本发明涉及一种干燥生物纤维素的制备方法，更详细而言，涉及一种在干燥生物纤维素中添加水分时，能够迅速形成凝胶化的干燥生物纤维素的制备方法。
背景技术
纤维素(cellulose)是仅次于煤炭而大量存在于自然界中的有机化合物，其为构成高等植物细胞壁的主要成分，也被称作纤维素。棉毛的98％为纤维素，在亚麻和大麻等纤维中含有70％的纤维素。纤维素是一种直链形态的高分子化合物，最纯的纤维素可通过将棉的纤维进行脱脂后，与稀薄的碱性水溶液一同煮制而获得，其为无味且不溶于水的白色固体。大多数纤维素分子聚集而形成纤维，其最小单位为胶束(micelle)，所述胶束是直径为0.05nm，长度为0.6nm以上的结晶结构。胶束之间的连接部分为非晶质。
微生物生产的生物纤维素或微生物纤维素与源自植物的纤维素不同，除了纤维素之外，不含有木质素(lignin)、半纤维素(hemicellulose)等大量杂质。生物纤维素以β-1,4葡聚糖(glucan)作为第一级结构，由20nm至50nm的纤丝(fibril)构成3级网状结构。生物纤维素的上述结构使得生物纤维素具有润湿性、吸水性、高强度、高弹性等特性，从而可根据菌株改良而实现的生产能力的提高、基因操作、培养条件的确立而被用作工业材料、复合纤维、医疗用材料及酶的固定化等尖端材料。
这种纤维素的基本结构由葡萄糖构成，在运输及生产过程中容易被包含纤维素分解酶基因的霉菌类或细菌类污染，因此在实现工业化方面存在困难。为了容易运输及生产，并且为了防止污染，一直在使用干燥的生物纤维素。但是，根据纤维素的含量的不同，生物纤维素在干燥的状态下重新凝胶化的时间需要数小时乃至数日。因此，迫切需要开发出一种在干燥的状态下能够迅速形成凝胶化的干燥生物纤维素。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种能够缩短干燥后的凝胶化时间的干燥生物纤维素的制备方法。
解决技术问题的技术手段
根据本发明的一实施例的干燥生物纤维素的制备方法包括以下步骤：准备生物纤维素；将所述生物纤维素浸渍到含有二醇类化合物的溶液中；以及将经过所述浸渍步骤的生物纤维素进行干燥。
所述二醇类化合物可以是1,3-丁二醇、丙三醇或丙二醇。
可以将所述生物纤维素在含有二醇类化合物的溶液中浸渍1分钟-24小时。
可以将经过所述浸渍步骤的生物纤维素在-50℃～70℃下干燥10分钟～72小时。
所述含有二醇类的溶液中还可以包含选自植物提取物、维生素及抗氧化剂中的至少一种药用成分。
还可以包括将所述干燥的生物纤维素粉碎或切断成0.01～300mm大小的步骤。
根据本发明另一实施例的干燥生物纤维素，其制备方法包括以下步骤：准备生物纤维素；将所述生物纤维素浸渍到含有二醇类化合物的溶液中；将经过所述浸渍步骤的生物纤维素进行干燥；以及将二醇类化合物与水或乙醇进行混合。经过上述方法制得的干燥生物纤维素在水分中暴露或与水分接触1秒～60分钟后会形成凝胶化。
发明效果
根据本发明一实施例的干燥生物纤维素的制备方法，其与现有的含水状态的纤维素不同，在运输及生产过程中可以防止因微生物引起的污染，并且在制备过程中不需要额外的抗菌系统，在常温下可长时间保存，从而可降低运输及生产费用。
此外，根据本发明一实施例的干燥生物纤维素能够在数秒乃至数分钟内迅速凝胶化。在凝胶化期间添加药用物质，使纤维素吸收药用物质，从而可作为传递药用物质的美容或医疗用材料使用。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的浸渍到二醇类化合物中的生物纤维素及干燥后的生物纤维素的照片。
图2是将根据本发明一实施例的干燥生物纤维素用蒸馏水进行处理前和处理后的照片。
图3是将根据本发明一实施例的包含药用成分的干燥生物纤维素用蒸馏水进行处理前和处理后的照片。
具体实施方式
下面，对本发明一实施例的干燥生物纤维素的制备方法及干燥生物纤维素进行详细说明。
