木醋杆菌制备细菌纤维素发酵优化研究开题报告

全文总字数：1632字

1. 研究目的与意义

细菌纤维素（Bacterial Cellulose，BC），是一类由微生物分泌的胞外多糖。因其具有高持水性、高结晶度、超细纳米纤维网络、高弹性模量和高抗张强度、良好的生物相容性和生物可降解性等独特的性质，被认为是目前世界上性能最好的纤维素，在食品、生物医药、造纸、化工、精纺、石油开采以及环保等各领域都有广泛的用途。木醋杆菌是一种具有很强合成细菌纤维素能力的好氧型革兰氏阴性细菌，在研究细菌纤维素的生产中常被用作模型菌株。细菌纤维素的生物合成是一个复杂的过程，为了提高其产量可以从多方面入手，优化发酵培养基组分是一条可行的途径。目前除醋酸菌属外，根瘤菌属、八叠球菌属，假单细胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属、固氮菌属等的某些种也能生成细菌纤维素。但研究比较全面的是木醋杆菌。研究和优化木醋杆菌制备细菌纤维素的发酵培养基对于提高细菌纤维素的发酵水平具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

细菌纤维素从其发现至今已有一百多年的历史，但由于产量低和对其物理特性了解不够充分，以致其应用受到阻碍，最近十几年随着对细菌纤维素生物合成机制的深入了解，以及发酵条件的改善，加速了细菌纤维素的工业应用，所以国内外主要开展以下三方面的工作：1、产纤维素的优良菌株的选育；2、发酵工艺和设备的改善；3、优化发酵培养条件以降低生产成本同时又能提高纤维素产量。第三点同时也是本课题所要研究的重点。具体研究成果如下：国内外研究者们对细菌纤维素产生菌发酵培养基进行研究，通过筛选最佳碳源和氮源，或向培养基中添加少量纤维素酶、咖啡因或黄嘌呤来提高细菌纤维素的产量；也有研究者对细菌纤维素高产菌进行选育，通过选育磺胺胍(对氨基苯甲酸结构类似物)突变株或利用硝基胍筛选抑制纤维素副产品产生的菌株，或通过选育非产葡萄糖酸的突变株来提高细菌纤维素产量。还有研究者们对发酵工艺与设备进行研究来提高细菌纤维素产量，如利用带有斜面挡板的摇瓶并结合玉米酒精液和果糖培养基筛选出一株高产纤维素菌株，或在摇瓶中放入不溶于水的微粒，或设计转鼓发酵罐，甚至还有人设计出一种带有分离器的连续培养装置或在静置培养容器底部加入具有渗透氧能力的硅胶层，这些研究表明，细菌纤维素的产量都较普通发酵方式所产细菌纤维素的产量有很大程度的提高。

3. 研究的基本内容与计划

本课题的研究内容为：优化木醋杆菌atcc53582发酵培养条件以提高细菌纤维素产量。

1.具体研究计划

1. 不同碳源及碳源浓度对细菌纤维素的影响(10-11月）

2. 不同氮源及氮源浓度对细菌纤维素的影响（11-12月）

4. 研究创新点

本课题属于利用微生物合成细菌纤维素探索研究性课题，为今后进一步扩大化工业生产奠定理论基础，经研究可以确定醋酸纤维素纤维素的发酵工艺参数、纯化产物、分析测定和结构测定等方面的内容，并探索如何提高产量从而为醋菌纤维素的实际生产提供一定的指导作用。