供微生物、植物组织和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，含有微生物生长需 要的营养物质。传统的微生物培养由于微生物从培养基的表面生长，存在着微生物吸收营 养物质不均匀、菌种生长速度较为缓慢等问题。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种经济环保、 高效的纤维素气凝胶培养基的制备方法。
[0005] 本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的纤维素气凝胶培养基的使用方 法。
[0006] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0007] -种纤维素气凝胶培养基的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)纤维素的溶解：将NaOH/尿素溶剂体系于-8°c~-12°c冷却15min;称取一定 质量的纤维素，在搅拌的条件下添加到NaOH/尿素体系中，持续搅拌至纤维素溶解，形成均 匀的纤维素溶液；
[0009] (2)纤维素气凝胶的制备：将一定体积的纤维素溶液倒入容器中，加入沉淀剂，得 到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶水洗，-20°C下冷冻18~24h形成冻胶，冷冻干燥，即得到 纤维素气凝胶培养基。
[0010] 优选地，所述的NaOH/尿素溶剂体系中NaOH和尿素的质量比为7:12。
[0011] 优选地，所述的纤维素是指纤维长度〈100μm的较短的纤维素原料。
[0012] 优选地，所述的沉淀剂选用为乙醇、乙酸、或是质量浓度为3%~12%的硫酸，沉 淀剂的加入量为纤维素溶液体积的2~3倍。
[0013] 优选地，所述冷冻干燥时间为48h。
[0014] 上述制备方法制得的纤维素气凝胶培养基的使用方法，步骤如下：
[0015] (1)制备培养液：选择培养液，并添加葡萄糖lg/L~5g/L，牛肉膏4g/L~20g/L， 用磷酸缓冲溶液调节pH，搅拌均匀；
[0016] (2)接种培养：将菌种接种到步骤（1)中搅拌均匀后的培养液中并在适宜温度、转 速条件下培养2h;
[0017] (3)将一定体积的纤维素气凝胶培养基在120°C灭菌30min，在无菌环境中，将 灭菌后的纤维素气凝胶培养基浸泡在步骤（2)接种培养后的培养液中，浸泡时间为40~ 60min，取出放置在灭菌后的培养皿中，在适宜温度下进行培养。
[0018] 上述使用方法中所指的pH值、适宜温度、转速条件是指所需培养的微生物的pH 值、适宜温度、转速条件；菌种的培养在无菌环境下进行。
[0019] 所述培养液中包括磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸铵、氯化钴、硫酸镁、硫酸锌、氯化 钙、硫酸锰等微量元素组分，并可依据不同培养要求进行修改。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
[0021] 本发明的纤维素气凝胶培养基制备工艺简单，易于操作，原料经济环保，在提供碳 源的同时，提高了菌种的生长速率，具有良好的应用前景。
[0022] 由于纤维素气凝胶良好的生物相容性和孔状结构，可以应用于培养基的制备。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0024] 实施例1
[0025] (1)称取4g纤维素加入到在-10°C预冷15min的NaOH/尿素溶剂体系中（NaOH质 量为7g，尿素质量为12g，水质量为77g)，在600r/min的转速下机械搅拌lOmin得到纤维素 溶液，将纤维素溶液倒入到容积为50mL的小烧杯中，高度为5mm。
[0026] (2)将乙醇沿烧杯内壁滴入到纤维素溶液中，静置5h，得到纤维素水凝胶。再用蒸 馏水反复洗涤，除去残余的盐，即可得到纯净的纤维素水凝胶。
[0027] (3)将步骤（2)得到的纯净的纤维素水凝胶在_20°C下冷冻20h，得到纤维素冻胶， 再经过冷冻干燥得到纤维素气凝胶培养基。其中冷冻干燥的温度为-50°C，时间为48h。
