周伶俐[1]2007年在《细菌纤维素生产菌的筛选、发酵及应用的研究》文中研究表明细菌纤维素是由微生物合成的一种生物纳米材料,与植物纤维相比,具有独特的叁维网络结构和超细、纯度高、结晶度高、与水结合能力强和生物合成时的可调控等特点,成功应用于很多领域,是当今国内外生物材料研究的热点之一。目前国内大多数研究限于实验室水平,与国外工业化生产相差甚远。作者选育出细菌纤维素产生菌,并较为系统地研究了逐步放大的发酵工艺,考察了不同培养方式下得到的细菌纤维素在造纸和固定化细胞方面的初步应用。从残次水果样中筛选出产纤维素野生菌NUST1292,16S rDNA序列同源性分析结果结合形态、生理生化特征可鉴定其为Acetobacter属;后采用紫外诱变改良,选育出高产且生产性能稳定的菌株Acetobacter NUST4,采用TEM、AFM、GC-MS、FT-IR、XRD和CP/MAS ~(13)C-NMR对菌体形态和发酵产物进行表征。较为系统地研究了Acetobacter NUST4静置培养和从摇瓶振荡培养、13L发酵罐振荡培养到500L罐培养的逐步放大的发酵工艺优化试验。结果是:①经优化条件后静置培养7d产9.87g·L~(-1)干纤维素;②从发酵罐中驯化分离到的AcetobacterNUST4.1,优化条件后摇瓶振荡培养5d产7.16g·L~(-1)干纤维素,同步静置产量为10.9g·L~(-1),该摇瓶培养基更适合今后的工业化生产;考察了不同培养方式下的细菌纤维素的结构和性能的差异;③添加羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和琼脂不仅能有效解决发酵罐中严重结团和菌株逐级放大后生产稳定性差的两大难题,并能显着提高纤维素产量,影响产物结构、热和机械性能;其中添加0.06%羧甲基纤维素钠后效果最明显,由此优化发酵罐基本工艺,能获得3.35g·L~(-1)干纤维素,是未优化的3.1倍,采用动静二步发酵法后纤维素产量提高到8.44g·L~(-1);④Acetobacter NUST4.1在500L罐中的生产性能较稳定。将匀浆处理的发酵罐振荡培养得到的细菌纤维素(Y-ABC)添加到废纸浆中抄纸,发现Y-ABC能提高废纸纤维的机械性能和防水性;将匀浆处理的静置培养得到的细菌纤维素(Y-SBC)、Y-ABC分别添加到苇木浆中抄纸,发现与苇木浆配合抄的纸中添加Y-ABC后对纸张性能改善优于添加Y-SBC后。将动静二步发酵法得到的细菌纤维素直接固定化白腐真菌Z-4降解不同种类染料,发现游离菌和固定化菌能有效降解叁苯甲烷类染料,尤其是孔雀石绿。白腐真菌Z-4经固定化后能耐高浓度孔雀石绿,在pH4.0～7.0时脱色降解时间比游离菌球短,固定化菌的强度较游离菌球高,重复稳定性好,可操作性强,显示细菌纤维素膜是一优良的固定化载体。
毋锐琴[2]2008年在《高产细菌纤维素菌株的筛选及发酵工艺优化》文中认为合成纤维素不是植物所特有的功能,某些动物以及少数微生物也可以合成纤维素。通常将由微生物合成的纤维素称为“细菌纤维素(bacterial cellulose)”。与植物纤维素和动物纤维素相比,细菌纤维素具有许多优良的特性,如:超细、超纯、超强、高持水量以及较好的生物适应性,这些优良的特性决定了其具有特殊用途。目前细菌纤维素已经被成功地应用于食品工业、造纸工业、医学领域以及生物化工领域。作为21世纪的新型生物材料,细菌纤维素具有广阔的应用前景。但是因为生产成本比较高,所以其应用受到了一定的限制。