CN114197226B - 一种彩色细菌纤维素的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩色细菌纤维素的制备方法，先将彩色细菌纤维素I浸泡在NaOH水溶液中混合均匀得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至60～100℃搅拌10～20min，待温度下降至30～40℃时调节pH值为4.5～6.0，得到彩色细菌纤维素II；彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、天然红色色素和天然蓝色色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色是从紫红到紫色到艳紫的渐变色彩中的一种；彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色是橄榄绿、艳绿、深蓝、棕色、艳橙或者它们的中间色。本发明的方法可以赋予细菌纤维素多样化颜色，还能使细菌纤维素带有天然色素的功能，应用领域更加广泛。

Description

一种彩色细菌纤维素的制备方法
技术领域
本发明属于细菌纤维素技术领域，涉及一种彩色细菌纤维素的制备方法。
背景技术
细菌纤维素(Baterial Cellulose,BC)是由微生物发酵培养而得到的一种白色或者半透明状的凝胶状物质，微生物在发酵生产的过程中，首先纤维素链从细菌细胞壁的各个孔中长出，纤维素链通过连接、自组装，然后生成纤维带，随后这些纤维带形成具有大量孔隙的纤维网状结构；它与天然植物纤维素的化学组成及结构相类似，是由β-1,4-葡萄糖苷键连接聚合而成、聚合度高达百万的β-葡聚糖生物聚合物，是一种天然的高分子化合物；与天然植物纤维相比，细菌纤维素具有高纯度、高结晶度、高机械性能、高比表面积、高孔隙率和高含水率的特点，大量研究也表明其具有形状可塑性及性质可调控性；细菌纤维素诸多优良的性能使其在食品、化妆品、医用材料等领域有着广泛的应用范围及商业潜力。
在食品领域，细菌纤维素可应用于食品原料和食品添加剂；细菌纤维素作为食品原料时，细菌纤维素通常用来制备椰果粒，在生产细菌纤维素的培养基中加入不同的果汁，可以赋予其水果的风味；细菌纤维素作为一种食品添加剂时，少量的添加到乳饮料当中，可以起到降低固醇、调节血糖等作用。
在化妆品领域，细菌纤维素可应用于面部面膜，以细菌纤维素为基材的生物纤维面膜有以下优点，例如卓越的吸附性和超强的吸水功能、高弹性、好的适应性、良好的生物相容性等，细菌纤维素面膜通常是以细菌纤维素为基材搭载其他功能类的物质，从而提升面膜的性能，例如搭载一定量的生物防腐剂，赋予面膜良好的抑菌效果，使用后皮肤有良好的光泽。
在医用材料领域，细菌纤维素主要应用于伤口敷料和创可贴，对于慢性创伤治疗，大量的研究表明细菌纤维素伤口敷料具有显著的表现，它能够加速伤口愈合，促使肉芽组织有序的排列和生长。敷料良好的保湿性和透气性也能够预防组织粘连和异味的生成。细菌纤维素还可应用于抗菌液体创可贴，相比于传统创可贴，以细菌纤维素为基材的创可贴有诸多优点，例如不会导致皮肤过敏、透气性好有利于快速干燥、抗菌性能优良、机械强度高、韧性好。
目前，自然发酵的细菌纤维素是白色或者半透明状，彩色细菌纤维素的种类及其制备方法很少，使用天然色素对细菌纤维素进行染色，不仅能赋予天然细菌纤维素以颜色带给人视觉上的冲击和避开合成色素带来的毒性危害，还能赋予其天然色素的一些功能性。
现阶段制备彩色细菌纤维素的方法主要有两种，一种是直接将天然细菌纤维素浸渍到色素溶液中，如中国专利CN102100324B，其是通过在果汁中浸渍的方法使天然细菌纤维素着色，但是这种方法无法实现对颜色的控制以及赋予天然细菌纤维素一些功能性，染色完成后需要对其表面的溶液进行清洗，过程繁琐且可能伴随着脱色；另外一种则是在将色素溶液加入培养基中，直接制备有色的细菌纤维素，如中国专利CN 102127576B，其是将单一的天然或者人工合成的色素加入培养基内，直接制备有色的细菌纤维素。对于当下的制备彩色的细菌纤维素而言，涉及到两种技术手段，一种是细菌纤维素发酵培养阶段加入色素从而直接制备彩色细菌纤维素，另一种是先培养制备白色或是半透明的细菌纤维素，再将制备的天然的细菌纤维素浸入色素溶液中，从而制备彩色细菌纤维素。对于当下的两种技术，都是加入单一颜色的色素，从而得到细菌纤维素只有一种颜色亦或者同一种颜色的深色或者浅色，但是无法进行其他颜色的变化。
因此，研究一种可以赋予细菌纤维素多样化颜色的方法具有十分重要的意义。
发明内容
为了解决现有技术中问题，本发明提供一种彩色细菌纤维素的制备方法。本发明在发酵和后处理两个过程，通过调节多种天然色素的比例，从而赋予天然细菌纤维素新的色彩以及天然色素本身赋予天然细菌纤维素的一些功能性。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种彩色细菌纤维素的制备方法，先将彩色细菌纤维素I浸泡在NaOH水溶液中混合均匀得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至60～100℃搅拌10～20min，待温度下降至30～40℃时调节pH值为4.5～6.0，得到彩色细菌纤维素II；将温度控制在60～100℃，时间控制在10～20min，一方面在碱液中加热是为了使姜黄色素更好的着色，另外一方面是为了避免由于过高的温度和长时间加热的影响而使得彩色细菌纤维素II中三种色素发生过多的降解；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、天然红色色素和天然蓝色色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色随着两种色素的比例不同而呈现出不同的颜色，该颜色是指从紫红到紫色到艳紫的渐变色彩中的一种；
天然红色色素为天然黑玉米色素、高粱红色素、红叶甜菜色素、紫胶红色素、胭脂虫红色素和红花红色素的一种以上；
天然蓝色色素为紫甘蓝色素、栀子蓝色素、蓝莓色素和藻蓝色素的一种以上；
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色随着天然红色色素、天然蓝色色素和姜黄色素的比例不同而呈现出不同的颜色，该颜色是指深蓝、棕色、艳绿、艳橙、橄榄绿或者它们的中间色；
彩色细菌纤维素II的厚度为0.1～5cm(细菌纤维素发酵以后就是膜状的材料，有厚度)，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为25～50nm，纳米纤维之间的平均距离为60～1100nm。
本发明中有关颜色的术语名称，参照GB3899.2中37项色区。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，彩色细菌纤维素I是将菌种接入30～38℃温度下的有色培养基中，进行静置培养得到；所述有色培养基中含有质量分数为0.005～2wt％的天然红色色素和质量分数为0.002～1wt％的天然蓝色色素；这种配色方式，可以避免这2种天然色素的降解，细菌纤维素在培养过程中所形成的彩色细菌纤维素I，以红蓝为基础色，调节两者不同比例，可以呈现出多种色彩(红多蓝少是为紫红，等量时为紫色，蓝多红少时为艳紫；也就是说可以呈现出由紫红到紫色到艳紫的多种渐变色彩)。
