CN102784071A - 一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，所述的利用细菌纤维素制备的保湿眼膜的制备方法，即取1～2环活化好的斜面种子木醋杆菌（Gluconacetobacterxylinum）接入到培养基中，振荡培养得种子液；再将种子液接种到培养基中，充分振荡种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后静置培养有生成的细菌纤维素膜浮于液面，取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于碱溶液中以去除膜中的菌体和残留培养基最后用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时得细菌纤维素湿膜，再将细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。该眼膜的保湿的性能及生物组织相容性好，无毒无害，材料加工工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型眼膜，尤其涉及一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜。
背景技术
眼周皮肤生理特征不同于面部皮肤，其一是眼周皮肤厚度只有身体皮肤平均厚度的四分之一，细嫩而脆弱；其二是皮肤弹性纤维较少，容易出现皮肤松弛；其三是血液循环丰富，毛细血管壁薄，容易瘀血和水肿。此外，眼睛周围没有皮脂腺，皮下脂肪的量也很少，面部表情肌的活动牵拉眼周皮肤，使其易出现皱纹和老化。因此，眼周皮肤需要特殊的保湿护理。
目前有许多针对眼部皮肤的护肤用品。一般的护肤用品有可能不适合眼周皮肤或者无法起到相应的护理作用，需要根据其生理特性设计产品。所以针对眼部皮肤较薄、较敏感、不易留住水分等生理特征设计保湿眼膜是很有必要的。
细菌纤维素是在1886年由Brown发现的，木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）在静止培养时于培养基表面形成一层白色纤维状物质，经化学与物理方法分析确定此类物质具有纤维素的结构与化学性质，因其属细菌合成，故命名为细菌纤维素(bacterial cellulose， BC)。细菌纤维素直径仅为人工合成纤维的1/10，为10nm～100nm，是一种新型的纳米级生物材料。其有许多独特的性质，如高结晶度和高化学纯度，高抗张强度和弹性模量，很强的水结合性，极佳的形状维持能力和抗撕力，较高的生物适应性和良好的生物可降解性。所以这种新型生物纳米材料的研究开发日益受到各国研究者的重视。但是，在现有的有关细菌纤维素的研究中，利用细菌纤维素制备保湿眼膜的研究及相关方法，经检索还未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有眼膜由于材料价格高导致的生产成本较高及携带不方便或持水性能差，水分易挥发等问题而提供一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜。该方法利用细菌纤维素制备的保湿眼膜的性能及生物组织相容性好，无毒无害，加工工艺简单。
本发明的技术方案
一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、菌株选择
选择木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378 ；
（2）、培养基制备
按重量百分比计，含2～4%的葡萄糖、果糖、蔗糖或椰子水，0.5～1%的酵母粉，0.5～1%胰蛋白胨，0.5～1%Na2HPO4，0.2～0.3%柠檬酸，2～3%碳酸钙，余量为去离子水，用柠檬酸、醋酸、Na2HPO4、K2HPO4或KH2PO4调节pH为5～6即可得到培养基；
优选按每升培养基计算添加0.1～0.5g的β-聚苹果酸；
上述的培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
（3）、种子细胞培养
挑取一环木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378菌种接种于斜面培养基中，在恒温培养箱中28～32℃培养72h，作为活化好的斜面种子；
所述的斜面培养基，按重量百分比计算，含2～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5～1％的酵母粉，0.5～1％胰蛋白胨，0.5～1％Na2HPO4，0.2～0.3％柠檬酸，2～3％碳酸钙，2～4％琼脂，余量为去离子水，然后调节培养基的pH值为5～6，上述的斜面培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
取1～2环活化好的斜面种子接入到100～250ml的步骤（2）所得的培养基中，8～32℃振荡培养24～36h，摇床转速为140～180r/min，得种子液；
（4）、静态液体发酵生产细菌纤维素
以体积百分比为5～10%的接种量将步骤（3）所得的种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在28～32℃静置培养6～10天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面；
（5）、细菌纤维素膜纯化
取步骤（4）生成的细菌纤维素膜，用水冲洗6～10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.08～0.12M的碱溶液中，80～100℃煮20～30min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止，得细菌纤维素湿膜；
所述碱溶液是NaOH溶液或Na2CO3溶液；
（6）、将步骤（5）所得的细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。
上述所得的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，厚度一般为0.3～0.6cm，成分水分95～98%，其色白透明。由于细菌纤维素膜质地柔软，为了方便包装和使用，可在眼膜的侧面设有衬膜，该衬膜可以在眼膜敷在眼部后揭去。
上述的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜的制备中，优选步骤（2）所述的培养基按重量百分比计算，含2%的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5%的酵母粉，0.5%胰蛋白胨，0.5%Na2HPO4，0.2%柠檬酸，2%碳酸钙，余量为去离子水；上述的培养基按每升计算优选添加0.3～0.4g/L的β-聚苹果酸，然后调节培养基的pH值为6；
优选步骤（3）中所述种子细胞培养是取1～2环活化好的斜面种子接入到步骤（2）所得的培养基中，30～32℃振荡培养24～26h，摇床转速为160r/min，得种子液；
优选步骤（4）中所述静态液体发酵生产细菌纤维素是以体积百分比为6%～8%的接种量将种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在28～30℃静置培养8～10天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面；