为了提高细菌纤维素的产量,降低生产成本,本研究首先从实验室长有丰厚凝胶膜的荞麦醋中分离筛选出了一株性能优良的产细菌纤维素菌株J2,对菌株自身特性进行研究后,优化了发酵工艺参数,为工业化生产奠定了基础;同时对细菌纤维素的性质、表观形态和微观结构进行了研究,为其进一步研究和应用提供了理论指导。本文得到的主要结论如下:①从荞麦醋中分离筛选到一株性能优良的产细菌纤维素菌株J2,对菌株形态及生理生化特征进行研究后,初步确定菌株J2属于氧化葡糖杆菌。②确立了适合菌株J2代谢生产细菌纤维素的种子培养基和培养条件。种子培养基组成为:葡萄糖7%,酵母膏1%,K_2HPO_4 0.5%,MgSO_41.5%,无水乙醇2%,以次培养基获得的纤维素的产量是优化前的1.8倍。最佳种子培养条件为:种龄24h,摇床转速150r/min,接种量7%。③确立了适合菌株J2静态条件下生产细菌纤维素的发酵培养基。发酵培养基配方为:碳源3%(葡萄糖:蔗糖=1:2),酵母膏0.33%,FeS04 0.4%,ZnS04 0.09%,K_2HPO_4 0.1%,MgSO_41%,苹果酸0.3%,无水乙醇0.7%。以此优化培养基获得细菌纤维素的产量是优化前的1.35倍。④对菌株J2代谢的细菌纤维素膜的主要成分进行了测定,并对其表观形态和微观结构进行了研究。细菌纤维素湿膜的含水量为98.94%,干膜的复水率为81.74%,干膜中纤维素含量为88.58%,蛋白质含量为7. 67%,脂肪含量为1.5%;采用不同方式处理的纤维素膜的表观形态有所不同;利用扫描电镜观察不同条件处理的细菌纤维素膜的超微观结构,结果表明真空冷冻干燥和干燥箱烘干两种方式都会使纤维素结构发生一定的改变。
宋超[3]2018年在《新型高氨氮污水处理菌剂固定及其缓释材料的开发与利用》文中认为高氨氮废水严重污染水体环境,损害水生生物生长繁殖,威胁水生态的平衡和稳定。活性污泥法处理高氨氮废水,容易发生污泥膨胀,易受重金属等污染物质的毒害,不耐受水力冲击,因此采用微生物固定技术,以及填料辅助活性污泥处理高氨氮废水,具有较高的学术价值和应用价值。本论文从环境中筛选高产细菌纤维素(BC)的新型菌株,研究BC产物的理化特性,以BC分别作为高效脱氮菌固定化载体材料和污泥池填料处理高氨氮废水,探讨其处理效果,为开发新型微生物固定载体和污泥池填料提供新思路与实践依据。主要内容如下:(1)以多种腐坏水果或果皮残核为筛菌来源,筛选和分离产BC菌株,对优势菌种进行形态学和分子生物学鉴定,命名为Komagataeibacter rhaeticus TJPU003(K 菌)。(2)通过响应面法,对培养基组分、温度、初始pH、接种量等影响BC产量的实验条件进行优化,确定BC最优生产工艺条件为:每100mL发酵液中葡萄糖1.50 g、酵母粉0.40 g、蛋白胨0.55 g、柠檬酸0.11 g、磷酸氢二钠0.45;温度26.0℃、pH=6.00、菌接种量8.50%。在此最优条条下下BC产量为6433.g/L(湿重)。(3)采用扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射红外光谱(ATR-FT1R)、X射线衍射(XRD)、热重、压汞仪测试等方法,对BC理化特性进行研究,探究BC作为固定化载体的应用价值。Komagataeibacter rhaeticus TJPU003所生产BC(K-BC)具有叁维空间网络结构和纤维素的化学组成、结晶结构,较高的孔隙率和较强的力学性能,这些实验结果表明K-BC适用于作为固定化载体材料。