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一种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法

发布时间:2025-04-30

专利名称:一种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及ー种液体吸收性材料及其制备方法,特别是ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法。
背景技术
目前,液体吸收性材料在许多领域有着广泛的应用。如:生物医用领域的止血材料,可以控制创面渗血,保证手术视野清晰,提高手术效率;吸收伤ロ滲出液的敷料,可以延长敷料在滲出性伤口上的使用时间,降低治疗成本,有效缩短伤ロ的愈合时间;用于个人护理的液体吸收性材料,可以应用于尿布、锻炼裤、卫生巾、失禁用内衣、绷带等,提供清洁、舒适的个人卫生环境。液体吸收性材料要求材料具有良好的吸收液体的能力,通常使用亲水性较好的高分子材料。而随着社会的进步,人们生活品质的提高,对液体吸收性材料提出了更高的要求。要求液体吸收性材料具有更好的液体吸收性、生物相容性、舒适性及力学性能。细菌纤维素(Bacterial Cellulose,也称微生物纤维素)是ー种纳米纤维材料。其以细菌细胞内部作为生物合成反应器,将葡萄糖小分子在酶催化作用下经过一系列复杂的变构过程最終通过P -1, 4-糖苷键结合形成P -1, 4-葡萄糖链由细菌系细胞侧面的催化位点挤出。P -1, 4-葡萄糖链彼此之间通过分子内与分子间氢键作用,逐步、分层地形成脂多糖层、类晶团聚体、纤维素微纤并最終形成纤维素。这ー系列的细胞外(Extracellular)成形过程被称为“纤维素的自组装”。正是这个独特的微生物參与的过程赋予了细菌纤维素良好的理化性能

细菌纤维素材料具有超细三维网状结构;良好的吸湿、保湿以及透气性能;超高的持水性与湿态强度;高抗张强度与弹性模量等等。大量研究表明细菌纤维素材料具有良好的体内、体外生物相容性,加上其优异的形状可调控性与形状維持性使其在构建体内、体外组织工程支架材料具有得天独厚的优势。目前已经应用在食品、医药、纺织、造纸、化工、采油、选矿等行业。随着发酵エ艺的不断改进,细菌纤维素的产量和产能逐渐得到提高,成本逐渐降低。以细菌纤维素制备的液体吸收性材料可以广泛应用于医药、个人护理、日用化エ等各领域。

发明内容
本发明的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,是由三层结合紧密的细菌纤维素膜构成,所述的三层结合紧密的细菌纤维素膜包括上超吸层和下超吸层以及处于中间的储液层;所述的结合紧密是指所述超吸层的纤维素微纤丝与所述储液层的纤维素微纤丝通过¢-1, 4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合,形成分子层,层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合,无明显物理分层;组成细菌纤维素的基本単元并非单根3 -1, 4-葡萄糖链,而是预微纤丝(premicrofibril),其由0 -1, 4-葡萄糖链组成,姆9根3 -1, 4-葡萄糖链相互平行,通过分子内与分子间氢键结合,呈左手三螺旋状,是组成微纤丝(microfibril)的基本単位,直径为1.5nm。微纤丝(microfibril)直径为3.5nm,微纤与微纤之间通过分子内与分子间氢键结合,¢-1, 4-葡萄糖链呈平行排布,形成纤维素I型结晶结构。其中所述上超吸层和下超吸层中的纤维素含量均为0.7X IO-2 1.0X 10_2g/cm3,所述储液层中的纤维素含量为0.2X 10_2 0.5X 10_2g/cm3。作为优选的技术方案:如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,所述的细菌纤维素膜是由菌种在静置培养条件下,消耗糖源,与细胞内合成¢-1, 4-葡萄糖链并挤出细胞体外。3 4条P -1,4-葡萄糖链通过分子内与分子间氢键作用形成脂多糖层,4 5个脂多糖层通过分子内与分子间氢键形成直径在1.5nm左右的类晶团聚体,3 5个类晶团聚体通过分子内与分子间氢键形成直径在3.5nm左右的纤维素微纤丝,多条微纤丝通过分子内与分子间氢键作用形成纤维素丝束,多条丝束通过分子内与分子间氢键作用形成纤维素丝带。菌种细胞在培养液表面无序运动,即使细胞发生分裂也不会影响纤维素丝带发生断裂。由^ -1, 4-葡萄糖链通过分子内与分子间氢键形成的纤维素微纤丝相互交织,彼此通过分子内与分子间氢键相互作用,最終在液面形成类似与无纺布结构的细菌纤维素膜。如上所述的三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的厚度为9 16mm,其中所述上超吸层和下超吸层的厚度均为3 4mm,所述储液层的厚度为3 8mm。

本发明还提供了ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,包括以下步骤:1)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为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0.05 0.5,磷酸氢ニ钠0.05 0.5,磷酸ニ氢钾
0.05 0.5,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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X105 2X107个/ml。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,28 32 °C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上、下部分致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I 2天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2 3天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时保持氧气体积浓度在10 1%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5 1.0mm ;c.细菌纤维素平稳生长期3 6天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段I 2天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.1 1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3 4mm ;储液层形成阶段I 3天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10 15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至D 8mm ;上超吸层形成阶段I 2天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在
