多株木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵產(chǎn)細(xì)菌纖維素的研究.pdf

1、細(xì)菌纖維素（BC）是一種微生物胞外合成的純纖維素。BC具有許多優(yōu)異的物理化學(xué)性能，在食品原料、造紙工業(yè)、化妝用品、醫(yī)用材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前，限制BC廣泛應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)的主要因素之一是菌種的產(chǎn)量低，因此提高菌種的生產(chǎn)效率是提高BC產(chǎn)量的重要途徑。有報道也指出葡糖酸醋桿菌屬不同種間生產(chǎn)出的細(xì)菌纖維素的特性不同。為更詳細(xì)展開這方面研究，本課題選擇了實驗篩選獲得的DHU-ZCY-1、DHU-YQ-1、DHU-ZGD-1、DHU-

2、ATCC-1四株菌株與美國菌種保藏中心的ATCC23770共五株菌株，進(jìn)行發(fā)酵歷程和發(fā)酵產(chǎn)物性能的研究。分別以葡萄糖和果糖為碳源，研究了高低兩種濃度下，不同菌株對BC產(chǎn)量和性能的影響。采用掃描電鏡、X射線衍射分析和萬能材料測試機對BC進(jìn)行了形貌觀察、結(jié)晶度表征以及力學(xué)性能測試。
　　主要研究結(jié)果如下：
　　1.以40 g/L葡萄糖為碳源，細(xì)菌纖維素的產(chǎn)量依次排序為：DHU-ZCY-1(3.91 g/L)>DHU-ATCC-1

3、(2.62 g/L)>DHU-ZGD-1(2.34 g/L)>DHU-YQ-1(1.72 g/L)>ATCC23770(0.61 g/L)；株型對BC的含水率和結(jié)晶度基本無影響；不同菌株產(chǎn)BC的斷裂拉伸應(yīng)力大小依次如下：DHU-ZGD-1(350 KPa)>DHU-ZCY-1(150 KPa)> DHU-YQ-1(68 KPa)> DHU-ATCC-1(56 KPa)>ATCC23770(35 KPa)；菌株對BC的微觀結(jié)構(gòu)影響甚微，纖

4、維直徑大都分布在65-95 nm之間。
　　2.以80 g/L葡萄糖為碳源，BC的產(chǎn)量依次排序為：DHU-ZGD-1（4.73 g/L）>DHU-ATCC-1（1.23 g/L）、DHU-ZCY-1（1.22 g/L）>ATCC23770（1.12 g/L）> DHU-YQ-1（0.76 g/L）；BC膜的結(jié)晶度依次排序為：DHU-ZGD-1（81.8％）>DHU-YQ-1（77.9%）、DHU-ZCY-1（77.3%）>ATCC

5、23770（75.0%）>DHU-ZCY-1（70.2%）；株型對 BC的含水率基本無影響；不同菌株產(chǎn) BC的斷裂拉伸應(yīng)力大小依次如下：DHU-ATCC-1(63 KPa)、DHU-ZGD-1(62 KPa)、DHU-ZCY-1(58 KPa)>ATCC23770(47 KPa)>DHU-YQ-1(39 KPa)；菌株對BC的微觀結(jié)構(gòu)影響甚微，纖維直徑大都分布在65-82 nm之間。
　　3.以40 g/L果糖為碳源，BC的產(chǎn)量依

6、次排序為：DHU-ZGD-1（2.21 g/L）>DHU-ZCY-1（1.80 g/L）>DHU-ATCC-1（1.37 g/L）>DHU-YQ-1（1.23 g/L）>ATCC23770（0.69 g/L）;株型對BC的含水率和結(jié)晶度基本無影響；不同菌株產(chǎn) BC的斷裂拉伸應(yīng)力大小依次如下：DHU-ZGD-1(226 KPa)>DHU-ZCY-1(190 KPa)> ATCC23770(65KPa)、DHU-YQ-1(60 KPa)>D

7、HU-ATCC-1(30 KPa)；菌株對BC的微觀結(jié)構(gòu)影響甚微，纖維直徑大都分布在65-86 nm之間。
　　4.以80 g/L果糖為碳源，BC的產(chǎn)量依次排序為：DHU-ZGD-1（3.26 g/L）>DHU-ZCY-1（1.95 g/L）>DHU-YQ-1（1.29 g/L）>DHU-ATCC-1（1.25 g/L）> ATCC23770（0.69 g/L）。株型對BC的含水率和結(jié)晶度基本無影響；不同菌株產(chǎn)BC的斷裂拉伸應(yīng)力大

8、小依次如下：DHU-ZGD-1(129 KPa)>ATCC23770(81 KPa)> DHU-ATCC-1(67 KPa)> DHU-YQ-1(61 KPa)>DHU-ZCY-1(45 KPa)；菌株制備的BC的微纖維直徑依次排序為：DHU-YQ-1（122 nm）>DHU-ZGD-1（105 nm）>DHU-ATCC-1（100 nm）>ATCC23770(90 nm)、DHU-ZCY-1(90 nm)。
　　通過以上研究發(fā)現(xiàn)

9、，DHU-ATCC-1偏好40 g/L葡萄糖，其獲得的BC產(chǎn)量是其他發(fā)酵條件下的1.5-2倍；DHU-YQ-1偏好40 g/L葡萄糖，獲得的BC產(chǎn)量高出其他發(fā)酵條件下25%-55%；DHU-ZGD-1以80 g/L葡萄糖為碳源獲得BC產(chǎn)量是其他發(fā)酵條件下獲得的BC產(chǎn)量的1.5-2.2倍；DHU-ZCY-1偏好40 g/L葡萄糖，其制得的BC產(chǎn)量是其他發(fā)酵條件下獲得的BC產(chǎn)量的1.6-2.6倍；ATCC23770以80 g/L葡萄糖為碳源