細(xì)菌纖維素魔芋生產(chǎn)新原料及其載銀抗菌膜的研發(fā).pdf

1、細(xì)菌纖維素(BC)作為一種新型納米生物材料因其獨(dú)特的優(yōu)良特性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)用材料、造紙、環(huán)境保護(hù)、聲學(xué)材料、化工等各個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。目前細(xì)菌纖維素大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的主要障礙是其成本高、產(chǎn)率低、生產(chǎn)效益不敵普通纖維素。因此本課題重點(diǎn)在于提高細(xì)菌纖維素產(chǎn)量，降低其生產(chǎn)成本。研究采用魔芋作為細(xì)菌纖維素生產(chǎn)的替代碳源，在增加細(xì)菌纖維素產(chǎn)量的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)還對細(xì)菌纖維素在抗菌敷料方向的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索。
　

2、　 為使魔芋能被生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的微生物代謝利用，本次研究通過酸水解魔芋干以及酶水解魔芋精粉的方法降解魔芋葡甘露聚糖生成單糖及部分低聚糖。通過對反應(yīng)溫度、時(shí)間、酸濃度及固液比四個(gè)因素進(jìn)行探索，得到酸水解的最適單因素條件。在單因素條件的基礎(chǔ)上，通過正交設(shè)計(jì)法及響應(yīng)面設(shè)計(jì)法對酸解條件進(jìn)行優(yōu)化，最終得到酸解的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度115℃、時(shí)間40min、酸濃度0.5mol/L、固液比為1∶7。該酸解工藝條件下，酸解液的還原糖濃度可達(dá)66.

3、8％。對酸水解液進(jìn)行HPLC分析，得到酸解液的主要成份為葡萄糖。
　　 用甘露聚糖酶、纖維素酶、葡聚糖酶對魔芋精粉進(jìn)行酶水解，探索最優(yōu)酶解條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示甘露聚糖酶、纖維素酶、葡聚糖酶的最適反應(yīng)溫度均為60℃，最適加酶量分別為72、34、51U/(g底物)，酶的作用時(shí)間分別為4h、6h、6h。甘露聚糖酶、纖維素酶、葡聚糖酶在各自最適反應(yīng)條件下，還原糖得率分別達(dá)到59.91％、57.99％、54.23％。除了單酶酶解，還對魔芋精

4、粉進(jìn)行多酶復(fù)配酶解，酶解結(jié)果顯示多酶復(fù)配并未提高酶解液的還原糖得率，但多酶復(fù)配可以通過價(jià)格便宜的酶的加入降低成本，因此具有實(shí)際意義。對三種酶酶解液成份進(jìn)行HPLC分析結(jié)果顯示:甘露聚糖酶酶解液的主要成分為甘露糖;纖維素酶酶解魔芋精粉后主要生成葡萄糖及甘露糖，但仍然有少量低聚糖;葡聚糖酶酶解液主要成分為葡萄糖，但也含有少量的甘露糖和低聚糖。
　　 利用魔芋水解液（魔芋干酸水解液、魔芋精粉酶解液）制備培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌纖維素，對生成

5、的細(xì)菌纖維素的產(chǎn)量、拉力、紅外、結(jié)晶度等進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與常規(guī)碳源相比，魔芋水解液作為碳源制備的細(xì)菌纖維素具有較高的產(chǎn)量及較好的機(jī)械性能。
　　 本次研究還初步探索了細(xì)菌纖維素作為抗菌敷料的應(yīng)用潛力。細(xì)菌纖維素濕膜獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)使其具有較高的機(jī)械強(qiáng)度以及顯著的物理性質(zhì)。用BC制備的抗菌敷料在潮濕情況下機(jī)械強(qiáng)度高，有良好的通透性，與皮膚相容性好，吸濕性強(qiáng)，此外BC敷料還能夠通過吸收傷口熱量來減少傷痛，防止傷口的二次感染及機(jī)械

6、損傷，通過控制傷口滲出液為傷口修復(fù)提供潮濕的環(huán)境促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。通過細(xì)菌纖維素膜制備載銀抗菌膜，并對載銀BC膜的抗菌能力進(jìn)行測試，抑菌圈實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:載銀BC膜在金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌涂布的平板上都有明顯的抑菌圈出現(xiàn)，其中金黃色葡萄球菌的抑菌圈最大，抑菌圈直徑可達(dá)36-38mm;大腸桿菌抑菌圈直徑約為20-21mm;枯草芽孢桿菌抑菌圈約為19-20mm。載銀抗菌膜作用于金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌，其菌數(shù)下降的