木醋杆菌生物合成CMC改性细菌纤维素

以椰子水为培养基,添加羧甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose, CMC)可制备羧甲基纤维素改性细菌纤维素(CMC-BC)。CMC可促进产物产量：当CMC添加量为0.6% (w/v%)时,产量达到最大（11.41mg/ml）,是纯BC产量(4.73 mg/ml)的2.2倍。采用红外（FT-IR）表征了产物结构,1598cm-1处的吸收峰说明CMC进入了BC中;通过SEM、XRD、TGA研究了产物的微观形态及其性能;并测试了产物的特性粘度与羧甲基化程度。结果显示利用椰子水所制备的CMC-BC缩短了培养时间,增大了产量;并且在CMC添加量较少(0.2-1.8%)时,可改善CMC-BC的性能。     

有机酸对木醋杆菌合成细菌纤维素的影响规律

木醋杆菌(Acetobacter xylinum)在静止培养条件下,在基本培养基中添加醋酸、柠檬酸和乳酸,可以提高细菌纤维素的产量。但各种增效因子的添加量均有一最适宜的浓度。其中,添加0.1%的醋酸,细菌纤维素的产量为2.75 g/L;加入0.2%的柠檬酸时细菌纤维素产量为2.15 g/L;加入0.1%的乳酸,细菌纤维素的产量为2.76 g/L。     

增效因子对木醋杆菌产细菌纤维素结构性质的影响

研究了多种增效因子对木醋杆菌产细菌纤维素结构性质的影响。通过对分别添加了椰子水、玉米浆、Twerm-80、CMC、烟酸和生物素所得的细菌纤维素膜进行分离纯化,然后进行持水性分析、扫描电镜分析、红外光谱分析、X-射线衍射以及热重分析。在增效物质对细菌纤维素结构和性质的影响方面以CMC的影响最大,CMC增强了产物的持水性能、结晶度和热稳定性;椰子水增强了细菌纤维素的持水性能和结晶度,降低了细菌纤维素的热稳定性;玉米浆提高了细菌纤维素的结晶度,降低了其热稳定性;Twenn-80增强了细菌纤维素的结晶度和热稳定性;烟酸和生物素对细菌纤维素的结构和性质影响不大。     

细菌纤维素的静态发酵及物理性质研究

以木醋杆菌为生产菌,在静态培养条件下,通过改变碳源及初始pH值等条件,初步研究了发酵过程中pH值、残糖以及纤维素产量的变化,并初步测定了纤维素的性质。结果发现在葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、甘露醇四种碳源中,甘露醇获得的纤维素产量最高;菌体在初始pH值4～6范围内生长较好,pH值为4.5时产量最高;扫描电镜观察菌体长度大约为2μm,宽度为0.8μm左右,纤维直径分布在10～80nm之间,其中80%主要分布在20～50nm,在30～40nm之间最多;红外光谱显示了细菌纤维素葡聚糖的特征吸收;热重分析表明,细菌纤维素最大失重速率温度为342.9℃,在622.2℃,失重率达到72.26%;每克湿纤维素膜含水130～210g,含水率超过99%,而每克干纤维素膜能吸水3.1～5.0g。     

木醋杆菌的培养基优化研究

采用六因素三水平正交实验对木醋杆菌Acetobacter xylinum HN001的培养基进行了优化,确定了最佳培养基组成为:葡萄糖30 g/L,蛋白胨7.5 g/L,酵母粉10 g/L,磷酸氢二钠7.5 g/L,柠檬酸0.5 g/L,pH 5.0,30℃。采用优化的培养基制备细菌纤维素,应用傅立叶红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜对其结构和性能进行表征。红外光谱测试显示含有纤维素的特征吸收峰。热重分析结果表明细菌纤维素最大失重温度为319.06℃,热稳定性较好。扫描电镜观察到细菌纤维素的纳米网状结构。     

生物有机纳米材料——细菌纤维素

与传统植物纤维素相比,醋菌纤维有许多优良性能,如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度和纤维的纳米细度.由于这些特性,使它在食品、医药、化工、无纺织物等轻工领域成为一种很有潜力的新型生物材料.工业化生产方法有平面静态培养、连续静培养机械装置、普通发酵罐生产法.     

