论文部分内容阅读
细菌纤维素(Bacterial cellulose,简称BC)是由β-1,4-糖苷键连接而成的链状葡聚糖构成的水不溶性生物大分子聚合物。细菌纤维素具有高纯度、高机械强度、可降解、可再生等特征成为新型生物材料的研究热点。由于内部氢键之间的相互作用力较大,细菌纤维素结晶度较高、再水化能力较低且可塑性较差,限制了细菌纤维素在婴儿纸尿布、皮肤辅料等领域的应用。本文利用羧甲基纤维素(CMC)等不同的物质对细菌纤维素进行原位改性从而改善其再水化率等性能。 Enterobacter sp.FY-07是从吉林扶余油田的采出液中筛选出的能够在厌氧条件下合成纤维素的兼性厌氧菌。首先,本文对Enterobacter sp.FY-07在好氧和厌氧条件下合成细菌纤维素的产量和性质进行了检测和比较。结果发现,Enterobacter sp.FY-07在好氧和厌氧条件下合成的纤维素产量没有明显的区别,纯品均能够达到5g/L;通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射图谱、扫描电子显微镜、弹性模量和损耗模量以及再水化率等方法和手段,发现在厌氧条件和好氧条件下合成的纤维素也性质没有明显差别。这表明Enterobacter sp.FY-07合成的细菌纤维素的产量和性质不受氧气含量的影响,这使静态深层液体发酵生产纤维素成为可能。 利用3种不同类型的改性剂对Enterobacter sp.FY-07通过静态深层发酵条件下合成的纤维素进行了原位改性,并利用动态流变、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和亲水性质等方法和手段对改性前后的纤维素性质进行分析。研究结果表明:(1)利用纤维素的衍生物羧甲基纤维素钠(CMC)和海藻酸钠(SA)进行原位改性时,两种物质在0.001-0.01%的低浓度范围均可对细菌纤维素进行充分的改性,所获得的改性纤维素具有结构均匀、结晶度低、再水化率高、多孔性保持良好等特点,这些是利用严格好氧合成纤维素的葡糖醋杆菌是无法实现的;(2)利用PEG4000对Enterobacter sp.FY-07合成的纤维素进行原位改性,通过分析检测发现PEG4000并不会出现在最终纤维素产物中。PEG4000改性后纤维素的结晶度降低,再水化率增高,并且PEG4000进行改性的最佳浓度低于4%时性质和产量较佳;(3)培养基中添加不同比例的N-乙酰氨基-D-葡萄糖(GlcNAc),产物中没有检测到GlcNAc残基,可以推测Enterobacter sp.FY-07将GlcNAc转化为葡萄糖后再利用。以上结果表明,Enterobacter sp.FY-07产生的细菌纤维素可以通过原位改性的方法大大改善其再水化率等性能。