文 献 综 述

纤维素是地球上最丰富且具有生物可降解性的天然高分子材料，广泛分布于高等植物中，少量在藻类、真菌、细菌、单细胞生物(原生动物，如阿米巴虫)、无脊椎动物、哺乳动物(被囊动物)中。纤维素是吡喃型葡萄糖基于β-1，4-糖苷键连接形成的高分子聚合物，其化学式为(C6H10O5)n，是自然界合成量最多的生物大分子^［1］，是高分子化学诞生和发展阶段的主要研究对象之一。但由于植物中的纤维素与木质素、半纤维素紧密结合，形成一种复杂的高分子聚合物，很难用生物和机械的方法分离^［2］，，某些真菌、藻类的细胞壁虽也含有大量纤维素，但是其中也包含很多杂质^［3］。因此在目前获得纤维素的途径中，利用微生物代谢过程生物合成纤维素以其合成原料来源广阔，发酵制备过程温和无污染，最终产物纯度高、环境友好可降解等优势脱颖而出。通过微生物代谢糖源得到的高纯度纤维素因此也被称为细菌纤维素（BacterialCellulose，BC），其结构、理化特性和生化特性等皆与植物纤维素有较大的差异。BC具有高纯度(99%)、高聚合度(2000～8000)、高结晶度(60%～90%)的特点;持水性好，可保持重于自身几百倍的水;具有高弹性模量和拉伸强度，很适于作为纸张和特殊产品的强度增强剂;还有较高的生物适应性和良好的生物可降解性，可用作伤口敷料和组织工程支架等^［4］，。但由于细菌纤维素产率低，从而造成生产成本较高，主要应用在高附加值产品上。因此基于细菌纤维素产量低的问题，且等离子注入好的诱变效果，其独特的特殊光、热、声、电灯物理性质和化学性质备受关注，与传统方法相比，其正突变率高，产物合成高，遗传稳定性好；诱变周期短、诱变效率高；可诱变物种丰富；操作简单、安全、无污染，设备和实验成本低采用等，因此为了选育高产细菌纤维素的木葡糖酸醋杆菌突变株采用等离子体注入诱变的方法对菌体进行诱变，筛选高产细菌纤维素的突变株。

1.1 细菌纤维素（BC）的用途

微生物来源的纤维素（BC）具有许多优越的性能,如纯度高、结晶度高、强度高,又有很好的亲水性，微生物纤维素在声音振动膜、食品、医药中人造皮肤、纸品添加剂等产品的制造中，已进人实用阶段,并在其它领域具有广泛的潜在用途。在日本,仅微生物纤维素的原料产值已超过26以)万美元^［5］。

1.1.1 BC在食品中的应用

因为BC具有优良的持水性、乳化性和凝胶特性，在食品的增稠剂、分散剂和结合剂等领域有广泛应用^［6］。可作为一种膳食纤维对人体也具有许多独特的功能，如促进消化，预防便秘，清除食物中有毒物质的作用等，所以目前对其在食品中的应用性研究也越来越多。在传统发酵工艺中，富含BC的发酵食品深受消费者欢迎，广泛应用于果冻、饮料、糖果、罐头等。这些产品富含纤维素，具有减肥、防止便秘的作用。作为一种食品基料，BC可以作为增稠剂，固体食品的成型剂、分散剂和结合剂等。将其添加至酸奶或者冰淇淋中能够改善口感，增加食品的保健作用。

1.1.2 造纸工业中的应用^［7］

在造纸工业中,把微生物纤维素添加到纸浆中,可提高强度和耐用性，制造出高质量纸品和特殊纸品。可用于流通货币的制造,美元纸币质量较好,具有很好的强度、耐用性和抗水性等,其原因就是其中添加了微生物纤维素。此外在制造吸收有毒气体的碳纤维纸板时,加入微生物纤维素可提高碳纤维板的吸附容量,减少纸中填料的泄漏。研究发现，当BC的用量为3%时，与植物纤维混合抄纸的耐折度提高了44．7%，耐破指数提高17．9%，抗张指数提高22．4%，撕裂指数提高16．1%。^［8］

1.1.3 医药工业 ^[9]

BC具有一些独特的性质,如生物活性、生物可降解性、生物适应性和无过敏反应，尤其是良好的机械韧性，相容性好、强度高,又有良好的亲水性和透气透水性，有可能作为新型的生物医学材料。有大量的研究致力于将BC加工为理想的生物医疗器械和材料，如人工皮肤，人工血管，人工角膜，心脏瓣膜，人工尿道，人工骨，人工软骨，人工膝关节半月板以及药物载体、激素载体和蛋白质载体等。在烧伤和溃疡以及皮肤移植手术中,可作为人造皮肤代用品，用细菌纤维素还可制作纱布、绷带和创可贴,用其包扎伤口,能吸收伤口渗出的液体,并有较好的透气性,缩短了伤口愈合时间。还可作为湿药物的载体,敷裹伤口,缓释药物。