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，有色培养基中的有色培养液的配置过程为：先将天然红色色素提取液和天然蓝色色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌(因为天然色素高温下不稳定，所以采用这种滤器过滤的方式)；再将去除菌的色素混合液与高压蒸汽灭菌处理后的基础培养液(灭菌处理的过程为：将基础培养液放入高压蒸汽灭菌锅中进行灭菌处理，温度设置为121℃，压力设置为1.1MPa，时间设置为30～45min)混合。
天然红色素提取液与天然蓝色色素提取液的制备一般是采用溶剂萃取法，具体如下：
将含有天然色素的原料(一般为天然植物的枝、叶、根、茎等)在低温下充分干燥至恒重，然后进行粉碎研磨；采用超声波辅助提取法，按照料液比为1g:3～30mL的比例，将天然色素粉末加入到含30～70wt％萃取溶剂的溶液中，超声波提取5～60min；然后抽滤除残渣，收集滤液作为天然色素提取液。
比如：
天然黑玉米色素的提取过程为：先将黑玉米粒在低温下充分干燥至恒重，然后进行粉碎得到黑玉米粒粉末，置于室温下待用；再采用超声波辅助提取法，按照料液比为1g:10～30mL的比例(优选1:20g/mL)，将黑玉米粒粉末加入到30～70％乙醇水溶液(优选50％)中，超声波提取器的超声温度15～55℃(优选35℃)，超声功率120～200W，超声时间15～55min(优选45min)，抽滤除残渣，收集滤液作为天然黑玉米色素提取液。
天然红色色素中的其他色素也可采用上述方法提取。
紫甘蓝色素的提取过程为：先采用超声波辅助浸提法，将紫甘蓝洗净后切碎，待其干燥后进行研磨，研磨4～6min，然后置于密闭容器中，待用；再按照料液比为1g:5～25mL的比例(优选1:10g/mL)，将研磨好的紫甘蓝加入到浓度为0.2～0.7mol/L的盐酸水溶液(优选0.3mol/L)中，设置超声波功率为70～85W，浸提温度30～70℃(优选40℃)，浸提时间4～12min(优选8min)，浸提后抽滤除残渣，收集滤液作为紫甘蓝色素提取液。
天然蓝色色素中的其他色素也可采用上述方法提取。
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，所述基础培养液的pH值为4～6。
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，所述有色培养基中的有色培养液的配方为：
水余量；
所述物质A为葡萄糖、果糖、蔗糖和甘露醇中的一种以上。
有色培养基中红蓝两种色素的量，是根据所设定的最终彩色细菌纤维素的颜色，由三原色的配比得出的，而其他组分的量是日常实验室制备细菌纤维素的先决条件。
有色培养基配方中所用两种色素提取液，色素提取液的提取是根据溶液中色素在某些波长范围内能够呈现的最大的吸光度来确定的。
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，混合物中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1～10:100；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为70～95wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1～10:1000，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.001～0.1wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
姜黄色素是利用酸碱沉淀法在粗提取液基础之上进行纯化，调节pH＝7.3得到黄色沉淀，通过黄色沉淀来定量另外两种色素添加的比例。
如上所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，静置培养的条件为：接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度为28～37℃，培养天数为5～10d；培养温度过高或者过低，两者都会影响到菌种的活性，从而影响到细菌纤维素的产量；温度28～37℃为菌种发酵产生细菌纤维素的适宜条件，且在此温度范围内，任一温度下培养，随着培养天数的增加，细菌纤维素的产量也会随之增加。
本发明的机理如下：
本发明首先制备了红、蓝色素培养液，通过培养阶段得到彩色细菌纤维素I，然后通过碱液浸渍的过程中加入姜黄色素，调节pH后得到彩色细菌纤维素II。碱液的浸渍过程，一方面可以使姜黄素能够更好的扩散，从而提升姜黄素对彩色细菌纤维素I的着色，另一方面碱液浸渍的最终过程也是对颜色的最终调节，红蓝色素在碱液浸渍的过程会由于pH值的提升而产生颜色的变化，通过最终pH值的回调，将红蓝黄三种色素调整至三原色的状态，从而达到预想的色彩；
天然色素的性质不稳定，这也就导致了其颜色的变化。现有技术中一般在细菌纤维素中添加一种天然色素制备彩色细菌纤维素，这种彩色细菌纤维素的颜色单一，对于添加单一的天然色素，通过温度以及pH值的控制，使其能够呈现出预想的颜色较为容易，而添加多种天然色素，由于其各自的颜色变化受pH值以及温度影响不同，因此将多种天然色素混合，在同一条件下，使其各自呈现出预想的颜色是不容易的，这也在很大程度上限制了多种天然色素并用对某些物质的染色。
本发明采用多种天然色素进行配色，是基于三原色配色原理，控制所添加的天然色素的配比，从而使得最终得到的彩色细菌纤维素的颜色可以与配色所设计的目标色接近，避免天然色素在制备彩色细菌纤维素过程中形成不稳定的结构而导致与目标色产生较大偏差。
具体为：本发明选择特定的三种天然色素，分别为天然红色色素(天然黑玉米色素、高粱红色素、红叶甜菜色素、紫胶红色素、胭脂虫红色素、红花红色素)、天然蓝色色素(紫甘蓝色素、栀子蓝色素、蓝莓色素、藻蓝色素)和姜黄色素，这三种颜色可以满足三原色配色的颜色要求；另外，本发明还将配色的过程分为两步，分别是：先选择在细菌纤维素发酵培养阶段加入天然红色色素和天然蓝色色素制得彩色细菌纤维素I，这是因为两者的稳定性相对较好，另外一方面是因为两者中含有花色苷，而花色苷在不同pH值下存在不同的结构，由于pH值引起花色苷结构存在方式不同，才导致色素在不同pH值之下存在不同的颜色，但是花色苷结构的存在方式由于pH值的不同存在可逆的变化，这也是后续碱液处理pH值的回调带来颜色的回调的基础；再将制得的彩色细菌纤维素I与姜黄色素在碱液中进行配色，而且根据这三种天然色素在不同的环境下的颜色变化情况来控制配色的温度、时间以及碱液的pH值，克服天然色素在制备彩色细菌纤维素过程中形成不稳定的结构。本发明之所以将配色的过程分为两步，是因为：对于一步法而言，如果将三种色素同时加入，这样会造成在最后调节pH值的时候引起很大的变化，不利于对颜色的调节。
