一种抗菌水松纸的制备方法

摘要

本发明公开了一种抗菌水松纸的制备方法，包括：配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，灭菌后，接种活化后的葡糖酸醋杆菌ZT‑01，静置培养获得细菌纤维素膜；溶胀细菌纤维素膜后洗涤至中性；对细菌纤维素膜进行打浆处理；将ε‑聚赖氨酸、甘氨酸和交联剂添加至细菌纤维素浆中，震荡反应得到抗菌复合材料；将抗菌复合材料掺入造纸浆料中，抄造制得抗菌水松纸。本公开的抗菌水松纸的制备方法中ε‑聚赖氨酸和适量的甘氨酸共同作用可以显著提高ε‑聚赖氨酸的抑菌性。细菌纤维素具有生物亲和性、生物相容性，且具有巨大的比表面积和大量羟基，可通过和氨基反应牢牢地结合抑菌剂。此外，细菌纤维素可增强水松纸的强度和韧性。

权利要求

1.葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述葡糖酸醋杆菌为保藏编号为CGMCC NO.21544的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01；

具体应用时，通过如下步骤制备获得：

步骤(1)：配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，灭菌后，接种活化后的保藏编号为CGMCC NO.21544的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，静置培养一段时间，获得细菌纤维素膜；

步骤(2)：采用强碱溶液溶胀细菌纤维素膜后，反复洗涤细菌纤维素膜至中性；

步骤(3)：对细菌纤维素膜进行打浆处理，得到干重为3‑10％的细菌纤维素浆；

步骤(4)：按照质量百分含量为0.1‑2％的ε‑聚赖氨酸、0.5‑2％的甘氨酸和0.5‑1.5％的交联剂，将ε‑聚赖氨酸、甘氨酸和交联剂添加至细菌纤维素浆中，震荡反应一段时间，过滤，得到抗菌复合材料，所述ε‑聚赖氨酸分子量为3600‑4300，赖氨酸残基为25‑35，所述交联剂为碳二亚胺、京尼平和N‑羟基琥珀酰亚胺中的至少一种；

步骤(5)：根据抗菌复合材料的干重为水松纸的重量的2‑10％，将抗菌复合材料掺入造纸浆料中，抄造制得抗菌水松纸。

2.根据权利要求1所述的葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述步骤(1)中的水溶液成分如下：

20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉和1g/L一水合柠檬酸。

3.根据权利要求1所述的葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述步骤(1)具体如下：配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，121℃灭菌15min，调节pH至4.8‑5，接种活化后的保藏编号为CGMCC NO.21544的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，于25‑30℃下静置培养7‑14天 ，获得细菌纤维素膜。

4.根据权利要求1所述的葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述步骤(2)中的强碱溶液为氢氧化钠溶液。

5.根据权利要求1所述的葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述步骤(2)具体如下：将细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L的氢氧化钠溶液中溶胀2h，然后反复用清水洗涤细菌纤维素膜至中性。

6.根据权利要求1所述的葡糖酸醋杆菌在抗菌水松纸制备中的应用，其特征在于，所述步骤(3)中的打浆处理采用标准浆料疏解器进行打浆。

说明书

一种抗菌水松纸的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及卷烟制造领域，更具体地，涉及一种抗菌水松纸的制备方法。

背景技术

[0002] 水松纸是一种包裹在过滤嘴外面，用于把滤棒粘接到烟条末端的纸。由于水松纸是嘴唇直接接触的部位，因此其印刷油墨和涂层必须符合食品安全卫生标准。此外，水松纸还需要满足抗水性和湿强度的要求。

[0003] ε‑聚赖氨酸是一种具有广谱抑菌功效的多肽，对于酵母属的尖锐假丝酵母菌、法红酵母菌、产膜毕氏酵母；革兰氏阳性菌中的耐热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌；革兰氏阴性菌中的产气节杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌等均有强烈的抑制作用。ε‑聚赖氨酸能在人体内分解为赖氨酸，而赖氨酸是人体必需的8种氨基酸之一，因此ε‑聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂，安全性高。

[0004] 细菌纤维素是由特定微生物在胞外产生的网状纳米级纤维素，具有独特的生物亲和性、生物相容性、生物可降解性。细菌纤维素相互交错无序排列形成微纳米级的孔隙，具有巨大的比表面积和大量羟基，可与许多抗菌剂结合形成抗菌复合材料。同时，在造纸领域，细菌纤维素是一种非常好的生物添加剂。由于细菌纤维素具有很好的拉伸强度，将细菌纤维素加入到纸浆当中可以明显的提高纸张的强度和韧度。当纸品被干燥时，细菌纤维素的微纤维之间会形成大量的氢键，这使得其化学吸附性及拉伸强度大大提高。

