細(xì)菌纖維素的發(fā)酵生產(chǎn)及其對重金屬離子的吸附作用.pdf

1、對實(shí)驗(yàn)室篩選出的駒型桿菌（Komagataeibacter medellinensis）進(jìn)行研究，在試驗(yàn)中研究了不同的發(fā)酵培養(yǎng)條件和營養(yǎng)成分對細(xì)菌纖維素合成量（Bacterial Cellulose，簡稱 BC）的影響，并對影響細(xì)菌纖維素生產(chǎn)量的因子進(jìn)行優(yōu)化。通過對培養(yǎng)基中碳源、氮源、有機(jī)酸和磷酸鹽，發(fā)酵培養(yǎng)條件中 pH、接種量、培養(yǎng)溫度多個(gè)因素進(jìn)行考察，在單因素實(shí)驗(yàn)探究各個(gè)培養(yǎng)基組分的濃度對細(xì)菌纖維素合成量的影響試驗(yàn)中得出，3個(gè)主要要

2、素的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的中心點(diǎn)為30 g/L、2 mL/L、1.0 g/L。最終通過響應(yīng)面分析法得到發(fā)酵培養(yǎng)基的配方，BC的最高合成量能夠達(dá)到6.281 g/L。確定的最佳培養(yǎng)基組成為：葡萄糖24 g/L，蔗糖17 g/L，酵母浸粉32.153g/L，醋酸2.013mL/L，KH2PO41.026g/L。借助正交試驗(yàn)可以得出最佳的培養(yǎng)條件組合是溫度32 oC，接種量2％，初始pH5.0。依據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到使用優(yōu)化后的培養(yǎng)條件發(fā)酵生產(chǎn)BC可以得

3、到6.713 g/L。
　　本研究借助多種分析儀器對所獲得的細(xì)菌纖維素進(jìn)行研究，主要是它的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。首先利用傅里葉紅外光譜分析得到的K. medellinensis C-3-1產(chǎn)物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與纖維素標(biāo)品中含有的主要基團(tuán)相符，并且其主要吸收峰形狀和出現(xiàn)的位置與標(biāo)品一致，說明實(shí)驗(yàn)中提取的為細(xì)菌纖維素；通過將細(xì)菌纖維素溶解利用比色法檢測實(shí)驗(yàn)室獲取的細(xì)菌纖維素純度，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)室獲得的細(xì)菌纖維素純度超過了98%，細(xì)菌纖維素的純度達(dá)到較高

4、水平；通過掃描電鏡對細(xì)菌纖維素進(jìn)行觀察，可看到細(xì)菌纖維素呈現(xiàn)出超微的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大量微小的超微纖維素絲之間的相互纏繞和無規(guī)則的絮狀折疊而成。對細(xì)菌纖維素進(jìn)行持水性分析，可以看出細(xì)菌纖維素膜具有較高的含水率和吸水性能。由于細(xì)菌纖維素是納米級(jí)的超微結(jié)構(gòu)，而干燥的過程會(huì)使細(xì)菌纖維素原來的結(jié)構(gòu)遭到破壞，不能再恢復(fù)到干燥前的溶脹狀態(tài)，造成纖維素的含水率高于吸水率。考察了細(xì)菌纖維素對一些重金屬離子的吸附效果。以Cr6+和Cu2+兩種金屬離子為考察對

5、象，測定在不同條件下：溶液pH、離子初始濃度和吸附劑用量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，可結(jié)果可看出細(xì)菌纖維素對Cu2+和Cr6+均有一定的吸附效果，在影響吸附的因素中，對于Cr6+的吸附條件為pH1.5，細(xì)菌纖維素用量為1 g/L，離子濃度為100μg/mL時(shí)吸附效果最好，對Cu2+的吸附條件為pH為5.0，纖維素用量為1 g/L，離子濃度為100μg/mL時(shí)，吸附效果最好。細(xì)菌纖維素對 Cr6+的吸附效果比 Cu2+的要好，單位吸附量分別為16.