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毕业论文网 > 文献综述 > 化学化工与生命科学类 > 食品科学与工程 > 正文

乙醇促进醋酸菌发酵产细菌纤维素机制的研究文献综述

 2020-06-02 19:42:02  

文 献 综 述 1. 细菌纤维素的定义及其特点 细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)是微生物合成的纤维素的统称,其首先由英国科学家布朗在19世纪末发现,其在用静态法培养木葡糖酸醋杆菌时发现培养基表面形成一层膜状物质,后经化学与物理方法分析发现,此物质具有类似于纤维素的结构与化学性质,因其由细菌合成而命名为细菌纤维素[1]。

和其它来源的纤维素一样,BC也是由葡萄糖残基通过糖苷键连接起来的生物多聚物,相较于其它纤维素,BC有许多优良的理化和机械性质。

首先,细菌代谢的特点赋予了BC高纯度的特点,BC中几乎不含有半纤维素、木质素和果胶等杂质[2];其次,BC的弹性模量很高,一般是植物纤维素的的数倍乃至十数倍,高弹性模量赋予了BC抗张强度高的特性[3,4];BC具有极强的吸水性和透水透气性,能吸收60-700倍其干重的水分[5];BC具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性[6];最后,由于对微生物代谢的控制较为容易,因此可对微生物合成BC的过程进行适当的调节,并且可根据不同的要求,对细菌纤维素的合成和性质进行改造[7]。

2. 细菌纤维素的生产方法 BC的发酵方式主要分为两种,即静态发酵和动态发酵。

静态发酵法是指将制备好的种子液接种到发酵培养基中,静置培养一段时间后将收获的纤维素膜取出。

在采用静态发酵法时,多采用接种前制备大量生长良好、活力高的种子,然后进行静置培养的方式,这样可以缩短发酵菌株生长过程的延滞期和对数生长期,使其快速进入稳定期,大量合成纤维素。

作为纤维素膜的传统生产方法,静态发酵法得到的纤维素膜呈现淡黄色或白色、表面积较大,聚合度高等特点。

但是静态发酵也存在一些缺点,首先就是醋酸菌是严格好氧菌,随着培养液表层纤维素膜厚度的增加,培养液中的溶氧量降低,严重抑制醋酸菌的发酵,使得培养液中营养物的利用率较低而残存率较高;其次,静态发酵的周期较长,一般持续时间在10-15天左右[8-11]。

动态发酵也被称为机械搅拌式发酵,是一种在机械搅拌罐或气升式生化反应器中进行通风培养的纤维素发酵生产方式。

在采用动态发酵时,先将制备好的种子液接种到反应容器内,然后利用涡轮或其它搅拌的工具对发酵液进行不同程度的搅拌,使得发酵液的溶氧量始终控制在适合醋酸菌发酵的水平。

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