本發(fā)明屬于廢棄物高值化利用，具體涉及一種碳納米材料和在高通量篩選產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、在發(fā)酵過程中，產(chǎn)還原性物質(zhì)的菌株能夠生成多種有益還原性化合物，如維生素c(抗壞血酸)、維生素e(生育酚)、還原型谷胱甘肽、多酚類化合物以及某些氨基酸等，這些物質(zhì)具有的抗氧化、抗衰老、提高免疫力等多種生理活性，使它們?cè)卺t(yī)藥、食品和環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。然而，目前對(duì)于產(chǎn)還原性物質(zhì)的菌株篩選仍面臨一些問題：首先，傳統(tǒng)的篩選方法依賴于微生物對(duì)特定底物的還原作用，需要大量的實(shí)驗(yàn)操作和試劑消耗，成本高且篩選效率低；其次，現(xiàn)在的篩選方法往往無法準(zhǔn)確區(qū)分產(chǎn)還原性物質(zhì)的菌株與其他具有相似生理特性的菌株，造成菌株篩選選擇性差。這些問題成為影響產(chǎn)還原性菌株實(shí)際應(yīng)用的障礙，嚴(yán)重阻礙的發(fā)酵所產(chǎn)的功能性還原成分在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣。
2、因此，需要一種新的產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株高通量篩選的新方法，在提質(zhì)增效的基礎(chǔ)上，使發(fā)酵產(chǎn)還原性物質(zhì)在市場(chǎng)上售賣種類及產(chǎn)量更為廣泛。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種碳納米材料和在高通量篩選產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株的應(yīng)用，對(duì)工業(yè)廢棄物進(jìn)行高值化利用，并可適用于產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株高通量篩選。
2、本發(fā)明提供了一種碳納米材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將制備果醋后的廢渣通過物理協(xié)同酶解的方法進(jìn)行降解，得首降解液；所述酶解所用的酶包括以下任一種或多種：果膠酶、纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、木質(zhì)素過氧化物酶、復(fù)合蛋白酶和漆酶；
3、(2)將步驟(1)所述首降解液濃縮后接種益生菌進(jìn)行發(fā)酵，截留分子量小于3～5kda的濾液，得降解液；所述益生菌包括以下至少一種：鼠李糖乳桿菌、嗜熱鏈球菌、酵母菌、益生芽孢菌、丁酸梭菌、雙歧桿菌和放線菌；
4、(3)將步驟(2)得到的降解液與鐵離子溶液混合后進(jìn)行輻照，得碳納米材料。
5、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，步驟(1)所述制備果醋所用的水果包括以下至少一種：甘蔗、刺梨、桑葚、菠蘿、杏、獼猴桃和蘋果。
6、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，步驟(1)所述物理協(xié)同酶解的方法包括以下至少一種：超聲協(xié)同酶降解法、微波協(xié)同酶降解法、氣流超微粉碎協(xié)同酶降解法和高壓均質(zhì)協(xié)同酶降解法。
7、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，步驟(2)所述濃縮包括將首降解液濃縮至原體積的30～80％。
8、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述濃縮后發(fā)酵的溫度為20～60℃，發(fā)酵時(shí)間為24～82h，發(fā)酵ph值為4～7；
9、且發(fā)酵時(shí)菌液的接種質(zhì)量為濃縮液重量的1～15％。
10、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，步驟(3)所述鐵離子溶液包括fe3+離子溶液；
11、所述fe3+離子溶液的濃度為1～10mol/l，所述降解液與fe3+離子溶液的體積比為(3～10)：1。
12、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，步驟(3)所述輻照包括x射線輻照，時(shí)間為10～60min，能量為20～60ev。
13、本發(fā)明還提供了利用上述制備方法制備得到的碳納米材料。
14、本發(fā)明還提供了以上述碳納米材料為碳源的培養(yǎng)基。
15、本發(fā)明還提供了上述培養(yǎng)基在高通量篩選產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株中的應(yīng)用。
16、有益效果：本發(fā)明提供了一種以制備果醋后的廢渣為原料制備碳納米材料的方法，對(duì)所述廢渣進(jìn)行物理協(xié)同酶解工藝進(jìn)行首降解、首降解液濃縮后接種益生菌進(jìn)行發(fā)酵，超濾富集小分子降解液；將小分子降解液與鐵離子溶液復(fù)配后進(jìn)行輻照，得到所述碳納米材料。本發(fā)明在首降解后進(jìn)行發(fā)酵，可最大化將果醋渣中的不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，且可以將果醋渣中的木質(zhì)素等大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，提高果醋渣的可利用率，減少其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害。本發(fā)明采用輻照的方式制備碳納米材料，具有粒徑可控、分散性好、效率高、無污染、無化學(xué)試劑引入等優(yōu)點(diǎn)。
17、本發(fā)明所述碳納米材料對(duì)還原性物質(zhì)具有高靈敏熒光響應(yīng)，本發(fā)明將鐵離子嵌入至碳納米材料結(jié)構(gòu)中后引入培養(yǎng)基中，通過菌株所產(chǎn)還原性物質(zhì)對(duì)三價(jià)鐵的還原力，使嵌入的三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵并從碳納米結(jié)構(gòu)中釋放出來，從而使培養(yǎng)基在熒光燈下顯現(xiàn)出熒光增強(qiáng)的特性，根據(jù)熒光強(qiáng)度的增強(qiáng)比例與還原性物質(zhì)產(chǎn)量的線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)出產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株的高通量篩選。本發(fā)明所述方法簡(jiǎn)便、成本低、無需額外引入大型設(shè)備，是一種可以在產(chǎn)業(yè)化過程中廣譜性篩選菌株的新方法。
1.一種碳納米材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將制備果醋后的廢渣通過物理協(xié)同酶解的方法進(jìn)行降解，得首降解液；所述酶解所用的酶包括以下任一種或多種：果膠酶、纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、木質(zhì)素過氧化物酶、復(fù)合蛋白酶和漆酶；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(1)所述制備果醋所用的水果包括以下至少一種：甘蔗、刺梨、桑葚、菠蘿、杏、獼猴桃和蘋果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(1)所述物理協(xié)同酶解的方法包括以下至少一種：超聲協(xié)同酶降解法、微波協(xié)同酶降解法、氣流超微粉碎協(xié)同酶降解法和高壓均質(zhì)協(xié)同酶降解法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(2)所述濃縮包括將首降解液濃縮至原體積的30～80％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述濃縮后發(fā)酵的溫度為20～60℃，發(fā)酵時(shí)間為24～82h，發(fā)酵ph值為4～7；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(3)所述鐵離子溶液包括fe3+離子溶液；
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述制備方法，其特征在于，步驟(3)所述輻照包括x射線輻照，時(shí)間為10～60min，能量為20～60ev。
8.利用權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的碳納米材料。
9.以權(quán)利要求8所述碳納米材料為碳源的培養(yǎng)基。
10.權(quán)利要求9所述培養(yǎng)基在高通量篩選產(chǎn)還原性物質(zhì)菌株中的應(yīng)用。