细菌纤维素研究新进展

复合纤维素原位合成技术的研究摘要：细菌纤维素是一种新型的生物材料,具有很多优良的性能,在伤口敷料、人造血管、人工皮肤及组织工程领域有着广阔的应用前景。

近年来,国外研究者采用纳米复合技术对细菌纤维素进行了修饰,以赋予细菌纤维素新的性能。

综合介绍了目前国外关于细菌纤维素纳米复合物的研究进展及其应用情况。

关键词：原位复合、硒纳米、细菌纤维素0 引言1886年,Brown等首次发现在细菌培养过程中可以形成一层白色凝胶状物体,经物理化学分析其分子结构与天然纤维素相同,被称为细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC)。

可以合成细菌纤维素的细菌主要有9类:醋酸杆菌属、根瘤菌属、八叠球菌属﹑假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属、固氮菌属和土壤杆菌属。

这些细菌在一定条件下均可以生物合成纤维素,但其产率各有不同。

其中最有代表性的细菌是木醋杆菌,它是--种棒状的革兰氏阴性菌株,非常适宜用来发酵生产细菌纤维素,且产率较大。

1 原位复合方式原位复合的原理是:根据材料设计的要求,选择适当的反应剂(气相、液相或固相),在适当的温度下,借助于基体和它们之间的物理化学反应,原位生成分布均匀的第二相或称增强相。

因此,原位复合技术具有以下优点:(1)增强相在基体中通过形核长大生成,具有热力学稳定性;(2)工艺上可以利用传统大规模铸造和加工技术的优势,实现连续生产和近净成形工艺;(3)由于增强相原位生成,污染小,界面结合状况好。

1.1. 细菌纤维素复合物形成细菌纤维素纳米复合物的方式有多种:(1)溶液浸渍,即将BC浸渍在含有纳米粒子的溶液中,利用BC优良的吸液特性,使纳米粒子进入到BEC内部形成纳米复合物;(2)原位复合,即将BC浸渍在含有离子的水溶液中,利用BC优良的吸液特性,使离子进入到BC内部并吸附在纤维表面,再经过原位还原形成纳米复合物;(3)生物复合,即在BC发酵培养过程中,在培养液里加入纳米粒子或其它材料,在BC生物合成过程中形成复合物。

细菌纤维素的研究及其应用贾士儒;刘淼;薄涛【摘要】As a novel nanomaterial ,bacterial cellulose ( BC ) has attracted more attention due to its high quality in mechanicalstrength ,biocompatibility and biodegradability .This paper introduces the domestic and international researches on the metabolism and biosynthesis mechanism of bacterial cellulose . Meanwhile ,the applications of bacterial cellulose in food ,paper making and biomedical materials etc .were presented.Finally, the furture research trends and application prospects of bacterial cellulose were discussed .%细菌纤维素作为新型纳米材料，具有极好的物理特性、生物相容性和生物可降解性等。