五株木醋杆菌机械搅拌培养结果的比较

对ATCC-23770,DHU-ATCC-1,DHU-ZCY-1,DHU-YQ-1,DHU-ZGD-1等五株产细菌纤维素的木醋杆菌的机械搅拌培养过程进行研究,结果表明:相对于其他四种菌株,DHU-ZGD-1的培养历程比较滞后;由纤维素粗产品产量的比较可看出,DHU-ATCC-1的纤维素产量最高,高低顺序排列如下,DHU-ATCC-1DHU-ZCY-1DHU-YQ-1DHU-ZGD-1ATCC23770。该结果证实了五株木醋杆菌在机械搅拌培养中存在差异,为今后大规模工业化生产细菌纤维素的菌株筛选提供依据。     

细菌纤维素的性质与结构研究

测定了木醋杆菌所产生纤维素中纤维素、蛋白质、脂肪的含量 ,分别为 95.8%、1 .7%、1 .3% ,并且通过电镜扫描观察了产品的微观结构 ,比较了不同的培养方式对纤维素结构的影响     

细菌纤维素高产菌的选育

以木醋杆菌为出发菌株,通过紫外诱变的手段,获得一株产酸减少,纤维素产量提高,产纤维素较稳定的菌株UV3,纤维素产量由6g／L（干重）提高到10g／L（干重）。     

红茶菌制备细菌纤维素的研究

寻找高效的生产菌和发酵工艺以及廉价高效的培养基是解决当前细菌纤维素产业化面临的高生产成本和低产率等瓶颈问题的重要手段。以红茶菌和木葡糖酸醋杆菌作为生产菌株,比较研究了不同碳源、氮源以及茶叶浓度对两种菌合成细菌纤维素的影响。结果表明,以红茶菌制备的细菌纤维素与木葡糖酸醋杆菌无本质区别;红茶菌生产细菌纤维素的效率显著高于木葡糖酸醋杆菌,产量可提高3倍以上。     

糖源对细菌纤维素产量的影响

对不同糖源及糖浓度对细菌纤维素的影响进行了探讨,不同的糖源对纤维素的产量有较大的影响,其中以葡萄糖+果糖(1∶1 g/g)为唯一糖源时产量最高。当总糖浓度为40 g/L时,纤维素的产量接近最高点(2.55 g/L)。     

细菌纤维素发酵原料的研究进展

细菌纤维素是一种新型微生物合成材料,在食品、造纸、纺织、生物医药、声学器材振动膜和功能复合材料等方面均有很好的应用前景。细菌纤维素发酵培养基(尤其碳源)的成本是现今制约细菌纤维素推广应用的主要因素之一。甘露醇、果糖和葡萄糖等合成培养基所用碳源因其价格较高仅适用于实验室研究和小型发酵生产,规模化生产细菌纤维素的潜在原料应是一些量大价低的天然原料,包括水果类原料、糖质原料、低值淀粉类原料和废弃纤维素类原料等。木质纤维素原料是最具发展潜力的细菌纤维素碳源,也是细菌纤维素产业的根本出路,但目前存在一些技术瓶颈,制约了其开发利用,是一远期战略目标。文章简要介绍了细菌纤维素的基本情况,系统阐述了国内外发酵生产细菌纤维素原料的研究进展,展望了今后的发展趋势。     

多糖改性细菌纤维素的制备

合成细菌纤维素时向培养基中添加了海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖等多糖,制备出了性能更优异的改性细菌纤维素。采用红外光谱和扫描电镜对所得产物进行表征,并测试了合成纤维素的产量、湿膜含水量以及对金属离子的吸附性能。     

细菌纤维素/透明质酸复合材料的生物合成及表征

在培育细菌纤维素(BC)过程中添加不同分子量的两种透明质酸(HA),分别制备出不同的细菌纤维素复合物HA/BC(Mw=3,000)和HA/BC(Mw=300,000)。采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射和热重分析对其结构和性能进行了表征。添加HA后提高了复合物的产量;FTIR结果表明了HA与BC之间存在交联;添加HA增大了BC的热稳定性,而对BC的结晶指数影响不大,且HA/BC(3,000)的性能始终优于HA/BC(300,000);HA(3,000)增大了BC的拉伸强度,而HA(300,000)反而减小了其拉伸强度。结果表明添加小分子量的HA可制备最大热失重温度较高的HA/BC复合物。     

利用椰子水生物合成CMC改性细菌纤维素

以椰子水为培养基,于培养基中添加羧甲基纤维素(CMC)后培养木醋杆菌可制备羧甲基纤维素改性细菌纤维素(CMC-BC)。当添加6g/LCMC时,CMC-BC产量达到最大(10.41g/L),是纯BC产量(4.73g/L)的2.2倍。采用FTIR表征了产物结构;通过SEM、XRD、TGA研究了产物性能;并测试了产物的特性黏度与含水率。结果显示,利用椰子水所制备的CMC-BC缩短了培养时间(3d)。适量添加CMC〔ρ(CMC)=2～18g/L〕时,CMC-BC的聚合度增大,且具有较好热稳定性及较高含水率。CMC-BC还表现出较好的溶解性能。     

细菌纤维素再生前后结构与性质上的差异

对比研究了细菌纤维素和再生细菌纤维素的结构与性质上的差异,揭示了细菌纤维素在氯化锂（LiCl）／二甲基乙酰胺（DMAc）溶剂体系下溶解,经水浴凝固再生前后的形貌、大分子结构、晶型及尺寸、物理机械性能、含水保湿性上的变化,为再生细菌纤维素的应用提供理论依据。