[0028] (4)配置绿色木酶培养液：
[0029] 培养液选用，表1所示成分为培养液微量元素成分，添加葡萄糖lg/L;牛肉膏15g/ L;用磷酸缓冲溶液调节pH为7. 0,磁力搅拌至均匀。
[0030]表1培养液微量元素组分
[0031]
[0032] 将绿色木霉菌种接种到搅拌均匀后的培养液中并在适宜温度、转速条件下培养 2h；
[0033] (5)将步骤（3)制备的纤维素气凝胶培养基在120°C灭菌30min，在无菌条件下将 灭菌后的纤维素气凝胶培养基浸泡在步骤（4)接种培养后的培养液中，浸泡60min。取出放 置在灭菌后的培养皿中，在30°C下进行培养48h。
[0034] 培养结束后，肉眼可看见有茂密的绿色木霉的菌丝生长；对绿色木霉所产生的菌 丝进行收集，称重，得到菌丝干重为700μg，和传统琼脂马铃薯培养基相比，提升2倍以上。
[0035] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种纤维素气凝胶培养基的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将NaOH/尿素溶剂体系于-8°c~-12°c冷却15min;称取一定质量的纤维素，在搅 拌的条件下添加到NaOH/尿素体系中，持续搅拌至纤维素溶解，形成均匀的纤维素溶液； (2) 将一定体积的纤维素溶液倒入容器中，加入沉淀剂，得到纤维素水凝胶，将纤维素 水凝胶水洗，-20°C下冷冻形成冻胶，冷冻干燥，得到纤维素气凝胶培养基。2. 根据权利要求1所述的纤维素气凝胶培养基的制备方法，其特征在于，所述的NaOH/ 尿素溶剂体系中NaOH和尿素的质量比为7:12。3. 根据权利要求1所述的纤维素气凝胶培养基的制备方法，其特征在于，所述的纤维 素是指纤维长度〈1〇〇μm的纤维素原料。4. 根据权利要求1所述的纤维素气凝胶培养基的制备方法，其特征在于，所述的沉淀 剂选用为乙醇、乙酸、或是质量浓度为3%~12%的硫酸，沉淀剂的加入量为纤维素溶液体 积的2~3倍。5. 根据权利要求1所述的纤维素气凝胶培养基的制备方法，其特征在于，所述冷冻干 燥的时间为48h。6. 权利要求1所述的纤维素气凝胶培养基的制备方法制得的纤维素气凝胶培养基的 使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤： (1) 选择培养液，并添加葡萄糖lg/L~5g/L，牛肉膏4g/L~20g/L，用磷酸缓冲溶液调 节pH，搅拌均勾； (2) 将菌种接种到步骤⑴中搅拌均匀后的培养液中并在适宜pH值、适宜温度、转速条 件下培养2h; (3) 将一定体积的纤维素气凝胶培养基在120°C灭菌30min，在无菌环境中，将灭菌后 的纤维素气凝胶培养基浸泡在步骤（2)接种培养后的培养液中，取出放置在灭菌后的培养 皿中，在适宜温度下进行培养。7. 根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，步骤（3)所述浸泡的时间为40~ 60min〇
【专利摘要】本发明属于微生物培养领域，具体公开了一种纤维素气凝胶培养基的制备及使用方法。所述制备方法包括以下步骤：将NaOH/尿素体系于-8℃～-12℃冷却15min；称取一定质量的纤维素，在搅拌的过程中添加到NaOH/尿素体系中，持续搅拌至纤维素溶解，形成均匀的纤维素溶液；将一定体积的纤维素溶液倒入容器中，加入沉淀剂，得到纤维素水凝胶，将纤维素水凝胶水洗，-20℃下冷冻形成冻胶，冷冻干燥，即得到纤维素气凝胶培养基。本发明的纤维素气凝胶培养基制备工艺简单，易于操作，原料经济环保，在提供碳源的同时，提高了菌种的生长速率，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C12N1/14, C12N1/00, C12R1/885
【公开号】CN105420108
【申请号】CN201510967115
【发明人】杨仁党, 刘萧, 马千里
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月18日