1.1 1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50%,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 12mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为I 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,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥或部分压水处理,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的高压蒸汽灭菌后紫外辐照是指 将上述发酵培养液置于高压灭菌锅内121°C灭菌处理30分钟后取出置于紫外灯下辐照冷却至室温。如上所述的菌种是指能够生物合成纤维素的微生物,包括:木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的ー种或几种。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的通纯氧是指将医用氧以lL/min的速度通入上述的培养液中,并维持30分钟;所述的接种是指用灭菌后的接种环钩取适量保存于4°C下试管中的菌种,并转移至上述的发酵培养液中;所述的扩培是指将接入菌种后的发酵培养液于28 32°C下摇床培养8 24小吋。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的加压为瞬间加压、连续加压和阶段性加压三种形式。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的瞬间加压是指在30分钟内将容器内部空气压カ提升至1.1 1.5个大气压范围内,最大不超过1.5个大气压;所述的连续加压是指每小时向容器内充入压力百分数为0.1389
2.083%的空气,基数是I个标准大气压,直至容器内空气压カ为1.1 1.5个标准大气压范围内时不再增加压力;所述的阶段性加压是指每12小时向容器内充入压力百分数为1.67 25%的空气,基数同样是I个标准大气压,直至容器内空气压カ为1.1 1.5个标准大气压范围内时不再增加压力。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的提高氧气浓度为瞬间增氧、连续增加和阶段性增加三种方式;
所述的瞬间增氧是指:在30分钟内将氧气分压提升至50% ;所述的连续增加是指:氧气浓度每小时增加48.61 166.67%,基数是10 15%,直至氧气浓度为50%时不再増加;所述的阶段性增加是指:氧气浓度每12小时增加583.3 2000%,直至氧气浓度达到50%时不再增加。如上所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的降低空气压カ是指:在30分钟内将容器内与细菌纤维素膜上表面接触的空气压カ降低至I个标准大气压;所述的降低氧气浓度是指:在30分钟内将容器内氧气浓度降低至10 15%范围内。细菌纤维素作为ー种新型的天然水凝胶具备其独特的物理、化学和机械性质:超细网状结构;高抗张强度和弹性模量;高亲水性,良好的透气、吸水、透水性能,并有非凡的持水性和高湿強度。细菌纤维素的微纤丝束直径为3 4nm,而由微纤维束连接成的纤维丝带宽度为70 80nm,长度为I 9 y m,是目前最细的天然纤维。本专利发明的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法,在培养过程中,通过控制与细菌纤维素薄膜相接触的空气压カ和氧气浓度,得到一种由上超吸层、下超吸层以及处于中间的储液层,结合紧密构成的三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。该液体吸收性材料具有良好的液体吸收性、持水性、舒适性、生物相容性以及力学性能,制备过程简单快速,绿色环保,培养周期短,成本低廉,可以应用于医药、个人护理、日用化工等各领域。有益效果: 与现有技术先比,本发明的有益效果是:( I) —种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法,制备过程连续,超吸层与储液层之间由纳米微纤丝通过分子内与分子间氢键结合。使¢-1, 4-葡萄糖链构成的纤维素微纤丝在通过分子内与分子间氢键结合并结晶成型的过程中,自发、有序地形成致密到疏松渐变的结构。结合程度更深,不仅局限于材料表面。(2) ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,无明显物理分层,结构连续性好;超吸层与储液层内存在的结构梯度变化使得材料具备良好的机械性能。(3) ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法,在现有技术基础上,通过增加培养过程中与细菌纤维素薄膜相接触的空气压力,使得细菌纤维素薄膜内部有氧区面积增加;同时精确控制压力,不使细菌纤维素薄膜下沉。改善了现有技术中只依靠提高氧气分压来构造疏密结构的单ーエ艺,同时也解决了氧气分压过高所导致纤维素增长速度变缓的缺陷。(4) ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法,具有良好的液体吸收性能和持水性能,通过控制液体吸收性材料中储液层和上、下超吸层的厚度及厚度比例,能够有效的调节液体吸收性材料的最大吸收量、液体吸收速率、有效吸收时间等。(5) ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法,制备过程简单快速,绿色环保,培养周期短,成本低廉,可以应用于医药、个人护理、日用化工等各领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
,进ー步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,是由三层结合紧密的细菌纤维素膜构成,所述的三层结合紧密的细菌纤维素膜包括上超吸层和下超吸层以及处于中间的储液层;所述的结合紧密是指所述超吸层的纤维素微纤丝与所述储液层的纤维素微纤丝通过¢-1, 4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合,形成分子层,层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合,无明显物理分层;组成细菌纤维素的基本単元并非单根3 -1, 4-葡萄糖链,而是预微纤丝(premicrofibril),其由0 -1, 4-葡萄糖链组成,姆9根^ -1, 4-葡萄糖链相互平行,通过分子内与分子间氢键结合,呈左手三螺旋状,是组成微纤丝(microfibril)的基本単位,直径为1.5nm。微纤丝(microfibril)直径为3.5nm,微纤与微纤之间通过分子内与分子间氢键结合,¢-1, 4-葡萄糖链呈平行排布,形成纤维素I型结晶结构。其中所述上超吸层与下超吸层中的纤维素含量均为0.7X IO-2 1.0X 10_2g/cm3,所述储液层中的纤维素含量为0.2X 10_2 0.5X 10_2g/cm3。所述的细菌纤维素膜是由菌种消耗糖源,分泌纤维素微纤丝通过分子内与分子间氢键结合形成。所述的三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的厚度为9 16mm,其中所述上超吸层和下超吸层的厚度均为3 4mm,所述储液层的厚度为3 8mm。实施例1
I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇2,蛋白胨0.05,酵母膏0.05,柠檬酸0.01,磷酸氢ニ钠0.02,磷酸ニ氢钾0.01,余量为水;发酵培养液的pH为4.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X105。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,28 °C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期3天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段I天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.1 1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至
