本發(fā)明涉及微生物，特別是一種用于白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體的制備方法。
背景技術(shù)：
在造紙生產(chǎn)過(guò)程中，紙漿的制漿過(guò)程中需要將原木中的木質(zhì)素去除，通常使用的方法有化學(xué)法、機(jī)械法和生物酶法等方法。采用生物制漿方法對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行催化降解，可以在常溫下進(jìn)行且相對(duì)節(jié)能環(huán)保，污染小。但是，現(xiàn)有市場(chǎng)上出售的白腐菌，存活率低，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中往往面臨苛刻的實(shí)際條件，容易受到環(huán)境影響，降低反應(yīng)速率，達(dá)不到預(yù)期反應(yīng)效果，性價(jià)比不高。因此需要找到一種方法，最大限度地有效保證白腐菌生物活性，對(duì)環(huán)境耐受能力高，同時(shí)更適宜確定最佳反應(yīng)濃度的載體，以達(dá)到降低成本、提高效率的目的。
現(xiàn)有技術(shù)中雖有一種單一木質(zhì)纖維處理后得到可用于承載與吸附的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，但這一類復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其外觀與濾紙表面形貌類似。相關(guān)復(fù)合結(jié)構(gòu)可用于諸如pH試紙、生物檢測(cè)試紙等領(lǐng)域。當(dāng)化學(xué)或者生物分子負(fù)載到復(fù)合結(jié)構(gòu)中后，遇到特征物質(zhì)將發(fā)生不同的化學(xué)或者生化反應(yīng)，達(dá)到檢測(cè)的目的。但是這類結(jié)構(gòu)較為粗糙，其孔隙通常不可控。以生物分子負(fù)載為例，由于孔隙的不恰當(dāng)，生物分子有效負(fù)載量過(guò)大，造成材料冗余，成本增加，這點(diǎn)也與生物分子通常具有最適合反應(yīng)濃度相關(guān)。而且這類結(jié)構(gòu)由于未經(jīng)修飾，其對(duì)于負(fù)載的生物分子影響較大，可能造成白腐菌活性損失，不能提供良好的生物相容性環(huán)境。因此如何提供一種良好的生物相容性的載體，是必需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種用于白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體的制備方法，可有效解決有效保證白腐菌生物活性，對(duì)環(huán)境耐受能力高，同時(shí)更適宜確定最佳反應(yīng)濃度的載體，以達(dá)到降低成本、提高效率的問(wèn)題。
本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括以下步驟：
（1）、濾紙浸泡：將濾紙切碎至小于3×3mm2，按質(zhì)量百分比：水75-95%、濾紙5-25%，浸泡12h-24h，得濾紙溶液；
所述的水為去離子水；
所述的濾紙為中速定性濾紙，GB/T1914-2007,直徑12.5 cm，孔徑15-20微米，灰分≤0.15；
（2）、制備混合液：將濾紙溶液與超聲波處理液按體積比1︰1混合在一起，將纖維原有結(jié)合狀態(tài)打破，增加纖維間距，成混合液；
所述的超聲波處理液是，以質(zhì)量百分比計(jì)去離子水70%-85%、過(guò)氧化氫15%-30%混勻在一起制成；
（3）、超聲波處理：將混合液10-30℃進(jìn)行超聲波處理1-12h，使濾紙纖維熔漿分散均勻，呈乳白色，無(wú)明顯顆粒狀纖維；
所述的超聲波處理用的超聲波發(fā)生器功率100w，頻率5-20kHz；
（4）、冷凍干燥：將超聲波處理后的混合液取出，冷凍干燥6-12h，在減壓狀態(tài)下快速去除水分，保證經(jīng)過(guò)超聲波處理的濾紙纖維空隙保持去除水分之前狀態(tài)；
（5）、將冷凍干燥后濾紙纖維與瓊脂糖培養(yǎng)基一同溶解于純凈水中，攪拌0.5-2h混勻，成混合溶液物，濾紙纖維︰瓊脂糖培養(yǎng)基︰純凈水的質(zhì)量比為1︰1︰5；
（6）、高溫滅菌：將上述混合溶液物經(jīng)高溫滅菌（此處高溫滅菌的溫度一般為100-150度四分鐘殺滅，采用蒸汽高溫滅菌；高溫滅菌只是保證混合溶液無(wú)菌種殘留），高溫過(guò)程中將多余水分蒸干，得到粗糙復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)，具有良好的孔洞，孔洞內(nèi)壁即纖維表面均勻覆蓋培養(yǎng)基，成白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體，將白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體浸入白腐菌菌液5-30min，取出，放置在搖床上培養(yǎng)12h，用于生物制漿木質(zhì)素預(yù)處理過(guò)程中。
本發(fā)明方法先進(jìn)、科學(xué)，易操作，所制備的白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體有效用于生物紙漿造紙，制漿效率高，無(wú)環(huán)境污染，成本低，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益巨大。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本發(fā)明在具體實(shí)施中，包括以下步驟：
（1）、濾紙浸泡：將濾紙切碎至小于3×3mm2，按質(zhì)量百分比：去離子水80%、濾紙20%，室溫浸泡12h-24h，得濾紙溶液；