(4)以K-BC为微生物固定化载体材料,分别固定产酸粉红菌FP-3、高效异养硝化好氧反硝化假单胞菌AD05菌株,研究固定化菌剂对微生物的缓释性能,并考察固定化AD05菌剂对模拟高氨氮废水的处理效果。结果表明,目标菌株与BC载体结合牢固,不会随着振荡清洗而脱落,且在传代过程中目标菌株始终维持较高的活性,具备良好的菌株缓释能力;AD05固定化菌剂处理模拟高氨氮废水,具有较高的COD去除率和氨氮去除率,分别达到了 81%和59%;湿态BC块做悬浮填料,氨氮去除率为42.5%,COD去除率为96.8%。
李国辉[4]2017年在《细菌纤维素纤维复合材料的制备及其应用研究》文中提出细菌纤维素(BC)是一类由细菌产生的纳米高分子多糖,具有高纯度、高结晶度、高机械强度、高水结合能力、高生物相容性和生物可降解能力等优点,同时,微生物产细菌纤维素还具有合成效率高且过程易调控等特性。然而,由于其生产菌种较少、合成周期较长、产量较低、成本较高,限制了其工业化应用。本课题利用筛选获得的产纤维素和类纤维素结构菌种,制备细菌纤维素基复合材料,降低其使用成本,在此基础上固载微生物(冬虫夏草/胶红酵母/庆笙红球菌),并对其脱色等性能进行实验分析。主要研究内容和结论如下:从自然界中筛选能够产纤维素的微生物,并对其进行分子鉴定;同时优化纤维素合成中的关键因素(碳源种类、碳源含量、氮源种类、氮源含量、温度、pH)提高纤维素产量;并利用多种手段研究纤维膜的基本性质。结果表明:通过筛选共获得六种BC产量较高的菌株,经分子鉴定分别将其命名为Komagataeibacter rhaeticus ZL-1、K.rhaeticus ZL-2、K.xylinus ZL-3、K.rhaeticus ZL-4、K.rhaeticus ZL-5和K.intermedius ZL-6;六株菌产纤维素所需的最佳碳源、碳源浓度、氮源、氮源浓度和pH多不相同,经优化其产纤维素量最高可达12 g/L;红外和XRD结果证实六种膜均为纤维素,并能够被纤维素酶完全分解,同时均具有较好的力学性能。筛选能够产类细菌纤维素真菌膜的菌株,并对其产膜结构与特点、化学组成、可溶解性等进行分析,在此基础上,探讨多种因素(培养时间、氧含量、装液量)对产膜的影响,并将其与BC复合研究。结果表明:冬虫夏草可产类细菌纤维素无色凝胶膜(CS),其纤维可能由特化的菌丝构成,氧含量对CS合成影响较大;FTIR、TGA、液相色谱和元素组成分析证实CS中含有多糖等多种组分,并能够被Li CL-DMac完全溶解;同时细菌纤维素/冬虫夏草纤维复合材料(BC/CS)还具有较好的机械强度与生物相容性。利用细菌纤维素原位固定微生物(胶红酵母/庆笙红球菌)脱色,研究菌种等多种因素对二者复合的影响,在此基础上,测定复合物的最适脱色条件和应用性能。结果表明:产纤维素菌种的最适生长pH对二者的复合影响较大;激光共聚焦显微镜(CLSM)证实复合物中两种微生物均被BC网络所包裹;胶红酵母/庆笙红球菌与BC的最适复合条件多相似,且复合物均具有较好的pH稳定性、操作稳定好和存储稳定性。利用细菌纤维素原位静态复合棉纤维等多种纺织材料,研究复合过程和复合机理,并从结构与性能的角度评价复合效果。结果表明K.intermedius ZL-6可附着棉纤维产生纤维素最终将其完全包裹,并自上而下形成细菌纤维素/棉(BC/CF)梯度复合材料;二者的最优复合工艺为棉纤维0.1 g,接种量10 mL,菌龄5 d,培养时间6 d,培养温度30°C,此时其杨氏模量可达4.32 GPa;BC可与多种纺织纤维复合,但复合效果会因纺织材料的性质而产生差异。最后,将细菌纤维素/纺织纤维复合物用于微生物(胶红酵母/庆笙红球菌)的固定和染料脱色,探讨不同的复合条件对脱色的影响,在此基础上,测定复合物的最适脱色条件和应用性能,并进行二次复合研究。结果表明:胶红酵母和庆笙红球菌均可完全被BC/CF固定,并被限制在其梯度网络结构中;两种复合物均可悬浮在反应液中,呈现较好的脱色效率;复合物均可较长时间的保持活性从而实现有效脱色,且可应用于多种脱色体系;二次复合可用于胶红酵母的脱色。