^mm 4mm ;储液层形成阶段I天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10 15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段I天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.1 1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50%范围内,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持10小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例2I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,32 °C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期2天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期3天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在15%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次 分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm 4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50%范围内,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为10wt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例31)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇3,蛋白胨0.3,酵母膏0.3,柠檬酸0.05,磷酸氢ニ钠0.1,磷酸ニ氢钾0.05,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在12.5%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.0mm ;c.细菌纤维素平稳生长期6天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段2天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.3个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm
4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至12.5%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;
上超吸层形成阶段2天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.3个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50%范围内,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为2wt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持4小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例4I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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 液接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,瞬间加压,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ提升至1.1个标准大气压,同时瞬间增氧,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的氧气浓度提高至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3_ 4_ ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10 15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 1 2mm ;上超吸层形成阶段3天,瞬间加压,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ提升至1.1个标准大气压,同时瞬间增氧,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的氧气浓度提高至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;
4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例51)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,瞬间加压,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ提升至1.5个标准大气压,同时瞬间增氧,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的氧气浓度提高至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm 4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10 15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 1 2mm ;上超吸层形成阶段3天,瞬间加压,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ提升至1.5个标准大气压,同时瞬间增氧,30分钟内使与细菌纤维素上表面相接触的氧气浓度提高至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时, 用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例6I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107个/mL。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为0.1389%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.1个标准大气压,同时连续増加氧气浓度,每小时増加48.61%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm 4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为0.1389%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.1个标准大气压,同时连续増加氧气浓度,每小时増加48.61%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量 为80%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例7
