球状细菌纤维素的制备开题报告

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1、开题报告球状细菌纤维素的制备一、选题的背景、意义纤维素是地球上最丰富的生物多聚物,是植物生物量的主要组成部分。地球上每年由植物产生的纤维素达亿万吨。除植物外,某些低等动物可产生动物纤维素(Tunlcin),某些细菌能以异养方式产生胞外细菌纤维素(Bacterialcellulose)。1886年,A.J.Brown[1]就首次报告了由木醋杆菌(Acetobacterxylinum)能够合成一种胞外凝胶状的物质,但由于无合适的实验手段以及纤维素的产量较低,因此一直未受到足够重视。细菌纤维素引起人们更多的注意还在20世纪后期,使用A.xylinum作为一种

2、模型细菌,深入研究细菌纤维素合成是从Hestrin等开始的,他证明了静止和冻干的醋酸细菌细胞在有葡萄糖和氧时能够合成纤维素;Colvin在含A.xylinum细胞抽提物,葡萄糖和ATP样品中观察到有纤维素的合成。细菌纤维素属于初级代谢的特殊产物,与植物纤维素(PC)一样,细菌纤维素主要也是起到一种保护层的作用。能够产生细菌纤维素的细菌主要有Acetobacter,Rhizobium,Agrobacterium,和Sarcina等[2]。细菌纤维素产生菌中研究最多、产量最高的细菌是产醋酸的Acetobacterxylinum,为革兰氏阴性,宽0.6～0.

3、8um,长1.0～4.0um,以单个、成对或链状存在,菌落呈圆形,不透明,突起,淡棕色,表面粗糙,为好氧型,它已被作为细菌纤维素基础和应用研究的模式微生物。近十几年来,随着人们对纤维素生物合成机理认识的加深,以及细菌纤维素在食品、造纸、医药、扬声器材等方面的成功应用,关于细菌纤维素的研究已成为当今新的微生物合成材料研究的热点之一。二、相关研究的最新成果及动态　与其它天然植物纤维素相比,细菌纤维素具有高纯度、高结晶度、高聚合度、高持水性和高复水性等独有的优良性质，是目前最有发展前景的生物基础材料和纳米生物材料,在生产制作特种纸中也具有很大的研究潜力及研究

4、价值。（1）在食品上的应用由静置培养得到的细菌纤维素由0.9%纤维，0.3%结合水及98.8%的自由水组成，其纤维为目前天然纤维中最细者，水分子可由毛细管作用吸附于直径约为2-4nm的纤维网状结构内，因此，持水性特强（为其干重的60-700倍），在物性方面，与3%琼脂及5%的动物胶相比,具有较低之固形物含量，较高的离子及胶体强度，受压不易破碎，仅会因失水而变形，因此，细菌纤维可用作高档乳化剂和分散剂，例如可加入布丁、冰淇淋和口香糖等中，以改善食品特性[3]。（2）在医药上的应用可用细菌纤维素制成特殊的人造皮肤。最近，这样的材料已在巴西出现，商业名称为“

5、BioFill”[4]，并已被成功地应用于处理烧伤、烫伤及皮肤移植和慢性皮肤溃疡。这种材料的优点在于可有效缓解疼痛，有良好的附着性，可有效防止细菌的入侵感染，促进伤口的快速愈合，对于水分及电解物有良好的通透性，此外，与传统的材料相比，这种材料成本低，处理时间短，健康皮肤可很快生长以取代人工皮肤。（3）　细菌纤维素在造纸工业中的应用细菌纤维素因其极高的纤维素纯度,作为造纸原料,免去了一般植物纤维脱木质素的制浆过程。将细菌纤维素添加到纸浆中,可提高强度和耐用性,并解决了废纸回收再利用后纸纤维强度下降的问题。Ajinomoto[5]与三菱造纸工厂开发出了添加

6、细菌纤维素的高质量纸品和特殊纸品,印刷质量好,抗水性能好,强度高。加有细菌纤维素的高级书写纸吸墨均匀,附着力好。在制造过滤吸附有毒气体的炭纤维板时,加入细菌纤维素,可提高碳纤维板的吸附容量,减少纸中填料的泄露。菌胶纤维机械匀浆后与各种互不亲和的有机、无机粉末和纤维材料混合可制造不同形状及用途的膜片、无纺布和纸张,产品十分牢固。（4）其它方面的应用SONY公司采用细菌纤维素来制成高档音响和耳机的震动膜，可大大改善音响效果。此外，由于玻璃纤维相互间不易结合，因此当与适量的细菌纤维素混合可提高纤维间的结合力，制得高质量的玻璃纤维滤片。当在造纸纸浆中加入部分细

7、菌纤维素时，可增强纸张力，大大改善纸张特性[6]。现代人们分别以静置和振荡培养方式培养木醋杆菌,对静置培养及振荡培养得到的细菌纤维素的纤维丝结构、红外光图谱、持水性、复水性以及灰分含量进行了测试,分析了在静置培养和振荡培养下得到的细菌纤维素的性质和结构差异。(1)　细菌纤维素膜红外光谱的分析红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。对于位置样品,通过官能团，顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。在纤维素的红外光谱中,重要表征纤维素的原子团包括有—CH2,—CH,—OH等[7]。图2静置培养细菌纤维素的红外光谱图

8、图3振荡培养细菌纤维素的红外光谱图　静置与振荡培养产细菌纤维素红外测试结果如图2、3所示,两者