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《響應面法優(yōu)化細菌纖維素發(fā)酵合成工藝論文》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、響應面法優(yōu)化細菌纖維素發(fā)酵合成工藝論文袁帥,胡承,曹海鵬,唐德芳,孫苗苗【摘要】目的對細菌纖維素高產菌株葡糖醋桿菌G-29進行發(fā)酵優(yōu)化,以提高其細菌纖維素合成能力。方法采用基于非完全平衡塊原理的Plackett-Burman(PB)試驗設計法,篩選出了3個主要影響因子:混合碳源(葡萄糖∶蔗糖=1∶2),MgSO4.freell/L。用掃描電鏡觀察了細菌纖維素的形態(tài)結構,并通過X射線衍射分析其在干態(tài)下和濕態(tài)下的最佳結構。結果在優(yōu)化培養(yǎng)基條件下,菌株G-29發(fā)酵生產細菌纖維素的產量為11.83g/L,是優(yōu)化前產量(6.20g/L)
2、的1.9倍。結論PB試驗和RSM相結合的試驗方法,用于優(yōu)化G-29發(fā)酵培養(yǎng)基,不僅科學合理而且準確有效?!娟P鍵詞】葡糖醋桿菌屬細菌纖維素Plackett-Burman設計響應面分析Abstract:ObjectiveInthismanuscript,theoptimalconditionsforcelluloseproductionbygluconacetoba-aterG-29inedinordertoimprovetheyieldofbacterialcellulose.MethodsPlackett-BurmanDesi
3、gnetersincludingmixedcarbonsources(Glucose:sucrose=1:2),MgSO4,ethanol.Theoptimallevelsofthreevariablesethod(RSM):mixedcarbonsources:52.3g/L,MgSO40.159g/L,ethanol32.5g/L,ethanol32.5g/Lparison.Themorphologyofbacterialcellulose(BC)producedicroscope(SEM).Thecrystalstruc
4、tureofBCindriedandetry(XRD).ResultsTheresultsindicatedthattheBCyieldundertheoptimalfermentationmediumesasthatundertheoriginalfermentationmedium.ConclusionThemethodofPBdesignbinedizationofG-29fermentationmediumisscientificandaccurate.Keyandesign;Responsesurfacemethod
5、細菌纖維素(Bacterialcellulose,簡稱BC)是由部分細菌產生的一類高分子化合物,在化學組成和結構上同植物纖維相同,都是由D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接形成直鏈多糖,再經聚合而成。與植物纖維不同的是細菌纖維素是以單一纖維形式存在,純度極高,不摻雜如植物纖維中的半纖維素或木質素等其它多糖類[1],因此其具有抗拉強度高、楊氏模量高、良好的生物適應性以及優(yōu)良的持水性和通透性等特點[2]。除了可用作膳食纖維和食品成型劑,還可用于生產紗布、繃帶、人造皮膚等生物醫(yī)學用品,有利于皮膚組織生長和限制感染。自1987年以來,已有
6、很多關于細菌纖維素膜用于燒傷、燙傷、皮膚移植等治療的報道,目前已發(fā)展出紗布、繃帶和“創(chuàng)可貼”等各種傷科敷料商品。它具有在傷口中維持濕的環(huán)境,防止體液流出,保持高機械強度,對液、氣具有良好通透性,與皮膚相容性好、無毒、不發(fā)熱,良好的防菌和隔離性等眾多特點,均優(yōu)于當今其它人造皮膚和傷科敷料。早在20世紀80年代初,巴西的Biofill公司就開始了用細菌纖維素膜制造傷科敷料的研究,成功開發(fā)出人造動脈,人造血管與人造皮膚等醫(yī)療用品[3],并已成功地應用于處理皮膚移植和慢性皮膚潰瘍。這種材料可有效緩解疼痛,防止細菌感染,有利于皮膚組織生
7、長,促進傷口愈合,對水分及電解物有良好的通透性,與傳統(tǒng)的材料相比,這種材料成本低,處理時間短,更有利于健康皮膚的生長[4]。除此之外,細菌纖維素還可作為緩釋藥物的載體,軟骨組織工程的支架材料[5]等。能產生細菌纖維素的細菌種類較多,常見的有醋酸菌屬、土壤桿菌屬、假單胞桿菌屬、無色桿菌屬、產堿桿菌屬、氣桿菌屬、固氮菌屬、根瘤菌屬和八疊球菌屬等9個屬中的某些種。其中醋酸菌屬中的木醋桿菌(Acetobacterxylinum)是最早被發(fā)現(xiàn)同時也是研究較為透徹的纖維素產生菌,現(xiàn)已作為研究纖維素生物合成過程和機制的模式菌株。根據(jù)《伯杰氏
8、系統(tǒng)細菌學手冊》第9版,木醋桿菌已被劃分到葡糖醋桿菌屬(Gluconacetobacter)中,改為木葡糖醋桿菌(Gluconacetobacterxylinum)。近幾年關于細菌纖維素生產合成的研究仍多以木葡糖醋桿菌或其變種做為試驗菌種,為此,本實驗室分離篩選出一株細菌纖維