27345.細菌纖維素產生菌株的篩選及其產物鑒定

1、細菌纖維素是由某些微生物高效合成的超微纖維網，以純纖維素的形式存在。與自然界中的植物纖維素相比，它具有自己獨特的性質，如有獨特的三維網絡結構和超細、純度高、較好的生物適應性、超強的吸水性和結晶度高等，這些優(yōu)良的特性決定了其具有特殊用途。目前細菌纖維素已經成功應用于很多領域，如食品工業(yè)、生物化工領域、醫(yī)學領域以及造紙工業(yè)，是當今國內外生物材料研究的熱點之一。但細菌纖維素成本還較高，價格昂貴，使其應用受到了一定的限制，國外對細菌纖維素生產菌

2、株的選育、設備的改進及發(fā)酵工藝方法方面進行了較深入的研究，而在國內，對細菌纖維素的研究才剛剛起步，僅僅停留在實驗室的水平，與國外工業(yè)化生產相差甚遠。因此為提高細菌纖維素的產量，降低生產成本，本研究首先從腐爛的水果和長膜的醋醅中分離篩選出了兩株性能優(yōu)良的產細菌纖維素菌株，對菌株自身特性進行研究后，鑒定為漢氏葡糖醋桿菌和醋化醋桿菌，同時對其產物進行鑒定和部分理化性質的研究。研究結果如下：1從腐爛的水果和長膜的醋醅中分離出兩株產細菌纖維素產量

3、較高且穩(wěn)定的醋桿菌屬M3和C7，根據(jù)16SrDNA基因序列分析結果結合形態(tài)、生理生化特征可鑒定M3為漢氏葡糖醋桿菌，C7為醋化醋桿菌。2產物鑒定是通過SEM和AFM、元素分析、HPLC、FT儂、GC—MS、XRD和CP／MASl3CNMR進行分析。結果表明：@SEM表明細菌纖維素是由微纖維束相互纏繞形成的網狀結構，這種結構就決定了細菌纖維素具有很強的親水性、良好的透水性和吸附性等特性；(g)AFM表明C7菌株產的纖維素粗糙度為12453

4、，最大孔徑為22515rim，M3菌株產的纖維素粗糙度為20101，最大孔徑為18034rim，由此可以看出M3產的纖維素膜較粗糙，但孔徑分布較小，這使細菌纖維素對金屬離子的吸附性大大增加；③元素分析測得M3和C7菌株所產生的膜中均含有C、H、O三種元素，兩種菌株所產生的膜中C含量分別為4345％和4495％，H含量分別為6526％和6757％，O含量分別為5012％和4825％，符合水解液中的物質主要是葡萄糖，并將其乙?；笥肎CMS

5、鑒定其產物為葡萄糖醇乙酸酯，進一步確定酸水解后的產物主要是葡萄糖；⑤經FTIR鑒定兩種菌株所產生的膜中可能存在的有機基團有：一OH、CH2、CH、CO等，這與標準纖維素的結構相一致，因而證實此化合物是纖維素；⑥經XRD鑒定兩種菌株所產生的膜的晶體結構屬于纖維素I型，結晶指數(shù)分別為8860％和8946％，證明此膜具有較高的結晶度；⑦通過CP／MASl3CNMR測出了發(fā)酵產物各個碳原子的位移，Cl在10335ppm處，C2、C3和C5在65

6、—71ppm之間，C4在8740ppm處，C6在6353ppm處，這也與纖維素的標準13C譜相符，每個葡萄糖之間以B一1，4糖苷鍵將連接?；谝陨显囼?，可以鑒定M3和C一7菌株所產生的凝膠膜為細菌纖維素。3產物性質是通過吸水性及復水性、抗拉伸強度、熱重分析、阻菌試驗、對Cu2的吸附等方法測定。結果表明，①M3濕膜的含水率為991％，C7濕膜的含水率為993％；M3膜的復水率為78％，C一7膜的復水率為81％；②細菌纖維素的力學性能很高，

7、具有較高的拉伸強度，其中M一3膜的抗拉強度為6711Mpa，C3膜的抗拉強度為3763Mpa；③通過熱重分析得到M3膜和C7膜的熱重曲線均一致，其最大失重速率溫度是30973℃，升溫至880℃時，細菌纖維素的質量失重率為8061％，這表明M3膜和c一7膜的熱穩(wěn)定性均較強；④阻菌試驗表明M3膜和C7膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都有很好的阻菌效果；⑤在對Cu2的吸附中，M3膜的最大吸附量為85577mg／g，C一7膜的最大吸附量為1673m