[0005] 因此，如何利用细菌纤维素和ε‑聚赖氨酸制备水松纸成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是提供一种利用细菌纤维素和ε‑聚赖氨酸制备抗菌水松纸的方法的新技术方案。

[0007] 根据本发明的第一方面，提供了一种抗菌水松纸的制备方法。

[0008] 该抗菌水松纸的制备方法包括如下步骤：

[0009] 步骤(1)：配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，灭菌后，接种活化后的保藏编号为CGMCC NO.21544的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，静置培养一段时间，获得细菌纤维素膜；

[0010] 步骤(2)：采用强碱溶液溶胀细菌纤维素膜后，反复洗涤细菌纤维素膜至中性；

[0011] 步骤(3)：对细菌纤维素膜进行打浆处理，得到干重为3‑10％的细菌纤维素浆；

[0012] 步骤(4)：按照质量百分含量为0.1‑2％的ε‑聚赖氨酸、0.5‑2％的甘氨酸和0.5‑1.5％的交联剂，将ε‑聚赖氨酸、甘氨酸和交联剂添加至细菌纤维素浆中，震荡反应一段时间，过滤，得到抗菌复合材料；

[0013] 步骤(5)：根据抗菌复合材料的干重为水松纸的重量的2‑10％，将抗菌复合材料掺入造纸浆料中，抄造制得抗菌水松纸。

[0014] 可选的，所述步骤(1)中的水溶液成分如下：

[0015] 20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉和1g/L一水合柠檬酸。

[0016] 可选的，所述步骤(1)具体如下：

[0017] 配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，121℃灭菌15min，调节pH至4.8‑5，接种活化后的保藏编号为CGMCC  NO.21544  的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，于25‑30℃下静置培养7‑14 d，获得细菌纤维素膜。

[0018] 可选的，所述步骤(2)中的强碱溶液为氢氧化钠溶液。

[0019] 可选的，所述步骤(2)具体如下：

[0020] 将细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L的氢氧化钠溶液中溶胀2h，然后反复用清水洗涤细菌纤维素膜至中性。

[0021] 可选的，所述步骤(3)中的打浆处理采用标准浆料疏解器进行打浆。

[0022] 可选的，所述步骤(4)中的ε‑聚赖氨酸分子量为3600‑4300，赖氨酸残基为25‑35。

[0023] 可选的，所述步骤(4)中的交联剂为碳二亚胺、京尼平和N‑羟基琥珀酰亚胺中的至少一种。

[0024] 本公开的抗菌水松纸的制备方法采用的抗菌剂为广谱抗菌的ε‑聚赖氨酸，ε‑聚赖氨酸可在人体内分解为赖氨酸，具有营养功能是一种营养型抑菌剂。而且，甘氨酸是人体必须的氨基酸，ε‑聚赖氨酸和适量的甘氨酸共同作用时可以显著提高ε‑聚赖氨酸的抑菌性。细菌纤维素具有生物亲和性、生物相容性，且具有巨大的比表面积和大量羟基，可通过和氨基反应牢牢地结合抑菌剂。此外，细菌纤维素可增强水松纸的强度和韧性。

具体实施方式

[0025] 现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

[0026] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

[0027] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

[0028] 在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

[0029] 本公开提供的抗菌水松纸的制备方法包括如下步骤：

[0030] 步骤(1)：配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，灭菌后，接种活化后的保藏编号为CGMCC NO.21544的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，静置培养一段时间，获得细菌纤维素膜。

[0031] 本公开采用的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为 CGMCC NO.21544，菌种名称为葡糖酸醋杆菌，菌株编号为ZT‑01，分类命名为葡糖酸醋杆菌,Gluconacetobacter sp.，保藏时间为2020年12月23 日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该葡糖酸醋杆菌ZT‑01可以耐受的烟碱浓度达到3.5mg/mL。

[0032] 步骤(1)中的水溶液成分可如下：

[0033] 20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉和1g/L一水合柠檬酸。

[0034] 步骤(1)可具体如下：

[0035] 配制含有葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和一水合柠檬酸的水溶液，121℃灭菌15min，调节pH至4.8‑5，接种活化后的保藏编号为CGMCC  NO.21544  的葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter sp.)ZT‑01，于25‑30℃下静置培养7‑14 d，获得细菌纤维素膜。

[0036] 步骤(2)：采用强碱溶液溶胀细菌纤维素膜后，反复洗涤细菌纤维素膜至中性。

[0037] 步骤(2)中的强碱溶液可为氢氧化钠溶液。

[0038] 步骤(2)可具体如下：

[0039] 将细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L的氢氧化钠溶液中溶胀2h，然后反复用清水洗涤细菌纤维素膜至中性。