在控制配色的温度、时间以及碱液的pH值时，本发明的确定方法为：
调节pH值到4.5～6.0，在此pH值的范围之内，使天然红色色素呈稳定的红色、天然蓝色色素呈稳定的蓝色、姜黄色素呈稳定的黄色，从而，可以利用三原色配色原理实现多种天然色素对细菌纤维素的上色，且保持颜色稳定。在调节pH值的过程之前，对第三种色素的染色做出处理通过加热搅拌60～100℃，10～20min，调节pH值是在温度下降至30～40℃，在此相对较低的温度下，调节pH值到4.5～6.0，色素的颜色以及其自身的性质是相对稳定的。
另外，本发明所选择的三种天然色素均具备功能性，因此，本发明制备的彩色细菌纤维素I，由于两种色素的添加，同时具有了抗肿瘤、延缓衰老、抗氧化、淡化色斑等功能；彩色细菌纤维素II，由于添加了姜黄素，在彩色细菌纤维素I的功能基础上，同时具有了抗菌功能。
有益效果
(1)本发明的一种彩色细菌纤维素的制备方法，是在培养发酵得到的彩色细菌纤维素I进行后处理，并在后处理中将不同比例的颜色加入其中，从而达到产生新的颜色的目的；
(2)本发明的彩色细菌纤维素，除了能达到颜色可控的目的外，还能使细菌纤维素带有天然色素的功能，颜色可控以及功能化，可以使其应用领域更加广泛；
(3)本发明的彩色细菌纤维素中新的颜色是来源于天然色素，避免了合成色素带来的毒害作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。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。
姜黄色素的提取过程为：先将洗净后的姜黄药材切片，并置于45℃真空干燥箱中烘干至恒重，过50目筛，用滤纸包裹一定量的姜黄粉末，并置于装有350ml石油醚的索氏抽提器(沸程60℃)，直至溶液为无色，打开滤纸，使其在通风橱内阴干得到脱脂姜黄粉末，再按照固液比为1g:10mL的比例，将脱脂姜黄粉末加入到50％乙醇水溶液，提取温度60℃，提取时间2.5h，pH值为4.0，姜黄色素的得率为5.78％，最后使用酸碱沉淀法对提取液进一步提纯，提纯过程为：将提取液的pH值调至7.3，使姜黄色素形成黄色沉淀，即姜黄色素。
实施例1
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将天然黑玉米色素提取液和紫甘蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为5的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
(1)将菌种接入32℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度28℃，培养天数5d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、天然黑玉米色素和紫甘蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫色；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为3wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为60℃条件下搅拌60min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至60℃搅拌15min，待温度下降至32℃时通过醋酸调节pH值为5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:10；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为95wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:10，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.001wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为棕色与深蓝的中间色，且彩色细菌纤维素II的厚度为0.1cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为50nm，纳米纤维之间的平均距离为1100nm。
实施例2
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将高粱红色素提取液和栀子蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为4的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
(1)将菌种接入30℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度32℃，培养天数6d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、高粱红色素和栀子蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为艳紫；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为65℃条件下搅拌50min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至65℃搅拌13min，待温度下降至30℃时通过醋酸调节pH值为4.5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:20；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为90wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:50，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.08wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为艳绿，且彩色细菌纤维素II的厚度为0.3cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为50nm，纳米纤维之间的平均距离为800nm。
实施例3
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将红叶甜菜色素提取液和蓝莓色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为4的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
