細菌纖維素教材

制作人--李丹、劉佳主講人--叢世杰細菌纖維素細菌纖維素定義：細菌纖維素（BacterialCellulose,簡稱BC），又稱為微生物纖維素，他是一種由細菌產(chǎn)生的高聚物。

結(jié)構(gòu)式：1886年，英國人Brown他在光學(xué)顯微鏡下觀察到發(fā)酵生成的菌膜中存在菌體細菌纖維素發(fā)展歷程1991年，日本就首次以細菌纖維素成功制備出人工血管如今，細菌纖維素廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，是生物材料研究的熱點之一物化特性纖維直徑在0.01-0.1um之間，抗拉力強度高，楊氏模量高高結(jié)晶度、高聚合度和非常一致的分子取向，并以單一纖維形式存在，純度極高具有較高的的生物適應(yīng)性，并且在自然界可直接降解，不污染環(huán)境有極強的持水性和透水性，能吸收60-700倍于其干重的水分應(yīng)用醫(yī)用材料食品工業(yè)造紙工業(yè)紡織工業(yè)音響設(shè)備振動膜其他用途醫(yī)用材料1、細菌纖維素具有良好的生物適應(yīng)性

2、很好的韌性強度和水合度，有利于皮膚組織生長和限制感染3、潮濕情況下機械強度高，對液、氣通透性好，與皮膚相容性好、無刺激，并且結(jié)構(gòu)極為細密，防菌性和隔離性較好應(yīng)用：

現(xiàn)已制成人造皮膚、紗布、繃帶和‘‘創(chuàng)可貼”等傷口敷料商品。細菌纖維素膜還可作為緩釋藥物的載體攜帶各種藥物，用于皮膚表面給藥，促使創(chuàng)面的愈合和康復(fù)。優(yōu)點：食品工業(yè)1、食品基料：利用細菌纖維素的凝膠和高持水特性及其產(chǎn)物醋酸、乳酸等的特殊風(fēng)味，可將其作為人造肉、人造魚、火腿腸中的食品成型劑、增稠劑、分散劑、改善口感材料及腸衣和某些食品的骨架。2、保健食品：具有防便秘、清腸胃、排毒、降低膽固醇的功效。不可消化的纖維可促進腸道蠕動，降低食物滯留在腸道的時間，減少腸道對有毒、致癌物質(zhì)的吸收，從而具有預(yù)防便秘和結(jié)腸癌、排毒美容、降低膽固醇等保健功能。食品工業(yè)3、發(fā)酵食品：傳統(tǒng)發(fā)酵工藝中，由醋酸菌純種培養(yǎng)或醋酸菌和其它微生物混合培養(yǎng)，可產(chǎn)生含有豐富纖維素的發(fā)酵食品。如納塔(nata)和紅茶菌(blackfungus)等。造紙工業(yè)1、Ajinomoto與三菱造紙廠開發(fā)出了添加細菌纖維素的高質(zhì)量紙品，這種紙品印刷、抗水質(zhì)量好，強度高，吸墨均勻，附著力好。2、在制造吸附有毒氣體的碳纖維板時，加入細菌纖維素可提高碳纖維的吸附容量。3、在造紙紙漿中加入醋酸菌纖維素，增加了紙張強度，抗膨脹性能、彈性和耐用性，并因其生物可降解性而有利于三廢處理。優(yōu)點

1、細菌纖維素因其極高的纖維素純度，作為造紙原料，免去了一般植物纖維脫木質(zhì)素的制漿過程。2、將細菌纖維素添加到紙漿中，可提高其強度和耐用性，并解決了廢紙回收再利用后紙強度下降的問題。應(yīng)用分子間作用力較強，強度增加音響設(shè)備振動膜