本文介绍了国内外目前对细菌纤维素代谢及生物合成机制的研究现状，及细菌纤维素在食品、造纸和医学等领域的应用。

并展望了细菌纤维素未来的研究趋势与应用前景。

【期刊名称】《山东轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】6页(P9-14)【关键词】细菌纤维素;纳米材料;生物合成;应用【作者】贾士儒;刘淼;薄涛【作者单位】天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室，天津300457;天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室，天津300457;天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室，天津300457【正文语种】中文【中图分类】Q8190 引言纤维素是吡喃型葡萄糖基于β-1,4-糖苷键连接形成的高分子聚合物,其化学式为(C6H10O5)n,是自然界合成量最多的生物大分子.纤维素广泛分布于高等植物中,少量在藻类、真菌、细菌、单细胞生物(原生动物,如阿米巴虫)、无脊椎动物、哺乳动物(被囊动物)中[1].目前人类使用的纤维素主要来源于植物,但植物纤维素与木质素、半纤维素紧密结合,形成一种复杂的高分子聚合物,很难用生物和机械的方法分离[2].因此,要获得高纯度纤维素需要经过复杂的化学处理,不但大量消耗能量、污染环境,也会导致纤维素在结构上发生不可逆的变化,丧失了纤维素某些优良的特性[3].某些真菌、藻类的细胞壁也含有大量纤维素,但是其中也包含很多杂质,如木聚糖、甘露聚糖和半纤维素[4]等.细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC),即由细菌产生的纤维素,又称微生物纤维素(Microbial Cellulose).很多细菌如醋酸杆菌、农杆菌、无色杆菌、产气杆菌、固氮菌、假单胞菌、沙门氏菌、大肠杆菌和根瘤菌都能产生纯度很高的胞外纤维素[5].其中木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)是发现最早、研究最为透彻的纤维素产生菌株,也是研究纤维素生物合成过程和机制的模式菌株[6].BC具有高纯度(99%)、高聚合度(2000~8000)、高结晶度(60%~90%)的特点;持水性好,可保持重于自身几百倍的水;具有高弹性模量和拉伸强度,很适于作为纸张和特殊产品的强度增强剂;还有较高的生物适应性和良好的生物可降解性,可用作伤口敷料和组织工程支架;BC生物合成时,性能具有可调控性[7].1 BC的研究现状随着对BC物理特性认识的深入,人们不仅可以通过培养条件的改善,提高BC的生产效率,还可以通过改变其形态、聚合程度、分子量等,满足对BC应用的需求.此外,人们还对BC的合成机制等方面开展了大量的工作.1.1 BC的界面培养BC可采用静置培养和摇床培养两种方式进行培养.马霞等人[7,8]确定了一株BC高产量菌株M12的最适静态培养(图1)条件.当接种量为6%,种龄36 h,发酵周期6 d,温度30℃,初始pH 4.0~6.0,通气量为0.11 m3/(m2.h),BC产量达到3.11 g/L.通过分批补料发酵和分批发酵实验证明,分批补料发酵的BC产量是分批发酵的3~4倍.图1 BC流加发酵培养实验装置Ruka等人[9]优化了木葡糖酸醋杆菌生产BC的静置培养条件,表明在选择的多种培养基中,当分别以葡萄糖,甘露醇和蔗糖为唯一碳源时,纤维素产量相对其它碳源都高.另外,随着静置培养表面积和培养基体积的增加,BC产量也可以提高.由于BC的生物合成需要氧的有效供给,当氧分压为大气压的10%~15%时,BC的产量达到最大值,但随着氧分压的进一步提高,细胞呼吸作用增强,加速TCA循环,使得产生的BC相对减少[10].1.2 BC的深层振荡培养振荡培养时液体培养基在瓶中振荡形成湍流和涡流,随转速增加,气液接触界面积增加,剪切力也随之增加[11].