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《細(xì)菌纖維素的研究現(xiàn)狀(綜述)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡關(guān)于細(xì)菌纖維素研究現(xiàn)狀的綜述院系：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料0707班姓名：秦偉學(xué)號(hào)：20070236指導(dǎo)教師：彭碧輝老師細(xì)菌纖維素研究現(xiàn)狀[摘要]:本文從細(xì)菌纖維素的合成入手，列舉了細(xì)菌纖維素合成研究過程中的研究點(diǎn)，其中包括了對(duì)合成過程的研究、發(fā)酵工藝及設(shè)備的改進(jìn)以及細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的研究等，最后對(duì)未來細(xì)菌纖維素發(fā)展趨勢(shì)作出了展望。[關(guān)鍵詞]:細(xì)菌纖維素；發(fā)酵工藝；細(xì)菌纖維素復(fù)合材料TheBacterialcelluloseresearchsitua
2、tion[abstrcat]:Fromthesynthesisofbacterialcellulose,liststhesynthesisprocessofbacterialcelluloseresearchpoints,includingthesynthesisprocessoftheresearch,thefermentationprocessandequipmentimprovementandbacterialcellulosecompositesforfutureresearch,developmenttrendofb
3、acterialcelluloseisforecasted.[keywords]:bacteriacellulose;Fermentation;bacteriacellulosecomposites細(xì)菌纖維素發(fā)現(xiàn)至今已有100多年的歷史，由于對(duì)其物理特性了解不夠充分，以致應(yīng)用受到限制。最近十幾年，隨著對(duì)其生物合成機(jī)制的深入了解以及發(fā)酵條件的改善，加速了細(xì)菌纖維素的工業(yè)應(yīng)用。細(xì)菌纖維素[1](bacterialcellulose,BC),是由β-1,4-糖苷鍵連接而成的天然聚合體,細(xì)菌纖維素的化學(xué)純度非常高,具有良好的生物可降解
4、性;它具有精致的天然超微纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由一種天然形成的納米纖維構(gòu)成,其直徑僅為1.5nm。由于細(xì)菌纖維素精致的超微纖維結(jié)構(gòu),可將其作為載體材料用于納米材料的制備[2]。目前，在食品、聲音振動(dòng)膜、高強(qiáng)度紙、新型傷口包扎材料等產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化階段，在其他方面也具有廣泛的商業(yè)化潛力。1、細(xì)菌纖維素的生物合成機(jī)制1.1A.xylium一纖維素生物合成機(jī)制的模式菌株A.xylium又被稱為木醋酸菌，是革蘭氏陰性好氧菌，是最早發(fā)現(xiàn)也是研究最為透徹的纖維素產(chǎn)生菌。A.xylium產(chǎn)生的纖維素純度很高，并且在晶體結(jié)構(gòu)和微纖平均寬
5、度方面與植物和藻類的纖維素非常相似。一個(gè)A.xylium細(xì)胞在l秒內(nèi)可聚合200,000幻葡萄糖分子形成β-1,4-葡萄糖苷鏈，并且組裝成一帶狀的纖維素，這一帶狀結(jié)構(gòu)與細(xì)胞膜有直接聯(lián)系，而且在細(xì)胞分裂時(shí)也不脫離。并且在A.xylium中第一次發(fā)現(xiàn)了葡萄糖聚合過程與微纖裝配是兩個(gè)緊密相連的過程。A.xylium可利用多種底物生長(zhǎng)，并且產(chǎn)纖維素，而且無纖維素酶活力，因此與天然纖維素相比，研究A.xylium的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是細(xì)菌纖維素產(chǎn)品為一代謝惰性物質(zhì)，是一高純度的胞外沉積物，而植物和藻類的纖維素則是其細(xì)胞壁不可缺少的組成成分之一
6、。多年來對(duì)細(xì)菌纖維素生物合成的研究一直局限于生理和形態(tài)學(xué)范疇，進(jìn)展非常緩慢，直到最近十幾年由于纖維素合成酶的純化以及纖維素生物合成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，才大大加速了纖維素生物合成機(jī)制的研究。1.2其他關(guān)于生產(chǎn)培養(yǎng)基的研究Thompson等[3]通過研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)處理的含有較少固體物質(zhì)的馬鈴薯廢液稀釋后，在AcetobacterxylinumATCC23770靜態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌纖維素中可用作培養(yǎng)基。雖然在相同條件下用這種培養(yǎng)基與用Hestrin-Schram培養(yǎng)基所得細(xì)菌纖維素產(chǎn)量相同，但從生產(chǎn)成本看，顯然用這種培養(yǎng)基更適合細(xì)菌纖維素的
7、生產(chǎn)。日本在這方面的研究較多，如：Shimizu等[4]在木醋桿菌的發(fā)酵中用西瓜皮和其他瓜皮的汁與洋蔥和胡蘿卜的提取液做培養(yǎng)基，得到用瓜皮汁做培養(yǎng)基比用廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)的Hestrin-Schram培養(yǎng)基具有更高的細(xì)菌纖維素產(chǎn)量的結(jié)論。如再加入酵母浸出液和蛋白胨還能提高纖維素產(chǎn)量。2、細(xì)菌纖維素發(fā)酵工藝及設(shè)備的改進(jìn)2.1二步發(fā)酵法日本的Okiyam和Shirae采用了二步發(fā)酵法來優(yōu)化纖維素產(chǎn)生過程。首先細(xì)胞在氣升式發(fā)酵罐中培養(yǎng)3d，以形成大量的菌體，然后轉(zhuǎn)移到有格子的容器中靜置培養(yǎng)，這樣可以得到很好的膠狀膜。這一過程與傳統(tǒng)工藝相
8、比，經(jīng)濟(jì)效益顯著。2.2循環(huán)連續(xù)培養(yǎng)這是一種帶有分離器的連續(xù)培養(yǎng)裝置。分離器是一種浮選裝置或是一種過濾器，可把纖維狀物質(zhì)同細(xì)胞、培養(yǎng)液分離開來。這一裝置不僅提高了纖維素的產(chǎn)量，而且使得纖維素的分離更加的簡(jiǎn)便，培養(yǎng)液中纖維素的濃度將在10g/L以下。2.3發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的改造[5]