（2）、制備混合液：將濾紙溶液與超聲波處理液按體積比1︰1混合在一起，將纖維原有結(jié)合狀態(tài)打破，增加纖維間距，成混合液；
所述的超聲波處理液是，以質(zhì)量百分比計(jì)去離子水75%、過(guò)氧化氫25%混勻在一起制成；
（3）、超聲波處理：將混合液18-25℃進(jìn)行超聲波處理7-10h，使濾紙纖維熔漿分散均勻，呈乳白色，無(wú)明顯顆粒狀纖維；
所述的超聲波處理用的超聲波發(fā)生器功率100w，頻率10kHz；
（4）、冷凍干燥：將超聲波處理后的混合液取出，冷凍干燥6-12h，在減壓狀態(tài)下快速去除水分，保證經(jīng)過(guò)超聲波處理的濾紙纖維空隙保持去除水分之前狀態(tài)；
（5）、將冷凍干燥后濾紙纖維與瓊脂糖培養(yǎng)基一同溶解于純凈水中，攪拌1h混勻，成混合溶液物，濾紙纖維︰瓊脂糖培養(yǎng)基︰純凈水的質(zhì)量比為1︰1︰5；瓊脂糖培養(yǎng)基的主要成分為瓊脂糖，是一種常見(jiàn)的可以購(gòu)買的培養(yǎng)基；瓊脂糖是線性的多聚物，基本結(jié)構(gòu)是1,3連結(jié)的β-D-半乳糖和1,4連結(jié)的3,6-內(nèi)醚-L-半乳糖交替連接起來(lái)的長(zhǎng)鏈 。瓊脂果膠是由許多更小的分子組成的異質(zhì)混合物。瓊脂糖在水中一般加熱到90℃以上溶解，溫度下降到35-40℃時(shí)形成良好的半固體狀的凝膠，這是它具有多種用途的主要特征和基礎(chǔ)。
（6）、高溫滅菌：將上述混合溶液物經(jīng)高溫滅菌，（此處高溫滅菌的溫度一般為100-150度四分鐘殺滅，采用蒸汽高溫滅菌；高溫滅菌只是保證混合溶液無(wú)菌種殘留）高溫過(guò)程中將多余水分蒸干，得到粗糙復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)，具有良好的孔洞，孔洞內(nèi)壁即纖維表面均勻覆蓋培養(yǎng)基，成白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體，將白腐菌培養(yǎng)的濾紙纖維載體浸入白腐菌菌液5-30min，取出，放置在搖床上培養(yǎng)12h，用于生物制漿木質(zhì)素預(yù)處理過(guò)程中。
實(shí)施例2
本發(fā)明在具體實(shí)施中，所述的濾紙浸泡，將質(zhì)量百分比的去離子水90%、濾紙10%在室溫下浸泡15-20h；
所述的超聲波處理液是，以質(zhì)量百分比計(jì)去離子水80%、過(guò)氧化氫20%混勻在一起制成。
實(shí)施例3
本發(fā)明在具體實(shí)施中，所述的濾紙浸泡，將質(zhì)量百分比的去離子水95%、濾紙5%在室溫下浸泡13-15h；
所述的超聲波處理液是，以質(zhì)量百分比計(jì)去離子水73%、過(guò)氧化氫27%混勻在一起制成。
本發(fā)明經(jīng)實(shí)地應(yīng)用和測(cè)試，采用濾紙中的纖維作為白腐菌培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的載體，可以在降低白腐菌用量的同時(shí)，提高生物制漿的效率，并且，由于濾紙纖維本身就是純凈的纖維，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)加入多余的成分，因此可以減少副產(chǎn)物，簡(jiǎn)化純化步驟，降低環(huán)保成本。
本發(fā)明有效用于生物制漿木質(zhì)素預(yù)處理過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)生物制漿中的應(yīng)用，利用微生物對(duì)于木質(zhì)素的消化能力，替代化學(xué)制漿方法或者機(jī)械制漿方法中的木質(zhì)素?cái)嗔逊椒ā＿_(dá)到純化纖維素目的。帶有白腐菌的濾紙纖維載體，投放到木片預(yù)處理過(guò)程中，白腐菌發(fā)生自然釋放，同時(shí)復(fù)合結(jié)構(gòu)中保留的白腐菌進(jìn)一步生長(zhǎng)，繁殖，從而達(dá)到不斷釋放的功效。釋放到預(yù)處理過(guò)程中的白腐菌，可以通過(guò)其產(chǎn)生的漆酶和木質(zhì)素酶等生物酶分子對(duì)纖維中的木質(zhì)素進(jìn)行斷裂，從而達(dá)到纖維預(yù)處理的作用。此種方法，避免了化學(xué)制漿中大量堿液的投放以及隨之帶來(lái)的后處理過(guò)程和環(huán)境污染問(wèn)題，也避免了機(jī)械制漿方法中，巨大的能量消耗問(wèn)題。同時(shí)，由于投放的材料是濾紙纖維，本來(lái)就是制漿原料，而微生物也可以自降解，因此不會(huì)對(duì)于直降過(guò)程中帶來(lái)后續(xù)處理問(wèn)題。對(duì)于制漿造紙降低成本，減少能耗，消除污染均具有顯著的改善。
由于采用濾紙纖維白腐菌培養(yǎng)載體結(jié)構(gòu)，有效地增加了單位數(shù)量的白腐菌對(duì)于木片的處理能力。生產(chǎn)效率提高6-8倍。這種培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中的白腐菌存活能力強(qiáng)，制備條件柔和，應(yīng)用條件也比較寬松。適合與復(fù)雜環(huán)境下的生物制漿應(yīng)用。
采用濾紙纖維，既滿足了作為白腐菌生存所需的空間環(huán)境，同時(shí)在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中并不引入冗余原料，降低了后續(xù)純化的成本，成本為原來(lái)的1/3。
白腐菌培養(yǎng)載體結(jié)構(gòu)投放后仍然可以保持微生物培養(yǎng)能力，達(dá)到向處理過(guò)程不斷釋放白腐菌的能力，比直接投放菌株效率更高，作用時(shí)間更長(zhǎng)，費(fèi)用降低50%以上，效果之好是未曾料到的，且在使用過(guò)程中無(wú)環(huán)境污染，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益巨大。