(1)将菌种接入34℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度31℃，培养天数7d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、红叶甜菜色素和蓝莓色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫色与艳紫的中间色；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为4wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为70℃条件下搅拌45min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至70℃搅拌20min，待温度下降至35℃时通过醋酸调节pH值为6，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:30；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为85wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:100，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.01wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为棕色与深蓝的中间色，且彩色细菌纤维素II的厚度为0.6cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为40nm，纳米纤维之间的平均距离为600nm。
实施例4
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将红叶甜菜色素和天然黑玉米色素(按质量比1:1混合)提取液和藻蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为6的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
(1)将菌种接入36℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度33℃，培养天数8d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、红叶甜菜色素、天然黑玉米色素和藻蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫色；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为3.5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为75℃条件下搅拌40min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至68℃搅拌16min，待温度下降至36℃时通过醋酸调节pH值为5.5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:40；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为80wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:200，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.02wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为深蓝，且彩色细菌纤维素II的厚度为1cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为40nm，纳米纤维之间的平均距离为500nm。
实施例5
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将紫胶红色素提取液和紫甘蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为5的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
(1)将菌种接入35℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度37℃，培养天数9d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、紫胶红色素和紫甘蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫色与艳紫的中间色；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为4.5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为80℃条件下搅拌35min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至62℃搅拌10min，待温度下降至31℃时通过醋酸调节pH值为6，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:50；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为75wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:400，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.04wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为艳绿与橄榄绿的中间色，且彩色细菌纤维素II的厚度为3cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为30nm，纳米纤维之间的平均距离为400nm。
实施例6
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将紫胶红色素和胭脂虫红色素(按质量比1:3混合)提取液和栀子蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为5的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
/>