熊强[5]2001年在《细菌纤维素生产菌的筛选及其产物性质研究》文中进行了进一步梳理细菌纤维素（Bacterial cellulose，简称BC）是由生长在液态含糖基质中的细菌产生的，并分泌到基质中的纤维素成分，它不是细菌细胞壁的结构成分，而是一种胞外产物。与植物纤维比较，细菌纤维素具有纯度高、结晶度高、抗撕拉能力强以及生物适应性好等优点；作为一种新型生物材料，细菌纤维素在食品、医药、生物医学材料、造纸、精纺及化工等众多领域具有潜在的应用前景。 在国内细菌纤维素的研究刚起步，迄今尚无从自然材料获得纤维素原始菌株的报道，更无此类产品应市。本文旨在分离和筛选产纤维素的自然菌株，并研究其纤维素产物的性质。此外还对其发酵工艺进行了初步探讨，以期为将来进一步开发和研究细菌纤维素打下基础。研究结果如下：1．从自然界中筛选到一个细菌纤维素的合成菌系，由F-99和H组成，其中能够合成纤维素的是F-99，经鉴定属葡糖杆菌属，H在菌系中起协同发酵作用，初步鉴定为酵母菌。该菌系具有非常显着的混菌发酵优势，30℃恒温静置培养7天，所产细菌纤维素的量达到156.21g/L（湿重），是F-99单菌发酵纤维素产量的十倍。2．X-射线衍射的结果显示：细菌纤维素的晶体属纤维素Ⅰ型，混菌发酵所产纤维素的晶体在结晶度和结晶取向等方面均优于单菌发酵生产的纤维素。纤维素酶解试验表明在细菌纤维素膜中纤维素的纯度为91.6％。此外，试验显示纤维素膜还具有良好的阻菌效果和高吸水性能。3．探索出细菌纤维素混菌发酵体系的最适发酵条件为：葡萄糖2％，酵母膏0.25％，牛肉膏0.25％，柠檬酸0.115％，磷酸氢二钠0.27％，pH5.5，初始最佳混菌比为6：1（F-99：H），30℃条件下静置培养7天。在以上条件下进行液态发酵，获得细菌纤维素的最大产量为278.97g/L（湿重），是优化前产量的1.79倍。
葛含静[6]2011年在《细菌纤维素高产菌株高压诱变选育及其机理研究》文中研究指明细菌纤维素具有高结晶度、高纯度、机械性能良好、持水透水性强、生物可降解性和合成可调控性等优良特性，纤维丝粗细度可达纳米级（纤维直径0.01~0.1um），广泛应用于食品、医学和器官再造、高级造纸、高档声学器材等领域。未来细菌纤维素在各行各业的应用将不断扩大，需求量将迅速增长而供不应求，因此，如何提高细菌纤维素产量是科学领域亟待解决的问题。优化培养基、改进发酵条件和培育高产菌株是提高纤维素产量的常用手段。其中，选育高产菌株是解决高产问题的根本，而高压诱变是其最为有效的途径之一。在细菌纤维素高产菌株的诱变育种中，高静水压诱变克服了传统物理诱变（如UV或X-射线等）的辐射性和化学诱变（如DES、亚硝基胍、氯化锂等）的毒性，成为重要的诱变育种方法之一。在超高压（P≥100MPa）环境中，微生物细胞形态、细胞膜和细胞壁都可能发生变化，它也会引起细胞内生化反应，还可改变微生物的基因表达、核酸结构及其生物学功能，这在微生物菌种诱变方面具有很大的应用潜力。