[0040] 步骤(3)：对细菌纤维素膜进行打浆处理，得到干重为3‑10％的细菌纤维素浆。

[0041] 步骤(3)中的打浆处理采用标准浆料疏解器进行打浆。

[0042] 步骤(4)：按照质量百分含量为0.1‑2％的ε‑聚赖氨酸、0.5‑2％的甘氨酸和0.5‑1.5％的交联剂，将ε‑聚赖氨酸、甘氨酸和交联剂添加至细菌纤维素浆中，震荡反应一段时间，过滤，得到抗菌复合材料。

[0043] 步骤(4)中的ε‑聚赖氨酸分子量可为3600‑4300，赖氨酸残基为25‑35。

[0044] 步骤(4)中的交联剂可为碳二亚胺、京尼平和N‑羟基琥珀酰亚胺中的至少一种。

[0045] 步骤(5)：根据抗菌复合材料的干重为水松纸的重量的2‑10％，将抗菌复合材料掺入造纸浆料中，抄造制得抗菌水松纸。

[0046] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。

[0047] 实施例1

[0048] 配制含有20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉、1g/L一水合柠檬酸的水溶液，调节pH至5，121℃灭菌15min，接种活化后的葡糖酸醋杆菌ZT‑01于30℃，静置培养14d，获得细菌纤维素膜；

[0049] 将获得的细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L氢氧化钠溶液中溶胀2h，而后用蒸馏水洗至中性；

[0050] 将清洗后的细菌纤维素膜在标准浆料疏解器中高速机械打浆处理，使其分散均匀，得到细菌纤维素浆，浆料中细菌纤维素的干重为5％；

[0051] 在细菌纤维素浆中添加质量分数0.5％的ε‑聚赖氨酸、1％甘氨酸和0.8％碳二亚胺150r/min震荡3h，过滤，得到抗菌复合材料；

[0052] 将抗菌复合材料掺入造纸浆料，而后进行造纸步骤，经过抄造、干燥、压光，卷纸制备成抗菌水松纸，抗菌复合材料干重添加量为水松纸的3％。

[0053] 实施例2

[0054] 配制含有20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉、1g/L一水合柠檬酸的水溶液，调节pH至5，121℃灭菌15min，接种活化后的葡糖酸醋杆菌ZT‑01于30℃，静置培养10d，获得细菌纤维素膜；

[0055] 将获得的细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L氢氧化钠溶液中溶胀2h，而后用蒸馏水洗至中性；

[0056] 将清洗后的细菌纤维素膜在标准浆料疏解器中高速机械打浆处理，使其分散均匀，得到细菌纤维素浆，浆料中细菌纤维的干重为3％；

[0057] 在细菌纤维素浆中添加质量分数1％的ε‑聚赖氨酸、2％甘氨酸和1％京尼平，200r/min震荡2h，过滤，得到抗菌复合材料；

[0058] 将抗菌复合材料掺入造纸浆料，而后进行造纸步骤，经过抄造、干燥、压光，卷纸制备成抗菌水松纸，抗菌复合材料干重添加量为水松纸的5％。

[0059] 实施例3

[0060] 配制含有20g/L葡萄糖、3g/L蛋白胨、5g/L酵母粉、1g/L一水合柠檬酸的水溶液，调节pH至5，121℃灭菌15min，接种活化后的葡糖酸醋杆菌ZT‑01于25℃，静置培养14d，获得细菌纤维素膜；

[0061] 将获得的细菌纤维素膜在煮沸的0.5mol/L氢氧化钠溶液中溶胀2h，而后用蒸馏水洗至中性；

[0062] 将清洗后的细菌纤维素膜在标准浆料疏解器中高速机械打浆处理，使其分散均匀，得到细菌纤维素浆，浆料中细菌纤维素的干重为4％；

[0063] 在细菌纤维素浆中添加质量分数0.6％的ε‑聚赖氨酸、1％甘氨酸和0.5％碳二亚胺，200r/min震荡3h，过滤，得到抗菌复合材料；

[0064] 将抗菌复合材料掺入造纸浆料，而后进行造纸步骤，经过抄造、干燥、压光，卷纸制备成抗菌水松纸，抗菌复合材料干重添加量为水松纸的2％。

[0065] 将实施例1制备的抗菌水松纸和普通水松纸(由河南中烟工业有限责任公司提供)在100℃真空烘箱中烘1h灭菌处理，然后在空气中放置24h 和48h，按照行业标准YC171‑2009《烟用接装纸》中规定测定菌落总数。

[0066] 表1菌落总数测定

[0067]

[0068] 由表1可见，经过烘烤灭菌后的两种水松纸菌落数均较少，但在空气中放置24和48h后，普通水松纸的菌落数远大于实施例1制备的抗菌水松纸，说明本公开制备的水松纸的抗菌效果良好。

[0069] 实施例2和实施例3均具有与实施例1相当的抗菌效果。

[0070] 虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。