(1)将菌种接入32℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度29℃，培养天数9d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、紫胶红色素、胭脂虫红色素和栀子蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫红；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为3wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为85℃条件下搅拌30min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至60℃搅拌15min，待温度下降至32℃时通过醋酸调节pH值为5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:60；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为70wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:600，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.06wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为艳橙，且彩色细菌纤维素II的厚度为4cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为30nm，纳米纤维之间的平均距离为100nm。
实施例7
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将胭脂虫红色素提取液和蓝莓色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为4的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
/>
(1)将菌种接入30℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度32℃，培养天数10d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、胭脂虫红色素和蓝莓色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫红与紫色的中间色；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为90℃条件下搅拌25min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至65℃搅拌13min，待温度下降至30℃时通过醋酸调节pH值为4.5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:70；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为90wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:800，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.08wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为棕色与深蓝的中间色，且彩色细菌纤维素II的厚度为5cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为25nm，纳米纤维之间的平均距离为60nm。
实施例8
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将红花红色素提取液和藻蓝色素提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为6的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
组分名称 各组分含量
甘露醇 5.4wt％
蛋白胨 0.6wt％
酵母膏 0.1wt％
柠檬酸 0.2wt％
磷酸氢二钠 0.1wt％
磷酸二氢钾 0.15wt％
红花红色素 0.008wt％
藻蓝色素 0.002wt％
水 余量
(1)将菌种接入34℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度31℃，培养天数10d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、红花红色素和藻蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫红；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为4wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为100℃条件下搅拌20min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至100℃搅拌20min，待温度下降至40℃时通过醋酸调节pH值为6，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:80；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为80wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:1000，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.08wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为棕色，且彩色细菌纤维素II的厚度为3cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为30nm，纳米纤维之间的平均距离为200nm。
实施例9
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将高粱红色素和红花红色素(按质量比3:1混合)提取液和紫甘蓝色素和蓝莓色素(按质量比1:1混合)提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为4的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
组分名称 各组分含量
葡萄糖 4.2wt％
蛋白胨 0.4wt％
酵母膏 0.5wt％
柠檬酸 0.25wt％
磷酸氢二钠 0.3wt％
磷酸二氢钾 0.2wt％
高粱红色素和红花红色素(按质量比3:1混合) 0.01wt％
紫甘蓝色素和蓝莓色素(按质量比1:1混合) 1wt％
水 余量