本研究首先从本实验室自制荞麦醋中筛选出一株性能优良的纤维素产生菌野生菌株J2，然后对其进行高静水压诱变，从突变菌株中成功筛选出一株纤维素产量更高且传代稳定的突变菌株M_(438)。进而优化了两株菌生产纤维素的发酵培养基及培养条件，并测定和对比了所产纤维素的各项指标及性能，继而对两株菌的形态特征和生理生化特征进行了研究比较，结合系统发育分析对两株菌做了菌种鉴定，最后通过AFLP分子标记技术在DNA水平对细菌纤维素产生菌的高压诱变机理进行初步探讨，得到了以下主要研究结果：（1）从自制荞麦醋中分离出了性质稳定的纤维素产生菌野生菌株J2，并对其种子培养基及培养条件、发酵培养基及发酵条件进行优化。菌株J2最优种子培养基配方为：葡萄糖7%，酵母膏1%，K_2HPO_40.5%，MgSO_47H2O1.5%，无水乙醇2%（v/v），最佳培养条件为：温度30℃，种龄24h、接种量7%、摇床转速150r/min。优化后的发酵培养基为：碳源3%（葡萄糖:蔗糖＝1:2），酵母膏0.33%，FeSO_40.4%，ZnSO_40.09%，K_2HPO_40.1%，MgSO_47H_2O1%，苹果酸0.3%，无水乙醇0.7%（v/v）。细菌纤维素的产量为10.41g/100mL，是优化前（8.52g/100mL）的1.22倍。最佳发酵周期为7d，此时纤维素产量约为12g/100mL。（2）对野生菌株J2进行高静水压诱变处理，从突变株中筛选出纤维素产量高且传代稳定的突变菌株M_(438)。高静水压诱变的最适条件为压力250MPa，时间15min，温度25℃。突变菌株M_(438)的种子培养基和种子培养时摇床转速仍用其出发菌株优化的种子培养基配方及培养条件，优化后的种龄为24h，接种量为9%。优化后的发酵培养基为：碳源5%（葡萄糖/蔗糖=4:1），酵母浸出汁1.25%，CaCl_20.15%，ZnSO_40.2%，K_2HPO_40.2%，MgSO_47H_2O0.93%，富马酸0.3%，无水乙醇浓度为0.5%（v/v）。细菌纤维素的产量为28.99g/100mL，是优化前（15.75g/100mL）的1.84倍，是出发菌株J2产量（10.41g/100mL）的2.78倍。最佳发酵周期为7d，此时纤维素产量约为34g/100mL。（3）确定了菌株J2和菌株M_(438)所产凝胶状膜的主要成分是纤维素，纤维素含量分别为89.32%和89.35%。菌株J2所产细菌纤维素的各项理化指标分别为：纤维素湿膜含水量为98.68%，干膜复水率为81.76%，蛋白质含量为7.69%，脂肪含量为1.65%，持水力是其干膜的94倍，释水率为56h。菌株M_(438)所产细菌纤维素的各项理化指标分别为：纤维素湿膜含水量为98.73%，干膜复水率为80.63%，蛋白质含量为7.83%，脂肪含量为1.62%，持水力是其干膜的105倍，释水率为80h。菌株J2和菌株M_(438)所产细菌纤维素为致密的网状结构，结晶度分别为78%和82%，Iα型纤维素含量分别为52%和62%，最大抗拉强度分别为55.8MPa和78.4MPa。以上数据说明，菌株M_(438)所产的细菌纤维素比菌株J2所产细菌纤维素更具有优越性；高静水压不仅使细菌纤维素产生菌突变菌株的纤维素产量提高了，也使纤维素性能增强了。（4）通过表型测定和遗传学分类鉴定，菌株J2为典型Gluconacetobacter hansenii的变种，菌株M_(438)为Gluconacetobacter hansenii的亚种。虽然野生菌株J_2和高静水压诱变菌株M_(438)的最优发酵培养基配方以及纤维素产量均不同，但两者表型特征和系统发育关系完全相同。