根据本发明一实施例的干燥生物纤维素的制备方法包括以下步骤：准备生物纤维素；将所述生物纤维素浸渍到含有二醇类化合物的溶液中；以及将经过所述浸渍步骤的生物纤维素进行干燥。
所述生物纤维素可以使用生产生物纤维素的微生物所生产的生物纤维素。尤其是本发明的一实施例中，可以使用柑橘凝胶或采用东南亚传统方法培育的椰子上接种木醋杆菌而生成的生物纤维素来作为生物纤维素。所述柑橘凝胶是根据韩国农村振兴厅开发的、利用从柑橘汁中分离得到的新型葡糖醋杆菌属菌株制备纤维素凝胶的制备方法(参考文献：韩国申请专利第2010-0085634号)技术制得的。所述生物纤维素可以使用片状、粉碎状的生物纤维素，考虑到工序的简易性，优选采用片状的生物纤维素。此时，所述生物纤维素可以在离心分离器中实施10分钟以上的脱水处理，充分地去除水分后再进行使用，以便能够很好地吸收所述二醇类化合物。
可以使用0.1％至10％的1,3-丁二醇、丙三醇、丙二醇等作为二醇类化合物。可以使用蒸馏水或乙醇作为所述二醇类化合物的溶剂。以蒸馏水或乙醇100重量份为基准，混合使用0.1至50重量份的所述二醇类化合物制备二醇类化合物溶液。采用浸渍、喷雾等方法使所述脱水的生物纤维素吸收所述二醇类化合物溶液。此时，将所述生物纤维素浸渍到所述二醇类化合物溶液中的情况下，优选在常温下浸渍1分钟以上。
在本发明的一实施例中，为了使所述生物纤维素能够在美容或医疗中使用，在所述含有二醇类溶液中还可以进一步包含0.1至50重量份的药用成分。此时，根据干燥及干燥后进行凝胶化时，所述药用成分稀释的情况来添加药用成分。所述药用成分通过所述生物纤维素被皮肤吸收，其是在体内起到有益作用的成分，可以使用各种植物提取物；维生素c、维生素e等维生素；透明质酸等抗氧化剂作为药用成分。
图1是根据本发明一实施例的浸渍到二醇类化合物中的生物纤维素及干燥后的生物纤维素的照片。
参照图1，(a)为经过所述浸渍步骤的干燥之前的生物纤维素，(b)为干燥之后的生物纤维素。可以利用冷冻干燥、暖风干燥、烘箱干燥、自然干燥等干燥方法将经过所述浸渍步骤的生物纤维素在-50℃至70℃的温度下进行10分钟～72小时的干燥处理。此时，所述干燥优选将所述生物纤维素用无纺布或筛网形塑料板支撑，以使风向所述生物纤维素移动，从而使水分更好地去除，并使得生物纤维素片没有折损或重叠的部分。
为了使上述干燥的生物纤维素容易进行运输及保存，还可以包括将其粉碎、切断成0.01-300mm大小的步骤。为了将上述干燥的生物纤维素用于美容、食品或医疗，考虑到需要凝胶化的情况的大小，可以通过调整干燥状态的生物纤维素的大小来进行粉碎。可以使用粉碎机将所述干燥生物纤维素粉碎成粉末状、也可以将其切割成四角形或圆形等形态。
根据本发明另一实施例的干燥生物纤维素，所述干燥生物纤维素的制备方法包括以下步骤：准备生物纤维素；将所述生物纤维素浸渍到含有二醇类化合物的溶液中；将经过所述浸渍步骤的生物纤维素进行干燥；以及将二醇类化合物与水或乙醇进行混合。经过上述方法制得的干燥生物纤维素在水分中暴露或与水分接触1秒～60分钟后会形成凝胶化。
所述干燥生物纤维素的制备方法与上面进行说明的方法相同，为了避免重复，在此省略对其的说明。
图2是将根据本发明一实施例的干燥生物纤维素用蒸馏水进行处理前和处理后的照片。
参照图2，(a)为干燥状态的生物纤维素，(b)为浸渍到蒸馏水等中后，形成凝胶化的纤维素。使用过量的水将干燥状态下的生物纤维素处理1秒～60分钟，可凝胶化成干燥之前的生物纤维素的状态。可以将上述干燥生物纤维素浸渍到水中或对其喷洒蒸馏水来形成凝胶化。可以确认上述凝胶化的生物纤维素恢复成为与图1(a)的干燥之前的生物纤维素相同的状态。
图3是将根据本发明一实施例的包含药用成分的干燥生物纤维素用蒸馏水进行处理前和处理后的照片。
