红茶菌制备细菌纤维素的研究

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材料 l J I 。为 了推广 该 纤维 素 的应用 ,人 们做 了许 多努 力 以提 高其产 量和 降低 生产 成 本 ,包 也
括菌种诱变 、 引 优化培养基组成和发酵条件[ 开发廉价培养基[ ]以及研发高附加值产品 】 4 】 、 , 培
等 。这 些努 力获 得 了一些进 步 ,但 是相对 于大 规模 工业 生产 ,仍需进 一 步研 究 新 的发酵 途径
第2 0卷 第 2期 21 0 2年 6月
纤 维 素 科 学 与 技 术
J u a l o e Sce e a d Te h olgy o m lofCel s inc n c n o ul
、0 l 0 No. ,l 2 2 J n 20l u 2
文章编号 :10 —4 52 )204 6 48 0 (0 0 —0 00 0 1 2
素产业化面临 的高生产成本和低产率等瓶颈 问题 的重要手段 。以红茶 菌和木葡糖酸 醋杆菌作为生产菌株 ,比较研究 了不 同碳源 、氮源 以及茶 叶浓度对两种 菌合成 细菌
纤维素的影响 。结果表 明,以红茶菌制备 的细菌纤维素与木葡糖酸醋杆菌无本 质区
别 ;红茶菌生产 细菌 纤维素 的效率显著高于木葡糖酸醋杆 菌,产量可提高 3倍 以上。 关键词 :细菌 纤维 素;红茶菌;木葡糖酸醋杆 菌;木醋杆菌 ;碳氮源 :茶水
和方 式 。
红茶 菌用 于 民间传 统酸性饮 料 的发酵 生产 有着 悠久 的历 史 , 是将 红茶菌 用于 细菌 纤维 但
素 的生产 并未 引起业 界 的广泛关 注 【 J l 。红茶 菌是一种 共 生 的混合 菌群 ,主要 包括木 醋 杆菌
( 为木 葡糖 酸醋 杆 菌 )等醋 酸菌 、酵 母菌 和乳 酸菌 等 【 现 】 。有 资
红茶菌制备细菌纤维素的研究
唐 水佳 , 杨 雪 霞 , 洪 枫 , 水
( .东华大学 化 学化 工与生物工程学院 微 生物工程与工业生物技术研 究组; 1
2 .东华 大 学 生 态 纺 织 教 育 部 重 点 实 验 室 ,上 海 2 12 )艺 以及廉价高效 的培养基是解决 当前细菌 纤维
1 培养基 . 2
木 葡糖酸 醋杆 菌斜 面培养 基和 液体 种子 培养基 均 为甘露 醇培 养基 ,包含 2 m 甘 露 5g 醇 ,3g 胰 蛋 白胨 ,5g 酵 母粉 ,p .。1 1 m m H 50 2 ℃灭菌 2 n 0 。 mi 木 葡糖酸 醋杆 菌液 体发酵 培养 基 :碳 源 2 L 5 ,氮 源 8eL, r .,1 1 e pt 0 2 ℃灭菌 2 n 5 0mi。 碳源 为 葡萄糖 与 甘露 醇 以不 同配 比组成 ;氮 源 为酵母 粉与 胰蛋 白胨 以不 同配 比组 成 。 红 茶菌 液体 种子培 养基 :将 水煮 沸 ,加 入 05 ( 的绿 茶 ,浸泡 2 m . % m/ 0rn后滤 去 茶 叶渣 的绿茶 汁 ,然后 加入 10 门 蔗 糖 ,3g 胰 蛋 A胨 ,5gL 母粉 , H 自然 ,巴 氏灭菌 。 0 L g m 门 酵 p 红 茶菌 液体 发酵培 养基 : 碳源 为葡 萄糖 与甘 露醇 以不 同配 比组 成 ; 氮源 为酵 母粉 与胰 蛋 白胨 以不 同配 比组成 ;绿 茶浓 度分 别 为 0 . ,O5 %, l ( V 。其它 同液 体种 子培养 基 。 % m/)
1 材料与方 法
11 菌种 . 木 葡糖 酸醋 杆菌 ( lc n c tb ce yiu )和 红茶 菌 ( o b c a G u o a eo a trx l s n K m u h )均 为 实验室 自备
菌种 ,木 葡糖酸 醋杆 菌是 购 自美 国模 式培 养物 集存 库 ( Amei ntp ut ’clco )的 r a ecln oet n c y te l i A C 27 0并经 亚硝 酸诱 变处 理获 得 。 T C 37
】 明 ,在 红茶 菌 中 , 表
酵母 菌和 醋酸 菌是 互惠 互利 的共 生 关系 。酵母菌 产 生的 乙醇 能刺激醋 酸菌 的生 长 ,产生 更多
的纤 维素 膜和 乙酸 ,而醋 酸菌产 生 的乙酸 又会刺 激酵 母菌 产生 乙醇 ,同时 乙酸 和 乙醇 的存在 可保 护醋 酸菌 和酵 母菌 免受其 它微 生物 的侵染 【,J传统 的纤 维素工 业 生产菌 仅采用 木 葡糖 l"。
中图分类号 :Q8 5 Q 2 ;T 5 1 ;T 9 9 Q3 2
文献标识码 :A
细菌 纤维 素 ( at il euoe B ce aC lls,简 称 BC)是 一种主 要 由细菌 发酵 产生 的天然 纤 维素 。 r l 它 具有 与植物 纤维 素相 同 的化 学组 成 , 其形态 结 构和超 分子 结构 却与植 物 纤维素 不 同 , 但 属 于 典型 的生物 纳米 纤维材 料 。B 具有 独特 的性 质 ,包括 高结 晶度 、高持 水性 、超 细纳 米纤 C 维 网络 、高抗 张 强度和 弹性模 量 等 ,在 食 品 、纺织 、造 纸 、医药材 料 、超滤 膜 、燃 料 电池质 子交 换膜 、高级 音 响振动膜 等 多个领 域具 有广 阔 的应用 前 景 ,是 国内外备 受关 注 的一种 新型
收稿 日期 :2 1.20 0 20 .4 基金项 目:上海市科学技术委 员会资助项 目 ( 3 7 0 0 ) 12 0 0 60 ;中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目; 1 生态纺织 教育 部重点实验室开放课题 ( c .D2 0 —9 。 E oo一0 90 ) 作者简介 :唐水佳 ( 9 6 ) 1 8~ ,男 ,湖南湘潭人,生物 化工专业硕 士研 究生;主要 从事 细菌 纤维素的制 备及 应用研究 。 通讯 作者:洪 枫 ,教授 ,博士生导师 。fo g h . uc l n @d ue . a d n
第 2期
唐水佳 等 :红茶菌 制备细 菌纤维 素 的研 究
4l
酸醋 杆 菌 ,相 对 于单菌 ,使用 红茶 菌来 生产 细菌 纤维 素 的效率 将有 显著 提 高 。 本 文分 别 以红 茶菌 和木 葡糖 酸醋杆 菌 为生产 菌株 ,考察 不 同碳 、 源种 类和 组成 以及茶 氮 叶浓 度对 两种 生产 菌合 成细菌 纤维 素 的影 响 , 比较 了两种 生产 菌在 相 同发酵 条件 下细菌 纤维 素 的产 量 以及纤 维素 的红 外谱 图 ,为今 后 的工作 奠 定基础 。