低成本培养基碳的制备及高产纤维素木醋杆菌的诱变选育.pdf

⑧碧霉天学硕士论文 低成本培养基碳源的制备及高产纤维素木醋杆菌的诱变选育 低成本培养基碳源的制备 及高产纤维素木醋杆菌的诱变选育 摘要 细菌纤维素是一种有着广阔应用前景的生物材料。与自然界中其它高 等植物纤维素相比，它具有许多独特的性质，包括高纯度、高结晶度、高 聚合度、高持水性，高抗张强度，强生物适应性等。因此，该纤维素材料 在人工皮肤和血管、粘合剂、音响设备振动膜、造纸、纺织、复合膜等领 域具有巨大的应用前景。然而细菌纤维素培养基成本高，纤维素产量和产 率低等问题却是其工业化生产和推广应用的瓶颈。该研究针对细菌纤维素 生产成本高的问题，特别是培养基碳源成本较高的问题，开发了数种低成 本的培养基碳源并探索了静态培养条件下金属钙离子对细菌纤维素产量的 影响。 利用一定浓度的稀酸对魔芋粉进行水解，随后分别采用氢氧化钙和氢 氧化钠调节初始水解液的pH值以及结合活性碳和漆酶等多种方法对酸水 解液进行脱毒，从而得到一种价廉质优的培养基碳源。通过比较，发现用 氢氧化钙调节初始水解液pH值脱毒效果要远远好于氢氧化钠。如果氢氧化 钙结合活性炭或者漆酶处理，可以进一步提高脱毒效果。这一系列新方法 得到的培养基碳源用于生产细菌纤维素的效果非常理想，特别是经氢氧化 钙脱毒的魔芋粉水解液，在相同碳源浓度条件下，细菌纤维素产量远高于 以葡萄糖和甘露糖为碳源时的产量。这样大大降低了细菌纤维素所需生产 第l页 ⑧碧季天学硕士论文 低成本培养基碳源的制备及高产纤维素小醋杆菌的诱变选育 成本，并提高了产量，为工业化大规模生产提供了可能。 h，然后稀释到4％的酸浓 以72％的硫酸润胀麦秆、玉米秆和芝麻秆4 min的方法进行水解，并采用氢氧化钙 度，并在121℃条件下反应30一60 及其结合活性炭的方法对水解液进行脱毒，得到数种可以用来培养细菌纤 维素的碳源，为进一步利用农作物秸秆一这一廉价而资源丰富的原料提供了 有益的方法。研究发现金属钙离子对细菌纤维素静态培养的影响较大，在 一定钙离子浓度范围内(O．7mmol／L)，细菌纤维素静态培养产量可以得到 明显提高，从而为进一步提高纤维素产量提供一种有益的途径。 该研究同时还针对木醋杆菌野生型菌株细菌纤维素产量较低的问题， 1．t mol／L 采用浓度0．025mol／L亚硝酸浸泡，浓度0．25％氯化锂浸泡，浓度75 1．t 和15mol／L的溴化钠．溴酸钠反应，以及氯化锂和溴化钠一溴酸钠结合作用 等多种化学诱变方法，功率为30W的紫外线照射等物理诱变方法，以及溴 化钠．溴酸钠结合紫外线，氯化锂结合紫外线等多种物理化学结合诱变方法， 经过筛选得到了多株新的高产细菌纤维素的木醋杆菌菌株。其中3株采用 亚硝酸浸泡诱变和2株采用氯化锂结合紫外诱变的高产菌株的细菌纤维素 化大规模生产和降低成本提供了坚实的基础。 关键词：细菌纤维素，碳源，水解，脱毒，木醋杆菌，诱变 第1I页 ◎碧季天学硕士论文低成本培养基碳源的制备及高产纤维素木醋杆菌的诱变选育 ofLow·-Cost Preparation SubstrateCarbonSourcesand Acetobacter StrainsforBacterial High—Yield xylinum CelluloseProduction ABSTRACT Bacterialcellulose oneofthemos