细菌纤维素混菌发酵体系的研究文献综述
2020-04-13 17:12:43
文 献 综 述
1 课题研究背景
全球化石能源日益紧缺,随时面临着枯竭危机,可再生能源的开发利用得到越来越高的关注。作为地球上最丰富且具备生物可降解性的高聚合物一纤维素的开发应用已经成为当今可再生能源的研究热点。全力发掘取之不尽、用之不竭的纤维素资源福于人类,对有效缓解当今世界所面对的人口、资源、环境和粮食四大问题,具有重要战略意义。到现在为止,主要有四种途径获取纤维素,即绿色植物的光合作用合成途径和微生物合成途径构成了两类天然途径,而在生物体外由纤维二糖的氟化物经过酶催化合成途径或者由新戊酰衍生物开环聚合生成葡萄糖后再化学合成纤维素则构成了两类人工途径[1]。
2 细菌纤维素简介
细菌纤维素(Bacterial Cellulose,简称BC)是由以木醋杆菌为代表的少数微生物发酵而成的具有广阔开发前景的生物材料,自1886年被发现以来,学者对其的研究从未间断[2]。
2.1细菌纤维素的性质
(l)化学纯度高,结晶度高,分子取向好,以单一纤维存在,对于制备一些微小纤维产品时非常有利,因传统微小纤维产品从天然纤维出发制备,需要一系列特殊的加工过程;
(2)超细,其纤维直径在10nnl~100nm之间,远小于其它天然或人工合成纤维素的宽度;
(3)与水结合能力强,由于细菌纤维素独特的网状结构以及超细特征,其表面积是植物纤维的300倍,故BC具有比植物纤维更强的亲水性、粘稠性和稳定性;
(4)高杨氏模量、高抗张强度,细菌纤维素的杨氏模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上,抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯要强5倍,经热压处理后,BC膜杨氏模量可与金属铝相当,远大于目前已知的有机聚合物,这可能与细菌纳米级超细纤维丝的高结晶度、单一纤维的分子取向及纤维之间的强拉力有关;