I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107个/mL。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ; c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为2.083%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.5个标准大气压,同时连续增加氧气浓度,每小时增加166.67%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm 4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为2.083%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.5个标准大气压,同时连续增加氧气浓度,每小时增加166.67%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量为70%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例8I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107个/mL。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素 平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为1%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.3个标准大气压,同时连续増加氧气浓度,每小时増加100%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3mm 4mm ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,连续加压,每小时向容器内充入压力百分数为1%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.3个标准大气压,同时连续増加氧气浓度,每小时増加100%,基数是10%,直至氧气浓度为50%时不再増加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量为60%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例9I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;
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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107个/mL。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.0mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为1.67%的空气,基数是I个标准 大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.1个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加583.3%,直至氧气浓度达到50%时不再增加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3_ 4_ ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为1.67%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.1个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加583.3%,直至氧气浓度达到50%时不再増加,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量为50%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例10I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2 X IO7个/mL。3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为25%的空气,基数是1个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.5个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加2000%,直至氧气浓度达到50%时不再增加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3_ 4_ ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为25%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.5个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加2000%,直至氧气浓度达到50%时不再増加,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量为30%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。实施例11I)发酵培养液的调配;发酵培养液组分,以质量百分数计,単位为wt%:葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇5,蛋白胨0.5,酵母膏0.5,柠檬酸0.1,磷酸氢ニ钠0.2,磷酸ニ氢钾0.1,余量为水;发酵培养液的pH为5.0 ;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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目在2X107个/mL。
3)静置培养;将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,30°C静置培养;通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上下层致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构;a.细菌纤维素生长诱导期I天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜;b.细菌纤维素快速生长期2天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5mm 1.5mm ;c.细菌纤维素平稳生长期8天:平稳生长期依次分三个阶段:下超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为15%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.3个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加1000%,直至氧气浓度达到50%时不再增加;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3_ 4_ ;储液层形成阶段2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ;上超吸层形成阶段3天,阶段性加压,每12小时向容器内充入压力百分数为15%的空气,基数是I个标准大气压,直至与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ为1.3个标准大气压时不再加压,同时阶段性増加氧气浓度,每12小时增加1000%,直至氧气浓度达到50%时不再増加,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 16mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜;4)后处理;

静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为lwt%的氢氧化钠溶液中,煮沸保持2小时,用纯净水清洗至pH为7.0,再将处理后的细菌纤维素薄膜部分压水处理至固含量为10%,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。
权利要求