(1)将菌种接入36℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度33℃，培养天数8d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、高粱红色素、红花红色素、紫甘蓝色素和蓝莓色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为艳紫；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为3.5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为60℃条件下搅拌50min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至68℃搅拌16min，待温度下降至36℃时通过醋酸调节pH值为5.5，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:90；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为95wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:1000，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.1wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为橄榄绿，且彩色细菌纤维素II的厚度为4cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为30nm，纳米纤维之间的平均距离为100nm。
实施例10
一种彩色细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤：
有色培养液的配置过程为：先将天然黑玉米色素、高粱红色素和红叶甜菜色素(按质量比1:1:1混合)提取液和栀子蓝色素和藻蓝色素(按质量比1:1混合)提取液混合得到色素混合液，并用0.22μm滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与pH值为5的基础培养液(高压蒸汽灭菌灭菌处理后)混合。
最终的有色培养基中的有色培养液的配方为：
组分名称 各组分含量
葡萄糖 6wt％
蛋白胨 1wt％
酵母膏 1wt％
柠檬酸 0.5wt％
磷酸氢二钠 0.4wt％
磷酸二氢钾 0.2wt％
天然黑玉米色素、高粱红色素和红叶甜菜色素 1.2wt％
栀子蓝色素和藻蓝色素 0.8wt％
水 余量
(1)将菌种接入35℃温度下的有色培养基中，接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，防止灰尘进入，培养温度37℃，培养天数9d，形成彩色细菌纤维素I；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、天然黑玉米色素、高粱红色素、红叶甜菜色素、栀子蓝色素和藻蓝色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色为紫红；
(2)先将彩色细菌纤维素I浸泡在浓度为4.5wt％的NaOH水溶液中混合，在温度为60℃条件下搅拌53min得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至62℃搅拌10min，待温度下降至31℃时通过醋酸调节pH值为6，得到彩色细菌纤维素II；
其中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1:100；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为95wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:1000，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.09wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色为艳橙与棕色的中间色，且彩色细菌纤维素II的厚度为5cm，其中，细菌纤维素中纳米纤维的平均直径为25nm，纳米纤维之间的平均距离为80nm。

Claims (4)

1.一种彩色细菌纤维素的制备方法，其特征是：先将彩色细菌纤维素I浸泡在NaOH水溶液中混合均匀得到混合物；再将姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合，并加热至60～100℃
搅拌10～20min，待温度下降至30～40℃时调节pH值为4.5～6.0，得到彩色细菌纤维素II；
彩色细菌纤维素I是由细菌发酵得到的细菌纤维素、天然红色色素和天然蓝色色素组成的混合体，且所述彩色细菌纤维素I的颜色随着两种色素的比例不同而呈现出不同的颜色，该颜色是指从紫红到紫色到艳紫的渐变色彩中的一种；
彩色细菌纤维素I是将菌种接入30～38℃温度下的有色培养基中，进行静置培养得到；所述有色培养基中含有质量分数为0.005～2wt％的天然红色色素和质量分数为0.002～1wt％的天然蓝色色素；
有色培养基中的有色培养液的配置过程为：先将天然红色色素提取液和天然蓝色色素提取液混合得到色素混合液，并用滤器去除菌；再将去除菌的色素混合液与基础培养液混合；所述基础培养液的pH值为4～6；
天然红色色素为天然黑玉米色素、高粱红色素、红叶甜菜色素、紫胶红色素、胭脂虫红色素和红花红色素的一种以上；
天然蓝色色素为紫甘蓝色素、栀子蓝色素、蓝莓色素和藻蓝色素的一种以上；
彩色细菌纤维素II是由彩色细菌纤维素I与姜黄色素组成的混合体，且彩色细菌纤维素II的颜色随着天然红色色素、天然蓝色色素和姜黄色素的比例不同而呈现出不同的颜色，该颜色是指深蓝、棕色、艳绿、艳橙、橄榄绿或者它们的中间色。
2.根据权利要求1所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，其特征在于，所述有色培养基中的有色培养液的配方为：
所述物质A为葡萄糖、果糖、蔗糖和甘露醇中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，其特征在于，混合物中，彩色细菌纤维素I与NaOH水溶液的质量比为1～10:100；姜黄色素的乙醇水溶液中，乙醇水溶液中乙醇的浓度为70～95wt％，姜黄色素的乙醇水溶液与混合物混合时，姜黄色素的乙醇水溶液与NaOH水溶液的体积比为1～10:1000，最终姜黄色素在体系中的质量百分比为0.001～0.1wt％；所述体系由NaOH水溶液和姜黄色素的乙醇水溶液组成。
4.根据权利要求1所述的一种彩色细菌纤维素的制备方法，其特征在于，静置培养的条件为：接入菌种后用透氧薄膜材料遮挡有色培养基，培养温度为28～37℃，培养天数为5～10d。
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