说明高静水压使纤维素产生菌代谢途径中的某些生化过程发生了改变，但并没有改变菌体的个体形态、群体形态、发酵状态、生理生化特征以及遗传关系。（5）建立了适合高静水压诱变前后葡糖醋杆菌菌株的AFLP多态性分析的反应体系，即双酶切反应模板DNA用量为600ng、反应时间为8h，连接反应时间为8h或过夜，预扩增反应的产物稀释500倍用于选择性扩增最为理想，筛选出了E+T/M+G为适合葡糖醋杆菌菌株高静水压诱变前后菌株多态性分析的引物组合。通过AFLP多态性分析，高静水压处理得到的纤维素高产突变菌株M_(438)是缺失突变株，这唯一的缺失片段的补码序列编码的小多重抗药蛋白cl00910能一定程度地抑制细菌纤维素的分泌，因而经高静水压诱变的缺失突变菌株M_(438)的细菌纤维素产量比它的野生菌株J2的纤维素产量显着提高。
李艳[7]2013年在《细菌纤维素高产菌株筛选鉴定与发酵工艺优化》文中指出细菌纤维素（Bacterial Cellulose，BC）是由醋杆菌属等细菌异养产生的凝胶膜状物。与植物纤维素和动物纤维素相比，它是一种“超纯净”的纤维素，不掺杂其他多糖，具有许多优良特性。目前广泛应用于食品、声音器材、造纸、石油开采、医药等多个领域。本研究以长有BC膜柿子醋为材料，分离筛选BC高产菌株，优化发酵工艺参数，进行发酵动力学的初步探索，并对BC结构性质进行研究，得到以下研究结果：(1)经分离纯化获得一株BC高产菌株—L96，遗传性能稳定。经16S rDNA基因序列测定、系统发育树分析、生理生化试验等，确定该菌株为木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)。(2)菌株L96静态条件下的最佳发酵培养条件是：种龄20h，初始pH值4.0，接种量11%，30℃培养9d。最适发酵培养基成分为：蔗糖5%(w/v)，酵母膏0.9%(w/v)，蛋白胨0.5%(w/v)，K2HPO40.3%(w/v)，MgSO42%(w/v)，乙酸0.2%(v/v)，乙醇1.5%(v/v)。采用优化后的发酵培养条件和发酵培养基，L96的BC湿膜平均产量为68.37g/100mL，是优化前(48.93g/100mL)的1.4倍。(3)菌体密度和BC生成量随糖度的消耗而增加，发酵生产BC属于生长偶联型。pH值随菌体生长和BC生成量增加而降低。(4)L96所产BC平均干重为0.37g/100mL，干膜中纤维素含量为89.24%，蛋白质含量为6.33%，脂肪含量为0.96%。扫描电镜观察结果显示该菌株合成的BC具有超微细网状结构，膜的持水量为130～210g/g干膜，干膜平均复水率为70.60%。
王银存[8]2012年在《新型高聚合材料—细菌纤维素高产菌的筛选及纤维素合成条件研究》文中研究说明新型高聚合材料——细菌纤维素是由微生物在多酶复合体系精确调控下,以尿苷二磷酸葡萄糖为前体将吡喃型葡萄糖残基转移至新生成的葡聚糖链上,并穿过外膜分泌到胞外,最后经多个葡聚糖链装配、结晶与组合形成超分子织态结构。与人工途径合成的纤维素和光合作用途径合成的植物纤维素相比,细菌纤维素具有高结晶度、高纯度、高合成速度和高产率以及环境友好等优良性能,在食品、造纸、电子和生物医学诸多领域内有着巨大的应用价值。本文从醋醅、红茶菌液、残次水果等材料中筛选细菌纤维素高产菌株,同时对产物性质进行了研究,利用响应面法对其合成条件进行了优化,此外,对其合成动力学开展了初步摸索,为细菌纤维素的产业化生产提供一定的研究基础。