优选步骤（5）中所述细菌纤维素膜纯化是取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.1M的碱溶液中，100℃煮20 min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止。
本发明的有益技术效果
本发明的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，由于是将木醋杆菌发酵生成的细菌纤维素湿膜裁剪成一种保湿眼膜，而细菌纤维素为纳米级纤维，加入β-聚苹果酸保留了其高强度，又提高其含水量，因此使制成的保湿眼膜具有可靠的硬度和良好的柔韧性、弹性，在使用时能承受一定的力可产生变形而不破损。
进一步，本发明的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，由于细菌纤维素膜不会引起溶血反应和急性毒性反应，无致敏性、制热性、无刺激性，因此，具有良好的生物组织相容性，无异物排斥反应。
进一步，本发明的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，由于纤维素分子内存在大量的亲水性基团，同时细菌纤维素形成独特的织态结构，并因“纳米效应”而具有高吸水性和高保水性、对液体和气体的高透过率、高湿态强度、 尤其在湿态下可原位加工成型等特性，所以可帮助眼周皮肤在干燥等环境下保有水分，起到修复细小损伤，改善早期老化，帮助贮存皮肤所需水分等作用。
另外，本发明的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜的制备方法，由于是由微生物利用广泛的基质直接生物合成的纤维素，产品具备一定的形状和规格，与其他方法相比省去了化学加工的过程，且产量高，发酵周期短，加工过程不需通氧，从而节省能源，降低造价，因此具有生产过程环保，生产工艺简单，成本低，适于推广。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明所用的木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378于-80℃石蜡试管保存。
实施例1
一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、菌株选择
选择木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812；
（2）、培养基制备
按重量百分比计算，含2％的果糖，0.5％的酵母粉，0.5％胰蛋白胨，0.5％Na2HPO4，0.2％柠檬酸，2％碳酸钙，余量为去离子水，按每升计算添加0.4g的β-聚苹果酸，然后用柠檬酸调节培养基的pH值为6，在121℃的温度下灭菌20min，冷却至30℃后，备用；
（3）、种子细胞培养
挑取一环-80℃石蜡试管保存的木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378菌种接种于斜面培养基中，在恒温培养箱中28～32℃培养72h，作为活化好的斜面种子；
所述的斜面培养基，按重量百分比计算，含2～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5～1％的酵母粉，0.5～1％胰蛋白胨，0.5～1％Na2HPO4，0.2～0.3％柠檬酸，2～3％碳酸钙，2～4％琼脂，余量为去离子水，然后调节培养基的pH值为5～6，上述的斜面培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
取1～2环活化好的斜面种子（木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812）接入到100ml的步骤（2）所得的培养基中，30℃振荡培养24h，摇床转速为160r/min，得种子液；
（4）、静态液体发酵生产细菌纤维素
以体积百分比为6%的接种量将步骤（3）所得的种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在30℃静置培养8天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面；
（5）、细菌纤维素膜纯化
取步骤（4）生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.1M的NaOH溶液中，100℃煮20 min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止，得厚度为0.40cm，含水量为97%的细菌纤维素湿膜；
（6）、将步骤（5）所得的细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。
实施例2
一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、菌株选择
选择木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378。
（2）、培养基制备
在以重量百分比计，含4%的蔗糖，1%的酵母粉，1%胰蛋白胨，1%Na2HPO4，0.3%柠檬酸，3%碳酸钙，余量为去离子水，按每升计算添加添加0.3g/L的β-聚苹果酸，然后用冰醋酸调节培养基的pH值为5.3，在121℃的温度下灭菌20min，冷却至30℃后，备用；
（3）、种子细胞培养
挑取一环于-80℃石蜡试管保存的木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378菌种接种于斜面培养基中，在恒温培养箱中28～32℃培养72h，作为活化好的斜面种子；
所述的斜面培养基，按重量百分比计算，含2～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5～1％的酵母粉，0.5～1％胰蛋白胨，0.5～1％Na2HPO4，0.2～0.3％柠檬酸，2～3％碳酸钙，2～4％琼脂，余量为去离子水，然后调节培养基的pH值为5～6，上述的斜面培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
取1～2环活化好的斜面种子（木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378）接入到150ml的步骤（2）所得的培养基中，32℃振荡培养26h，摇床转速为180r/min，得种子液；
（4）、静态液体发酵生产细菌纤维素
以体积百分比为6%的接种量将步骤（3）所得的种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在30℃静置培养8天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面；
（5）、细菌纤维素膜纯化
取步骤（4）生成的细菌纤维素膜，用水冲洗10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.12M的NaOH溶液中，100℃煮30min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.1时，冲洗停止，得厚度为0.36cm，含水量为96%的细菌纤维素湿膜；