1.一种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,其特征是:所述的三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料是由三层结合紧密的细菌纤维素膜构成,所述的三层结合紧密的细菌纤维素膜为上超吸层和下超吸层以及处于中间的储液层;所述的结合紧密是指所述上超吸层与下超吸层的纤维素微纤丝与所述储液层的纤维素微纤丝通过P -1, 4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合,形成分子层,层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合,无明显物理分层; 其中所述上超吸层和下超吸层中的纤维素含量均为0.7X IO-2 1.0X 10_2g/cm3,所述储液层中的纤维素含量为0.2X 1(T2 0.5X l(T2g/cm3。
2.根据权利要求1所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,其特征在于,所述的细菌纤维素膜是由菌种消耗糖源,分泌纤维素微纤丝通过分子内与分子间氢键结合形成。
3.根据权利要求1所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,其特征在于,所述的菌种是指能够生物合成纤维素的微生物,包括:木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的ー种或几种。
4.根据权利要求1所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,其特征在于,所述的三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的厚度为9 16mm,其中所述上超吸层和下超吸层的厚度均为3 4mm,所述储液层的厚度为3 8mm。
5.按权利要求1所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征是包括以下步骤: 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0.05 0.5,磷酸氢ニ钠0.05 0.5,磷酸ニ氢钾.0.05 0.5,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接种和扩培;扩培程度:菌种细胞数目为2 X IO5 2 X IO7个/ml ; 3)静置培养; 将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中,放置于恒温培养箱中,28 .32 °C静置培养; 通过分步调节培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的上、下部分致密且高液体吸收性、中间部分疏松且高持水性的三明治结构; a.细菌纤维素生长诱导期I 2天:控制与发酵培养液液面相接触的空气压カ为I个标准大气压,直至细菌将培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面,液面出现ー层半透明的细菌纤维素薄膜; b.细菌纤维素快速生长期2 3天:控制与细菌纤维素膜上表面空气压カ为I个标准大气压,同时调节氧气体积浓度在10 15%范围内;至细菌纤维素薄膜厚度达到0.5 ·1.5mm ; c.细菌纤维素平稳生长期3 8天: 平稳生长期依次分三个阶段: 下超吸层形成阶段I 3天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.1 1.5个标准大气压范围内,同时提高氧气浓度至50% ;直至细菌纤维素薄膜厚度增长至3 4mm ; 储液层形成阶段I 2天,降低空气压カ使细菌纤维素膜上表面相接触的空气压カ至I标准大气压,同时降低氧气浓度至10 15%范围内;直至细菌纤维素膜厚度增长至6 12mm ; 上超吸层形成阶段I 3天,加压使与细菌纤维素上表面相接触的空气压カ在1.1 1.5个标准大气压范围内,同 时提高氧气浓度至50%,直至细菌纤维素薄膜厚度增长至9 12mm时,将其取出,即得具备三明治结构的细菌纤维素薄膜; 4)后处理; 静置培养结束后,将上述的具备疏密结构的细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为I 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,再将处理后的细菌纤维素薄膜冷冻干燥或部分压水处理,即为三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料。
6.根据权利要求5所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的高压蒸汽灭菌后紫外辐照是指将所述发酵培养液置于高压灭菌锅内121°C灭菌处理30分钟后取出置于紫外灯下辐照冷却至室温。
7.根据权利要求5所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的通纯氧是指将医用氧以lL/min的速度通入上述的培养液中,并维持30分钟;所述的接种是指用灭菌后的接种环钩取适量保存于4°C下试管中的菌种,并转移至上述的发酵培养液中;所述的扩培是指将接入菌种后的发酵培养液于28 32°C下摇床培养8 24小时。
8.根据权利要求5所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的加压为瞬间加压、连续加压和阶段性加压三种形式;所述的提高氧气浓度为瞬间增氧、连续増加和阶段性増加三种方式。
9.根据权利要求8所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的瞬间加压是指:在30分钟内将容器内部空气压カ提升至1.1 1.5个大气压范围内,最大不超过1.5个大气压;所述的连续加压是指:每小时向容器内充入压力百分数为0.1389 2.083%的空气,基数是I个标准大气压,直至容器内空气压カ为1.1 1.5个标准大气压范围内时不再增加压力;所述的阶段性加压是指:每12小时向容器内充入压カ百分数为1.67 25%的空气,基数同样是I个标准大气压,直至容器内空气压カ为1.1 1.5个标准大气压范围内时不再增加压力; 所述的瞬间增氧是指:在30分钟内将氧气分压提升至50% ; 所述的连续增加是指:氧气浓度每小时增加48.61 166.67%,基数是10 15%,直至氧气浓度为50%时不再増加; 所述的阶段性增加是指:氧气浓度每12小时增加583.3 2000%,直至氧气浓度达到50%时不再增加。
10.根据权利要求5所述的ー种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料的制备方法,其特征在于,所述的降低空气压カ是指:在30分钟内将容器内与细菌纤维素膜上表面接触的空气压カ降低至I个标准大气压;所述的降低氧气浓度是指:在30分钟内将容器内氧气浓度降低至10 15%范围 内。
全文摘要
本发明涉及一种三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料及其制备方法。通过菌种扩培、静置培养以及后处理等步骤制得三明治结构的细菌纤维素液体吸收性材料,由三层结合紧密的细菌纤维素膜构成,包括上超吸层和下超吸层以及处于中间的储液层;所述的结合紧密是指所述上超吸层和下超吸层的纤维素微纤丝与所述储液层的纤维素微纤丝通过β-1,4-葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合,形成分子层,层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合,无明显物理分层,结构连续性良好。制备的液体吸收性材料具有良好的液体吸收性、持水性、生物相容性以及力学性能,制备过程简单快速,绿色环保,培养周期短,成本低廉,应用于医药、个人护理、日用化工等领域。
文档编号A61L15/28GK103083136SQ20121057584
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者陈仕艳, 张云, 杨敬轩, 李喆, 王利群, 郑羿, 王华平 申请人:东华大学

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