经过反复筛选,从自制红茶菌液中获得一株细菌纤维素高产菌株AXB(X),初始产量为2.20g/L,并且产量稳定。菌落形态、显微形态和生理生化试验及16SrDNA鉴定结果,确定该菌株属于葡糖杆菌属(Gluconacetobacter sp.)。通过显色反应、傅里叶红外鉴定,确认产物主要成分是纤维素。通过X射线衍射分析可知该产物的晶型属于纤维素Ⅰ型；酶解和酸解试验显示该产物纯度达95%以上；持水率在95%以上。扫描电子显微镜观察该产物表面形态结构显示纤维相互交织成具有超细精密多孔的网络结构。单因素试验初步确定了影响细菌纤维素合成的显着因素及浓度范围,并运用MiniTab软件进行Plackett-Burman和(?)Box-Benhnken Design实验设计,结合SAS软件分析,最终获得优化的合成条件组合：红薯酶解液5%,蛋白胨0.5%,酵母粉0.5%,磷酸钠0.4%,柠檬酸0.113%,硫酸镁0.02%,pH值为6.0,装液量为50m1/250ml,灭菌后加入体积分数为2%的无水乙醇,使细菌纤维素产量至少在4.80g/L,比优化前提高了118%。合成动力学研究显示,细菌纤维素的合成与菌体浓度呈正相关,在48-132h时,pH3.32～3.64之间,菌体浓度可以指数形式增加,同时细菌纤维素的合成也以指数形式积聚。
王海波[9]2009年在《细菌纤维素耐低温生产菌株的选育及其改性的研究》文中提出以本实验室保存的木醋杆菌M12为出发菌株,采用紫外诱变和氯化锂-紫外复合诱变的方式对原始菌株进行诱变处理,利用CMC固体培养基,对诱变后的菌株进行平板培养,记录菌落数,做出致死曲线,得出最佳诱变剂量。在此诱变剂量下诱变原始菌株,经过初筛和复筛以及连续传代实验得到的一株耐低温、产酸少、细菌纤维素产量高且遗传性状稳定的突变株UV3,细菌纤维素产量比出发菌株提高了27.2%。首先通过单因素实验,分析培养基的碳源种类和浓度、氮源种类和浓度、有机酸、无机盐等添加物质对产量的影响;确定培养时间、接种量、pH值等发酵条件。通过正交试验确定本实验室保藏的耐低温木醋杆菌的培养基成分以及各因素的最佳组合:葡萄糖25g/L、酵母浸粉5g/L、蛋白胨3g/L、柠檬酸1.2g/L、磷酸氢二钠2.2g/L、磷酸氢二钾1g/L、乙醇6mL/L、pH 5.0、接种量8%,发酵周期6d。经验证实验验证,优化后的培养基发酵合成细菌纤维素产量达到7.6g/L,与基本培养基相比,提高了35.7%。在培养基中添加海藻酸钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚谷氨酸等水溶性高分子物质来研究其对细菌纤维素的影响,用扫描电镜和红外光谱对其进行表征,同时测定细菌纤维素产量、含水量、复水率等指标和厚度、硬度、剪切力等物理性质,从实验结果得出,添加水溶性物质的改性细菌纤维素在产量、复水率、厚度等方面都远胜于原液发酵产物,而且在电镜观察时发现其结构改变很明显,纤维束变粗,红外光谱测试的结果显示所加物质的特征峰都有明显的加强,其中聚谷氨酸改性的细菌纤维素在理化性质方面变化最大,说明聚谷氨酸可以较大程度的融入纤维结构中。进而可以得出结论添加水溶性物质可以明显地提高细菌纤维素的产量,改善细菌纤维素的性能。