（6）、将步骤（5）所得的细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。
实施例3
一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、菌株选择
选择木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812。
（2）、培养基制备
按重量百分比计算，含3％的葡萄糖，0.8%的酵母粉，0.7%胰蛋白胨，0.8% Na2HPO4，0.25%柠檬酸，2.5%碳酸钙，余量为去离子水，按每升计算添加0.5g的β-聚苹果酸，然后用柠檬酸调节培养基的pH值为5.7，在121℃的温度下灭菌20min，冷却至30℃后，备用；
（3）、种子细胞培养
挑取一环于-80℃石蜡试管保存的木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812菌种接种于斜面培养基中，在恒温培养箱中28~32℃培养72h，作为活化好的斜面种子；
所述的斜面培养基，按重量百分比计算，含2～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5～1％的酵母粉，0.5～1％胰蛋白胨，0.5～1％Na2HPO4，0.2～0.3％柠檬酸，2～3％碳酸钙，2～4％琼脂，余量为去离子水，然后调节培养基的pH值为5～6，上述的斜面培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
取1～2环活化好的斜面种子木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812接入到100ml的步骤（2）所得的培养基中，22℃振荡培养36h，摇床转速为150r/min，得种子液；
（4）、静态液体发酵生产细菌纤维素
以体积百分比为5%的接种量将步骤（3）所得的种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在28℃静置培养10天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面；
（5）、细菌纤维素膜纯化
取步骤（4）生成的细菌纤维素膜，用水冲洗10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.09M的NaOH溶液中，80℃煮30min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.1～7.2时，冲洗停止，得厚度为0.45cm，含水量为97.6%的细菌纤维素湿膜；
（6）、将步骤（5）所得的细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其特征在于所述的利用细菌纤维素制备的保湿眼膜通过如下方法制备，该制备方法具体包括如下步骤：
（1）、菌株选择
选择木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378 ；
（2）、培养基制备
按重量百分比计，含2～4%的葡萄糖、果糖、蔗糖或椰子水，0.5～1%的酵母粉，0.5～1%的胰蛋白胨，0.5～1%的Na2HPO4，0.2～0.3%的柠檬酸，2～3%的碳酸钙，余量为去离子水，用柠檬酸、醋酸、Na2HPO4、K2HPO4或KH2PO4调节pH为5～6即可得到培养基；
优选按每升培养基中添加0.1～0.5g的β-聚苹果酸；
上述的培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
（3）、种子细胞培养
挑取一环木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.1812或木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）CGMCC No.1.2378菌种接种于斜面培养基中，在恒温培养箱中28～32℃培养72h，作为活化好的斜面种子；
所述的斜面培养基，按重量百分比计算，含2～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5～1％的酵母粉，0.5～1％胰蛋白胨，0.5～1％Na2HPO4，0.2～0.3％柠檬酸，2～3％碳酸钙，2～4％琼脂，余量为去离子水，然后调节培养基的pH值为5～6，上述的斜面培养基在121℃的温度下灭菌20～25min，冷却至30℃后，备用；
取1～2环活化好的斜面种子接入到100～250ml的步骤（2）所得的培养基中，8～32℃振荡培养24～36h，摇床转速为140～180r/min，得种子液；
（4）、静态液体发酵生产细菌纤维素
以体积百分比为5～10%的接种量将步骤（3）所得的种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在28～32℃静置培养6～10天，生成的细菌纤维素膜浮于液面；
（5）、细菌纤维素膜纯化
取步骤（4）生成的细菌纤维素膜，用水冲洗6～10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.08～0.12M的碱溶液中，80～100℃煮20～30min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止，得细菌纤维素湿膜；
所述碱溶液为NaOH溶液或Na2CO3溶液；
（6）、将步骤（5）所得的细菌纤维素湿膜裁剪成眼膜。
2.如权利要求1所述的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其特征在于所述的步骤（2）所述的培养基按重量百分比计算，含2%的葡萄糖、果糖或蔗糖，0.5%的酵母粉，0.5%的胰蛋白胨，0.5%的Na2HPO4，0.2%的柠檬酸，2%的碳酸钙，余量为去离子水；
上述的培养基按每升计算优选添加0.3～0.4g的β-聚苹果酸，然后调节培养基的pH值为6。
3.如权利要求2所述的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其特征在于所述的步骤（3）中所述的种子细胞培养控制温度为30～32℃振荡培养24～26h，摇床转速为160r/min，得种子液。
4.如权利要求3所述的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其特征在于所述的步骤（4）中所述的静态液体发酵生产细菌纤维素是以体积百分比为6%～8%的接种量将种子液接种到步骤（2）所得的培养基中，充分振荡使种子液和培养基混合后所得的菌液混合均匀，然后在28～30℃静置培养8～10天。
5.如权利要求4所述的一种利用细菌纤维素制备的保湿眼膜，其特征在于所述的步骤（5）中所述的细菌纤维素膜纯化是取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面培养基及杂质，再将膜浸泡于0.1M的碱溶液中，100℃煮20min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止。
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