纤维素的降解反应ppt课件
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实验一纤维素的微生物降解一、实验目的1、掌握倒平板的方法和几种常用的分离纯化微生物的基本操作技术;了解不同的微生物菌落在斜面上、半固体培养基和液体培养基中的生长特征;进一步熟练和掌握微生物无菌操作技术;掌握微生物培养方法。
2、了解纤维素分解的基本理论,并掌握有关纤维素好氧和厌氧分解的一些基本实验技术。
二、实验原理1、从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化2、常用的分离纯化方法:单细胞挑取法,稀释涂布平板法,稀释混合平板法,平板划线法等。
稀释涂布平板法的步骤:倒平板-制备土壤污水稀释液-涂布-培养-挑菌落;平板划线法的步骤:倒平板-标记培养基名称-划线。
3、测定纤维素分解酶,可观察其对提供的唯一碳源滤纸纤维的分解情况确定。
如果滤纸溃烂,说明有纤维素分解菌的作用。
4、纤维素分解微生物可根据需氧的与否分为两大类:好氧分解微生物和厌氧分解微生物。
三、实验材料1. 培养基A. 赫奇逊液固体培养基(好氧):KH2PO4 1.0g,MgSO4٠7H2O 0.3g,FeCl3 0.01g,CaCl2 0.1g,NaNO3 2.5g,蒸馏水1000ml,pH值为7.2~7.3,0.1MPa灭菌20min。
B. 厌氧液体培养基:牛肉膏1.5g,蛋白胨2.5g,水1000ml,CaCO3 2.0g;0.1MPa 灭菌20min。
2. 器材A.近3mm粒度菜园土。
B.镊子,无淀粉滤纸,1ml和10ml无菌吸管,无菌水,天平。
3、土样:格物楼西,小树根部约10cm,地表覆盖较多枯叶、枯草,取土深度约15cm。
四、方法步骤1. 土粒法分离纤维素的好氧分解微生物⏹采土方式:在选好适当地点后,用小铲子除去表土,取离地面5~15cm处的土约10g,盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中,扎好、标记,记录采样时间、地点、环境条件等,以备查考。
⏹将赫奇逊培养基趁热倒入培养皿,冷却后加直径近于培养皿的滤纸一张,用少量培养液润湿。
纤维素基材料的降解性与性能研究在当今材料科学领域,纤维素基材料因其独特的性能和可持续性而备受关注。
纤维素作为地球上最丰富的天然高分子之一,具有来源广泛、可再生、可生物降解等诸多优点。
对纤维素基材料的降解性和性能进行深入研究,不仅有助于推动材料科学的发展,还对环境保护和资源可持续利用具有重要意义。
纤维素是由葡萄糖单元通过β-1,4 糖苷键连接而成的线性大分子。
其在植物细胞壁中大量存在,赋予植物强度和韧性。
将纤维素提取并加工成各种材料,如纤维素纤维、薄膜、水凝胶等,可以广泛应用于纺织、包装、生物医药等领域。
纤维素基材料的降解性是其重要特性之一。
降解过程主要受多种因素影响,包括材料的化学结构、结晶度、分子量、环境条件等。
化学结构方面,纤维素分子中的官能团以及与其他物质的结合方式会影响其降解速率。
例如,经过化学改性引入亲水性基团,可能会加速材料在水中的降解。
结晶度对降解性也起着关键作用。
高结晶度的纤维素通常具有更紧密的分子排列,使得酶或化学试剂难以渗透和攻击,从而降低降解速度。
相反,低结晶度的纤维素更容易被分解。
分子量同样会影响降解。
一般来说,分子量较小的纤维素片段更容易被微生物或酶分解,因为它们更容易被吸收和处理。
环境条件对纤维素基材料的降解至关重要。
在不同的温度、湿度、pH 值和微生物存在的情况下,降解速率会有显著差异。
适宜的温度和湿度可以促进微生物的生长和活性,加速降解过程。
而极端的 pH 值条件可能会影响酶的活性和稳定性,进而影响降解效果。
除了降解性,纤维素基材料还具有一系列优异的性能。
在力学性能方面,纤维素纤维具有较高的强度和模量,可与一些合成纤维相媲美。
通过合理的加工和改性,可以制备出具有良好柔韧性和拉伸性能的材料。
热性能也是纤维素基材料的一个重要特点。
由于纤维素分子内和分子间存在氢键作用,使其具有较高的热稳定性。
然而,在高温和有氧条件下,纤维素也容易发生热分解和氧化反应。
在阻隔性能方面,纤维素基薄膜对气体和水分具有一定的阻隔作用,可以用于食品包装等领域。
结晶纤维素是一种可以用来制造各种塑料制品的天然高分子物质,它具有优异的力学性能、耐化学性能和耐气候性能。
但是,它也有一个问题:在自然界中很难降解。
因此,人们正
在寻找可以帮助我们将这些物质降解的方法。
目前已有几个方法可以帮助我们将这些物质降解。
其中一个方法是使用微生物来进行生物
降解。
诸如大肠杆菌、平衡球形真菌、厚壁多酚氧化酶枯藻和米氏芽孢杆菝等
微生物都可以帮助我们将这些天然多元化合物分裂成更小的单体(例如乳酸、乳糖和
三代酰胺)。
在处理期间,多酚氧原酶枯藻会通过氢-气体作用将多酚
气体形式的有机废弃物分裂成无害的尿素和CO2.此外,光/光子效应也可由采用UV/Vis光源来促使天然抗原断裂并水溶性单体释放出来.。
纤维素的降解(退化)反应能使纤维素分子发生降解的反应是比较多的,从染整角度来说,这类反应是有害的,将使纤维受到损伤,应力求避免。
(1)酸对纤维素的作用:染整工艺过程中常常会用酸来处理纱线,例如漂白后的酸洗等。
用酸时,必须对浓度、温度和时间等条件严格控制,此后还必须将酸从织物上彻底洗净,否则便会引起纤维损伤,导致强度降低。
酸主要是对纤维素分子中苷键的水解起催化作用,使纤维素聚合度降低。
所以纤维素纤维对酸比较敏感,但是这种敏感性是相对的,在适当条件下,还是有一定稳定性的。
实践证明,在其他条件相同时(例如酸的浓度、处理的时间和温度),强的无机酸如硫酸、盐酸等作用最为剧烈,磷酸较弱,硼酸更弱;有机酸如蚁酸、醋酸等的作用比较缓和。
在使用强无机酸时,若能适当控制条件,不致立即引起纤维的严重损伤,现将有关的影响因素说明如下:a、温度:在20-100摄氏度的范围内,酸的浓度恒定,温度每升高10摄氏度纤维素水解速度可增加2-3倍。
b、浓度:当酸的浓度在3mol/L以下时,纤维素水解速率与酸的浓度几乎成正比。
当酸浓度大于3mol/L时,纤维素水解速度比酸浓度增大的速率快。
c、时间:在其他条件相同的情况下,纤维素水解程度与时间成正比。
适当掌握各种影响因素,便可控制反应发生的程度。
例如棉纤维在浓度为2g/L硫酸溶液中,于80摄氏度处理60min,纤维强度降低25%,若处理温度比较低,时间比较短,则纤维的损伤就要轻得多。
用0.1-1g/L硫酸在缓和条件下处理棉纤维,就不致使纤维强度发生明显下降。
总之,在染整加工中使用强无机酸时,应给以足够重视,特别要避免在带酸的情况下进行干燥,否则将会产生十分严重的后果请拨打1810412996!!。