马霞[10]2003年在《发酵生产细菌纤维素及其作为医学材料的应用研究》文中研究指明从长膜的醋醅中分离出一株发酵生产细菌纤维素产量较高且稳定的醋酸菌M-(12)。根据《一般细菌常用鉴定手册》和《伯杰细菌鉴定手册》第九版，初步鉴定为醋化醋杆菌木质亚种(Acetobacter xylinum，又称木醋杆菌)。并确定其发酵培养条件：接种量为6％(v／v)；发酵温度30℃；合成细菌纤维素的pH范围是2.5-7.7；发酵周期为6d。 通过正交试验设计优化了发酵培养基的组成，优化后的发酵培养基组成为(g／L)：葡萄糖25，酵母粉7.5，蛋白胨10，磷酸氢二钠10，醋酸10，pH为5。此条件下30℃恒温静置培养6d，细菌纤维素的产量达到4.16g／L。 静止培养生产细菌纤维素的方法不适于大规模生产细菌纤维素，因而探讨了利用自行设计的气升罐进行细菌纤维素发酵。当通气量为2vvm时，细菌纤维素的产量达到2.40g／L。同时研究了细菌纤维素生产过程中分批培养阶段的操作条件，然后确定了细菌纤维素流加发酵的操作参数。细菌纤维素的产量较分批间歇发酵提高了2.44倍。 考虑到细菌纤维素以膜的形式利用时，膜的厚度是一个重要参数，进行了控制细菌纤维素膜厚度的研究，建立了相应的动力学模型。 应用代谢通量分析的方法，从代谢机理的角度分析了细菌纤维素生物合成的调节机制，建立了细菌纤维素生物合成的代谢网络模型。 在静态培养的基础上，分析了细菌纤维素膜的X-衍射图谱、渗透性能和持水性等，为细菌纤维素在医学上的应用积累了重要的基础数据。同时研究了植物纤维与细菌纤维的结合特性。 细菌纤维素的生产工艺简单，不含毒性物质，具有良好的生物适应性，很好的韧性强度和水合度，有利于皮肤组织生长和限制感染，所以探讨了细菌纤维素作为创伤和烧伤敷料及临时皮肤的可能性。细菌纤维素对深Ⅱ度烧伤大鼠皮肤治疗作用的实验研究：伤后21天治疗组较对照组愈合率提高，说明该材料在一定程度上具有促进伤口愈合的作用，但在大多数时间段细菌纤维素膜治疗组与对照组比较皮肤创伤愈合面积无明显差别。细菌纤维素对大鼠皮肤创伤促愈作用的实验表明：细菌纤维素膜治疗组与对照组比较，7d、14d、21d、28d伤口创面愈合率较对照组显着提高；组织学切片显示，细菌纤维素膜可允许成纤维细胞和摘_要毛细血管逐渐长入。说明细菌纤维素膜对皮肤创伤性损伤具有一定的治疗作用。皮下埋植细菌纤维素膜的实验结果表明:细菌纤维素膜植入体内后，未发现明显的排斥反应，早期诱发机体产生的炎症反应轻微，但持续时间短，到后期完全消退。说明细菌纤维素膜异物反应差，有利于血管和细胞的长入，有可能成为皮肤组织工程的材料。
参考文献：
[1]. 细菌纤维素生产菌的筛选、发酵及应用的研究[D]. 周伶俐. 南京理工大学. 2007
[2]. 高产细菌纤维素菌株的筛选及发酵工艺优化[D]. 毋锐琴. 西北农林科技大学. 2008
[3]. 新型高氨氮污水处理菌剂固定及其缓释材料的开发与利用[D]. 宋超. 天津工业大学. 2018
[4]. 细菌纤维素纤维复合材料的制备及其应用研究[D]. 李国辉. 江南大学. 2017
[5]. 细菌纤维素生产菌的筛选及其产物性质研究[D]. 熊强. 南京农业大学. 2001
[6]. 细菌纤维素高产菌株高压诱变选育及其机理研究[D]. 葛含静. 西北农林科技大学. 2011
[7]. 细菌纤维素高产菌株筛选鉴定与发酵工艺优化[D]. 李艳. 西北农林科技大学. 2013
[8]. 新型高聚合材料—细菌纤维素高产菌的筛选及纤维素合成条件研究[D]. 王银存. 西北大学. 2012
[9]. 细菌纤维素耐低温生产菌株的选育及其改性的研究[D]. 王海波. 山东轻工业学院. 2009
[10]. 发酵生产细菌纤维素及其作为医学材料的应用研究[D]. 马霞. 天津科技大学. 2003
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