在湍流、涡流和剪切力的作用下,细胞分泌的微纤维不再沿细胞的长轴方向延伸,而是随培养基的流动而摆动.因此,产生的BC形态会随转速的改变而各异:絮状、雪花状、球形、块状等[12].随着转速的提高,BC的产量会随之有所下降,BC的结晶度和Iα结构比例也会随之有所下降[13,14].马霞等人[7]采用气升式发酵罐培养BC.低通气量时,BC的产量随通气量的加大而提高,当通气量为2 vvm时,BC的产量最高为2.40 g/L,随着通气量的进一步提高,BC的产量反而下降.培养得到的BC,与界面培养形成BC膜不同,是完全分散在发酵液中,呈不规则的丝状、星状或微团状,表面光滑,用刀将其剖开后,可以发现内部有许多小颗粒状的BC.而将此培养方式与静置界面培养相比,BC产量明显较后者低.1.3 电场下木葡糖酸醋杆菌合成BCYAN Lin等人[15]将木葡糖酸醋杆菌置于电场中合成BC,在平行电场方向的纤维束较静置培养的更加粗,且呈现了一定的方向性.木葡糖酸醋杆菌本身带负电荷,在电场作用下,发生定向运动,当外加电场作用使菌体运动的速度大于BC束合成速率时,纤维束拖曳在菌体之后,形成了一定的方向性,相互平行的纤维束互相凝结,即得到了更加粗的纤维束.这为BC在纺织方面的应用展现了新的视角.1.4 木葡糖酸醋杆菌的趋化性微生物的趋向性包括趋化性、趋氧性、趋光性、趋磁性、趋电性、趋温性等,表现为微生物的一种定向移动,是一种微生物适应外界环境变化而生存的基本属性,使其具有寻找食源和逃避毒性环境的能力,因而在生存上具有竞争优势[16].李晶等人[17]利用游动平板法测定不同碳源对木葡糖酸醋杆菌趋化性的影响为葡萄糖>甘油>蔗糖>麦芽糖,又利用毛细管法研究菌体对不同氨基酸和重金属离子等的趋化性.实验确定了最佳的实验条件为:初始菌浓3X107cfu/mL,温度25~30℃,pH 5,最佳趋化时间为60 min.1.5 BC复合材料的制备BC的三维网状结构,使得材料形成了一定的孔隙率,在培养过程中加入特定材料,使其填充于空隙中,形成的复合纳米材料,赋予了BC新的性能.朱会霞等利用氧渗透性的硅胶管为载体,利用木葡糖酸醋杆菌直接生物合成出不同直径的BC管[18].将BC管和ε-聚赖氨酸复合制得的BC管具有抑菌性能、良好的拉伸性能、良好的氧气阻隔性、高透明度和高温耐受性,作为抗菌活性肠衣,抑菌效果极好[19].利用不同形状的模具、以微生物直接发酵合成了拉伸性能、形状和厚度等产品性能指标可控的BC异型产品[20].ZHU Hui-xia等人[21]将Fe3O4加入到木醋杆菌的培养基中,摇床震荡培养,得到一种磁性BC球.对BSA的吸附试验表明,在BSA小于1.50 mg/mL的浓度范围内,磁性球对其吸附率在91.72%以上,经三次吸附实验证明BC球将BSA洗脱后可重复使用;在Pb2+低于100 mg/L的浓度范围内,吸附率在84.20%以上,但BC球用于大量吸附试验会发生不可逆形变,限制了BC球作为吸附剂的大量应用.1.6 木葡糖酸醋杆菌的代谢流研究木葡糖酸醋杆菌的代谢网络由李飞等人构建[22],木葡糖酸醋杆菌中的磷酸果糖激酶缺失或活力很低,所以在无氧条件下无法代谢葡萄糖.磷酸果糖激酶是糖酵解途径中关键酶之一,因此,木葡糖酸醋杆菌没有从6-磷酸果糖(F6P)到三磷酸甘油醛(GAP)的途径,没有完整的糖酵解途径.本实验室ZHONG Cheng等人[23]利用木葡糖酸醋杆菌代谢网络,研究不同碳源下细胞内的碳代谢流,结果表明葡萄糖、果糖、甘油三种碳源,有利于木葡糖醋醋杆菌培养高产量BC,通过代谢流计算得到以葡萄糖、果糖、甘油为碳源合成细菌纤维素的过程中,分别有19.05%的葡萄糖,24.78%的果糖和47.96%的甘油合成BC,而且在以葡萄糖为碳源时,碳源利用率高,可达97.48%,但其中40.03%的C流向副代谢产物葡萄糖酸.甘油的利用率虽然只有48.89%,但是纤维素产量为6.05 g/L,远大于葡萄糖的5.01 g/L,经计算可得不同碳源下细胞单位碳原子的产量,甘油的生产效率为14.76 g/mol,而葡萄糖仅6.19 g/mol.