細菌纖維素的高機械強度可滿足當今項級音響設(shè)備聲音振動膜材料所需的對聲音振動傳遞快和內(nèi)耗高的特性要求。

此優(yōu)異特性主要源于其高純度及超微細結(jié)構(gòu)，經(jīng)熱壓處理制成的具有層狀結(jié)構(gòu)的膜形成了更多氫鍵，使其楊氏模量和機械強度大幅度提高紡織工業(yè)用于無紡布中作粘合劑，改善無紡布的強度、透氣性、親水性及最終產(chǎn)品的手感等，所適用的纖維包括當前廣泛使用于無紡布的各類纖維，如尼龍、聚酯、木材纖維、碳纖維及玻璃纖維等。作吸附劑和離子交換膜，從工業(yè)廢水中回收重金屬離子作增強劑，超濾和反滲透膜材料，高強度紙杯，動物細胞培養(yǎng)載體等可循環(huán)使用的嬰兒尿布、功能性樹脂，油漆、墨水、膠粘劑中的增稠劑及粉末的結(jié)合劑。其他用途131-P-葡萄糖6-P葡萄糖葡萄糖脫氫酶葡萄糖激酶纖維素纖維素合成酶尿苷二磷酸葡萄糖葡萄糖磷酸變位酶葡萄糖葡萄糖酸尿苷二磷酸焦磷酸化酶細菌纖維素的生物合成途徑2

碳源：細菌纖維素培養(yǎng)基的主要成分之一，直接影

響其產(chǎn)量。氮源：滿足繁殖菌體對核苷酸、氨基酸等的需要。培養(yǎng)基的組成對產(chǎn)量有很大影響有機酸研究發(fā)現(xiàn)某些有機酸能產(chǎn)生更多能量，加速細胞生長，從而提高細菌纖維素產(chǎn)量。微量元素、纖維素酶、瓊脂等也可對細菌纖維素的產(chǎn)量產(chǎn)生影響降低成本提高產(chǎn)能擴大生產(chǎn)如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)？2在菲律賓，人們傳統(tǒng)上是用椰子水發(fā)酵生產(chǎn)細菌纖維素，產(chǎn)品叫Natadecoco，中國的海南省也是用本地特有的椰子水作原料生產(chǎn)細菌纖維素。在木醋桿菌的發(fā)酵中用西瓜皮汁做培養(yǎng)基具有更高的細菌纖維素產(chǎn)量。再加入酵母浸出液和蛋白胨還能提高纖維素產(chǎn)量。從碳源和培養(yǎng)基的組成上降低成本，提高產(chǎn)量在國內(nèi)，采用大豆乳清作為培養(yǎng)基質(zhì)制備細菌纖維素，既達到降低細菌纖維素生產(chǎn)成本的目的，又為大豆乳清的無污染處理與排放提供了新的途徑。大豆乳清中含糖量較少，研究僅限于大豆乳清代替培養(yǎng)基中的蒸餾水。一：是通過在其發(fā)酵過程中加入試劑實現(xiàn)

向培養(yǎng)基中加入萘啶酸和氯霉素可以延長細菌的生存時間，可以發(fā)酵形成更寬的纖維素絲帶。這樣獲得的纖維素具有更高的楊氏模量，具有優(yōu)良的機械性能二：得到細菌纖維素凝膠后再進行化學(xué)處理改性和表面修飾網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變細，聚合度，熱穩(wěn)定性提高，吸水性增強，再溶脹能力提高改性和表面修飾后將細菌纖維素與其它材料進行復(fù)合

添加一定量金屬，金屬更容易嵌入細菌纖維素的結(jié)構(gòu)中，改變該聚合電解質(zhì)薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)可拓寬其使用范圍。將干燥的細菌纖維素薄膜浸入用甲醇稀釋的酚醛樹脂溶液中，最后熱壓制得復(fù)合材料。這種細菌纖維素基的復(fù)合材料有較好的機械強度，其楊氏模量高目前發(fā)展狀況

我國大部分細菌纖維素集中在食品、食品添加劑和造紙應(yīng)用等方面，在生物醫(yī)用材料