参照图3，本发明的一实施例中，所述干燥生物纤维素可以包含各种植物提取物、维生素或抗氧化剂等药用成分。所述药用成分通过所述生物纤维素被皮肤所吸收，其是在体内起到有益作用的成分，可以使用各种植物提取物、维生素c、维生素e及透明质酸等。
下面，参照实施例对本发明更详细地进行说明。下述实施例仅是为了例示本发明，本发明的权利要求并不仅限于下述实施例。
实施例
实施例1：干燥生物纤维素的制备1
根据韩国农村振兴厅开发的、利用从柑橘汁中分离得到的新型葡糖醋杆菌属菌株制备纤维素凝胶的制备方法(参考文献：韩国申请专利第2010-0085634号)技术生产出100g柑橘凝胶，将该柑橘凝胶作为生物纤维素使用。将上述100g柑橘凝胶在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将25ml的1,3-丁二醇与75ml的蒸馏水进行混合。在常温下，将上述经过脱水处理得到的柑橘凝胶在上述制得的混合溶液中浸渍1分钟以上，使上述1,3-丁二醇被柑橘凝胶充分吸收。将上述柑橘凝胶在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。
实施例2：干燥生物纤维素的制备2
将与实施例1相同的100g柑橘凝胶在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将25ml的丙三醇与75ml的蒸馏水进行混合。在常温下，将上述经过脱水处理得到的柑橘凝胶在上述制得的混合溶液中浸渍1分钟以上，使上述丙三醇被柑橘凝胶充分吸收。将上述柑橘凝胶在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。
实施例3：干燥生物纤维素的制备3
将与实施例1相同的100g柑橘凝胶在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将25ml的丙二醇与75ml的蒸馏水进行混合。在常温下，将上述经过脱水处理得到的柑橘凝胶在上述制得的混合溶液中浸渍1分钟以上，使上述丙二醇被柑橘凝胶充分吸收。将上述柑橘凝胶在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。
实施例4：干燥生物纤维素的制备4
将与实施例1相同的100g柑橘凝胶在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将25ml的1,3-丁二醇与75ml的乙醇进行混合。在常温下，将上述经过脱水处理得到的柑橘凝胶在上述制得的混合溶液中浸渍1分钟以上，使上述1,3-丁二醇被柑橘凝胶充分吸收。将上述柑橘凝胶在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。
实施例5：干燥生物纤维素的制备5
采用东南亚的传统方法培育的椰子上接种木醋杆菌而生长出生物纤维素。将100g该生物纤维素将在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将25ml的1,3-丁二醇与75ml的蒸馏水进行混合。在常温下，将上述经过脱水处理得到的生物纤维素在上述制得的混合溶液中浸渍1分钟以上，使上述1,3-丁二醇被生物纤维素充分吸收。将上述生物纤维素在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。
实施例6：干燥生物纤维素的制备6
将与实施例1相同的100g柑橘凝胶在离心分离器中进行10分钟脱水处理，从而去除水分。将1g人参提取物与74ml的蒸馏水进行混合后，继续混合25ml的1,3-丁二醇。在常温下，将经过脱水处理得到的柑橘凝胶在上述制得的混合物中浸渍1分钟以上，使上述混合物被柑橘凝胶充分吸收。将上述柑橘凝胶在干燥机中干燥2小时，从而制得干燥生物纤维素。进行干燥时，用无纺布或筛网形塑料板支撑生物纤维素，从而使风和水分能够移动。