因而甘油是高效生产BC的极佳原料.2 BC的应用2.1 BC在食品中的应用由于BC具有优良的持水性、乳化性和凝胶特性,在食品的增稠剂、分散剂和结合剂等领域有广泛应用[24].作为一种膳食纤维,BC对人体也具有许多独特的功能,如增强消化功能,预防便秘,还有清除食物中有毒物质的作用,所以目前对其在食品中的应用性研究也越来越多.在传统发酵工艺中,富含BC的发酵食品如纳塔和红茶菌,在中国、日本、菲律宾和和印度尼西亚等地深受消费者欢迎.纳塔持水性好,呈半透明凝胶状,广泛应用于果冻、饮料、糖果、罐头等.这些产品富含纤维素,具有减肥、防止便秘的作用.而红茶菌则能促进肠胃消化,增强吸收能力和降低血脂.作为一种食品基料,BC可以作为增稠剂,固体食品的成型剂、分散剂和结合剂等.将其添加至酸奶或者冰淇淋中能够改善口感,增加食品的保健作用.2.2 BC在造纸工业中的应用造纸原料问题是全世界造纸行业面临的共同难题.通过在纸料中添加功能性材料,克服天然纤维的不足,以生产高质量的纸张或满足特殊领域的需求是造纸专家共同努力的方向之一.BC作为一种新型的生物化学材料具有诱人的商业潜力,早在20世纪80年代,日本味之素和索尼公司联合发表合作研究结果,其研究所得片状的BC成型物可用于扩音器材料,其在极宽的频率范围内传递速度高达5 000 m/s,复制出的音色清晰、洪亮、远强于普通高级铝制或木质震动膜.在造纸工业中,BC已表现出广阔的应用前景,如在涂料、增稠剂、增强剂、胶黏剂、高强度纸张、防伪纸制品、高品质薄层印刷纸、可循环使用的婴儿尿布等方面的商业开发[25].BC纤维的直径在0.01~0.1 μm之间,对纸张结构的影响类似于一种细小纤维组分的作用,它对纸页的结构会产生三种影响:搭桥、阻塞、填充.当存在细小纤维组分时,相邻两根纤维之间通过细小纤维组分形成氢键连接,细小纤维组分起到搭桥的作用.徐千等人[26]研究发现,当BC的用量为3%时,与植物纤维混合抄纸的耐折度提高了44.7%,耐破指数提高17.9%,抗张指数提高22.4%,撕裂指数提高16.1%.2.3 BC作为人工皮肤Williams定义生物材料(Biomaterials)为:采取设定的形式,可以作为一个复杂系统的整体或者部分使用,用来直接控制生命系统成份之间的相互作用,在任何治疗或者诊断的程序当中,可用于人和兽等医学领域的一类物质[27].近年来,有大量的研究致力于将BC加工为理想的生物医疗器械和材料,如人工皮肤,人工血管,人工角膜,心脏瓣膜,人工尿道,人工骨,人工软骨,人工膝关节半月板以及药物载体、激素载体和蛋白质载体等.BC具有一些独特的性质,如生物活性、生物可降解性、生物适应性和无过敏反应,尤其是良好的机械韧性,有可能作为新型的生物医学材料.Klemm等人[28]曾将BC 作为显微外科中的人造血管,发现其具有临床应用价值.马霞等[7]将BC用于大鼠皮肤烫伤修复实验,结果表明,治疗组较对照组的大鼠皮肤愈合率提高,说明BC在一定程度上具有促进伤口愈合的作用.WANG Yu-lin等人[29]将BC合成纤维细胞(Fibroblast,FB)一起植入到裸鼠体内进行培养和观察.结果表明BC-FB共同培养物可以很好融入裸鼠的皮肤中.Helenius等人[30]将BC植入到大鼠皮下,评估植入物的有关慢性炎症,异物反应和细胞长入情况.并通过组织学,免疫组织化学和电子显微镜等方式观察血管生成.结果表明,在BC种植体的周围没有出现肉眼可见的炎症迹象,且受体组织内并没有引起任何慢性炎症反应.荧光染色实验证明,BC膜上间充质干细胞存活率为95%.2.4 BC作为骨组织工程材料郑祺等人[31]将BC与具有良好生物活性、骨传导作用和骨结合能力的纳米羟基磷灰石复合制成纤维状复合支架材料,不仅具有足够的强度,还具有骨传导功能,以满足骨细胞在支架上的粘附和繁殖,是一种很有前途的骨组织工程纳米支架材料.王玉林等人[32]对此复合材料进行成分组成、热稳定性和热力学行为评价.实验结果表明,纳米复合材料的成分与天然骨相似,并且热稳定性与纯BC相比有所提高. Svensson等人[33]利用牛软骨细胞对天然BC材料进行了评价,结果表明,天然BC 材料在保持良好的机械性能的前提下,II型胶原基质可达到正常软骨表达的50%左右,并且支持软骨细胞的增殖.