细菌纤维素耐低温生产菌株的选育及其改性的研究

摘要

以本实验室保存的木醋杆菌M12为出发菌株，采用紫外诱变和氯化锂-紫外复合诱变的方式对原始菌株进行诱变处理，利用CMC固体培养基，对诱变后的菌株进行平板培养，记录菌落数，做出致死曲线，得出最佳诱变剂量。在此诱变剂量下诱变原始菌株，经过初筛和复筛以及连续传代实验得到的一株耐低温、产酸少、细菌纤维素产量高且遗传性状稳定的突变株UV3，细菌纤维素产量比出发菌株提高了27.2％。 首先通过单因素实验，分析培养基的碳源种类和浓度、氮源种类和浓度、有机酸、无机盐等添加物质对产量的影响；确定培养时间、接种量、pH值等发酵条件。通过正交试验确定本实验室保藏的耐低温木醋杆菌的培养基成分以及各因素的最佳组合：葡萄糖25g/L、酵母浸粉5g/L、蛋白胨3g/L、柠檬酸1.2g/L、磷酸氢二钠2.2g/L、磷酸氢二钾1g/L、乙醇6mL/L、pH5.0、接种量8％，发酵周期6d。经验证实验验证，优化后的培养基发酵合成细菌纤维素产量达到7.6g/L，与基本培养基相比，提高了35.7％。 在培养基中添加海藻酸钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚谷氨酸等水溶性高分子物质来研究其对细菌纤维素的影响，用扫描电镜和红外光谱对其进行表征，同时测定细菌纤维素产量、含水量、复水率等指标和厚度、硬度、剪切力等物理性质，从实验结果得出，添加水溶性物质的改性细菌纤维素在产量、复水率、厚度等方面都远胜于原液发酵产物，而且在电镜观察时发现其结构改变很明显，纤维束变粗，红外光谱测试的结果显示所加物质的特征峰都有明显的加强，其中聚谷氨酸改性的细菌纤维素在理化性质方面变化最大，说明聚谷氨酸可以较大程度的融入纤维结构中。进而可以得出结论添加水溶性物质可以明显地提高细菌纤维素的产量，改善细菌纤维素的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2细菌纤维素的特性及结构特点

1.2.1细菌纤维素的特性

1.2.2细菌纤维素的结构特点

1.3细菌纤维素生产菌株的筛选和选育

1.3.1细菌纤维素菌株的分离和改良

1.3.2传统的选育方法

1.3.3基因工程法改良

1.3.4耐低温菌种的选育进展

1.4细菌纤维素的生物合成

1.4.1细菌纤维素的生物合成途径

1.4.2微纤维装配机制

1.4.3细菌纤维素的合成酶系统

1.4.4细菌纤维素合成调节系统

1.5细菌纤维素合成的影响因素

1.5.1培养基成分

1.5.3 pH对细菌纤维素合成的影响

1.5.4培养温度的影响

1.5.5培养方法

1.6改性细菌纤维素的研究进展

1.6.1发酵培养基中添加水溶性聚合物制备改性细菌纤维素

1.6.2细菌纤维素合成后的改性

1.7细菌纤维素的应用

1.7.1在食品工业的应用

1.7.2在造纸和无纺织物中的应用

1.7.3在高级音响设备振动膜上的应用

1.7.4在生物医学材料中的应用

1.7.5在燃料电池中的应用

1.7.6在渗透汽化中的应用

1.7.7在固定化酶方面

1.8本论文的立题背景和主要研究内容

第2章 细菌纤维素耐低温生产菌株的诱变选育

2.1引言

2.2实验材料

2.2.1菌种

2.2.2实验试剂

2.2.3实验仪器

2.2.4 培养基配制

2.2.5试剂的配制

2.3实验方法

2.3.1菌种活化

2.3.2紫外线诱变

2.3.3氯化锂-紫外复合诱变

2.3.4连续传代实验

2.4结果与讨论

2.4.1紫外诱变处理

2.4.2氯化锂-紫外线复合诱变处理

2.4.3连续传代实验

2.4.4目的菌株的显微及电镜照片

2.5本章小结

第3章 耐低温木醋杆菌发酵合成细菌纤维素培养条件优化

3.1引言

3.2实验材料

3.2.1菌种

3.2.2实验试剂

3.2.3实验仪器

3.2.4培养基

3.3实验方法

3.3.1培养方法

3.3.2细菌纤维素提取和处理方法

3.3.3培养基成分对细菌纤维素产量的影响

3.3.4发酵条件对细菌纤维素产量的影响

3.3.5正交试验

3.3.6验证实验

3.4结果与讨论

3.4.1发酵培养基组成的确定

3.4.2发酵参数的确定

3.4.3正交试验结果

3.4.4验证实验

3.5本章小结

第4章 改性细菌纤维素的发酵生产及性能测定

4.1前言

4.2实验材料

4.2.1菌种

4.2.2实验试剂

4.2.3实验仪器

4.2.4培养基

4.3改性细菌纤维素的发酵生产

4.3.1改性培养基的配制

4.3.2细菌纤维素的发酵生产

4.3.3纤维素膜的提取处理

4.4改性细菌纤维素的性能测定

4.4.1产量测定

4.4.2含水量的测定

4.4.3扫描电镜观察

4.4.4红外光谱测试

4.4.5物理性质的测定

4.4.6冷冻干燥样品的复水率

4.5结果与讨论

4.5.1改性细菌纤维素的产量

4.5.2改性细菌纤维素的含水量

4.5.3改性细菌纤维素的扫描电镜观察

4.5.4改性细菌纤维素的红外光谱测试

4.5.5改性细菌纤维素的物理性质测定

4.5.6冷冻干燥样品复水率的测定

4.6本章小结

第5章 总结与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

致 谢

在学期间主要科研成果