細菌纖維素的改性及其制粉工藝研究

《細菌纖維素的改性及其制粉工藝研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、：１０７０８論文分類號：１學校代碼學號：１５０４０２６ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學位論文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ細菌纖維素的改性及其制粉工藝研究：麵ｆ指導教師姓名：羅倉學教授丁勇講師ｍｉｌＩ申請工學碩士學位論文論文題目：細菌纖維素的改性及其制粉工藝研究學科門類：工學一級學科：食品科學與工程培養(yǎng)單位：食品與生物工程學院碩士生：張岢薇導師：羅倉學教授丁勇講師2018年5月StudyonModificationofBacterialCel

2、luloseanditsDryMillingProcessAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByKeweiZhangSupervisor:Prof.CangxueLuoLecturer.YongDingMay2018細菌纖維素的改性及其制粉工藝研究摘要細菌纖維素（BacterialCellulose，簡稱BC）因具備超微三維網(wǎng)狀結構

3、、純度高、楊氏模量高、持水性和生物相容性好、可降解等特點成為近年來新型生物材料的研究熱點。目前，BC廣泛存在低產(chǎn)量、高發(fā)酵成本的問題，且BC膜難以干燥制粉，干態(tài)BC復水性差等缺陷限制了其應用。因此，本課題在提高BC產(chǎn)量的基礎上以制備高復水率的BC粉末為目的，通過改性-干燥的模式，首先采用原位生物改性和非原位改性的方式，對高復水率的改性劑進行響應面工藝優(yōu)化，并表征各改性BC膜以探索其復水機理。其次采用不同的干燥方法對改性BC進行干燥處理，并對其干燥特性表征分析。研究結果為BC的制粉提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容及結果如下：（1）利用實驗室研發(fā)的馬鈴薯黃漿水發(fā)酵生產(chǎn)BC

4、工藝，研究最優(yōu)發(fā)酵條件，與椰子培養(yǎng)BC的條件對比，對發(fā)酵方法、溫度、接種量、裝瓶量和發(fā)酵周期進行單因素試驗，并對發(fā)酵過程中的pH值、滴定酸及殘?zhí)堑劝l(fā)酵參數(shù)進行監(jiān)測。結果表明：馬鈴薯黃漿水發(fā)酵BC時采用靜態(tài)培養(yǎng)的方式，發(fā)酵溫度29℃，接種量為7%，125/250mL的裝液量，發(fā)酵周期為7天。馬鈴薯黃漿水培養(yǎng)基的指標變化趨勢與椰汁培養(yǎng)基相似，椰汁培養(yǎng)基的pH變化幅度較小，分析可能是椰汁緩沖容量較大導致。（2）采用原位生物改性的方式，向發(fā)酵培養(yǎng)基中添加多糖、二糖類物質參與到BC的生物合成途徑中以改變生成BC的性質。結果顯示：與未經(jīng)改性的BC膜相比，添加多糖及海藻糖能夠

5、提高改性BC膜的復水率與產(chǎn)量，其中在發(fā)酵前添加1.0g/L的HA可顯著提高HA-BC復合膜的復水率。各改性BC膜均表現(xiàn)出孔隙率增加，纖維密度減小，復水后透光率增加，呈現(xiàn)出較好的物理特性。紅外光譜與掃描電鏡顯示，改性劑成功包埋進BC結構中，且分別以不同形式附著于BC結構中。對HA-BC復合膜表征分析發(fā)現(xiàn)添加HA能夠制備出熱穩(wěn)定性較好、結晶度低的復合BC膜。推測加入的改性劑對BC結構的改變和結晶度的降低是導致其復水率提高的原因。（3）利用非原位改性的方式，通過溶液浸漬的方法制備不同的改性BC。對復水率較高的乳酸、蔗糖、殼聚糖三種改性劑的制備工藝進行優(yōu)化。I乳酸制備改

6、性BC膜的工藝經(jīng)響應面試驗優(yōu)化，得到結果如下：乳酸濃度14.67%，浸漬時間151.48min，浸漬溫度為89.22℃。優(yōu)化后的改性BC膜復水率達107.34%，提高了9.4倍。對蔗糖與殼聚糖改性工藝進行單因素試驗得到：蔗糖制備改性BC時選擇蔗糖濃度6%，采用真空輔助浸漬2h，浸漬溫度60℃；殼聚糖制備改性BC時選擇1%的殼聚糖濃度，利用水浴輔助浸漬法，80℃浸漬4h。紅外光譜與掃描電鏡結果表明，三種改性劑的特征吸收峰出現(xiàn)在紅外譜圖中，且影響了BC分子中的氫鍵含量，由于改性反應的差異，乳酸改性的BC與原BC的纖維排列及孔徑大小最接近，復水后BC膜的物理特性較好。

7、（4）以乳酸、蔗糖和殼聚糖制備改性BC的工藝為基礎，將BC勻漿進行乳酸、蔗糖、殼聚糖改性處理，通過熱風干燥、微波干燥、真空冷凍升華干燥（簡稱真空凍干）和梯度升溫冷凍干燥（簡稱梯度凍干）制備BC粉末，比較改性BC經(jīng)過不同干燥處理表現(xiàn)的復水性差異。結果顯示：熱風與微波干燥的改性BC復水率低于真空凍干和梯度凍干，梯度凍干處理的改性BC復水率最高，其中殼聚糖改性BC的復水率高于乳酸、蔗糖改性的BC。SEM、XRD與接觸角測試結果顯示：干燥過程會改變BC的結晶度，對BC的結構影響較大，但改性劑的前處理較好地保護了BC結構，制備的BC粉末均具有較好的表面浸潤性。關鍵詞：馬鈴

8、薯黃漿水，細菌纖維素，原