与细胞培养用的培养皿材料和藻酸钙相比,天然BC中培养的软骨表现出明显的高水平生长,且不会导致显著性的致炎细胞因子活化.因此,BC具有作为软骨组织工程支架材料的可能.2.5 BC用于人工血管和人工角膜的研究BC还可应用于人工血管和人工角膜.小口径的组织工程血管的移植为微脉管手术灯治疗血管疾病提供了有效的途径.早在2001年,Klemm等人[28]就报道了一种利用Acetobacter xylinum原位成形制备的BC应用于显微外科手术的人工血管.这种称为BASYC(Bacterial Synthesized Cellulose)的人造血管具有极强的亲水性,光滑的内表面,在湿态下足够的机械强度,以及良好的生物活性等特性,在显微外科中作为人工血管有着巨大的应用前景.Backdahl等人[34]研究显示平滑肌细胞可以在BC膜上黏附、增殖,并向内部生长.平滑肌细胞在体外培养2周后可向内生长约40 μm.同时,他们利用SEM观察了静态培养的BC膜生长形态学,并比较了BC、猪动脉和膨体聚四氟乙烯支架在机械性能上的差异,发现BC与动脉相似.贾卉等人[35]采用BC生物膜为支架分别种植兔和人角膜基质细胞混合培养构建角膜基质膜,并初步取得成功,BC网架纤维结构显示三维多孔状,符合角膜基质三维构建的条件,角膜基质细胞在BC中生长良好,并呈规律的极性排列,与正常角膜基质相似,细胞生物学未发生改变,表明BC具有角膜细胞生长的条件.进行同种异体移植后活体观察复合生物膜逐渐降解,未出现毒性反应,也未影响正常细胞形态和结构.角膜组织切片进一步表明BC是非常有价值的生物支架材料.实验中BC膜并无免疫性,异体角膜细胞作为抗原可以刺激新生血管形成,可见生长在BC膜上的角膜细胞移植后仍然具有生物活性.角膜基质细胞与BC复合膜移植后随着时间的延长无收缩,大小厚度无改变,透明性略差.复合膜随移植后的浓度变淡,表明BC膜有降解性.角膜组织病理学显示:角膜基质细胞-BC复合膜的纤维结构接近正常角膜,膜上可见与正常角膜基质细胞有相同的细胞结构,进一步证实接种到BC生物膜上的基质细胞继续生长,复合膜与正常角膜接触处炎细胞浸润较多,与正常角膜基质粘连较松,可能与移植的复合膜厚度和BC膜本身的物理性质有关,尤其术后未用任何药物治疗,存在手术创面的炎性反应.在BC复合膜中未见空泡形成,表明没有发生急剧降解,作为支架可以稳步地构建基质.但随着移植后时间的推移,BC复合膜是否影响角膜基质细胞性状的改变尚待进一步深入研究.2.6 BC作为高分子材料将BC与不同的材料进行复配,以达到改性的效果,已经成为当今世界研究的热点.细菌纤维素作为一种新型纳米材料,具有致密的三维网状结构,其孔隙率因处理手段的不同而不同,约为60~90%.这些空隙使得BC可以和其他材料进行复合,形成的新材料,往往可以赋予BC新的性能.ZHANG Xiu-ju等人[36]将硝酸银与BC进行复合,发现其对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有很好的抑菌作用,抑菌率分别达99.4%和98.4%.Wiegand等人[37]报道了BC 对慢性伤口的生化状态的作用不大.为了改善BC作为伤口愈合材料的优点,通过加入I型胶原,对BC膜进行修饰.结果,改性后的生物材料可以显著的减少某些蛋白酶和白细胞介素的吸附量,且抗氧化能力强.此外,Muller等人[38]将聚吡咯与BC复合以制得具有导电性能的复合材料.UI-Islam等人[39]将蒙脱土(Montmorillonite)与BC复合,赋予材料抗菌活性,在伤口敷料方面拥有很好的应用潜力.2.7 BC在污水处理中的应用以甲醇或乙醛作为合成BC的唯一碳源,制备出的BC纯净、含量高.基于此,将BC 用于净化污水,处理污水中含有甲醇或乙醛,有利于减少环境污染[40,41].3 BC的研究前景关于BC的研究与应用取得了可喜的成绩,但是对于BC的认识还有待深入.由于木葡糖酸醋杆菌可于气液界面合成BC,因此,通过改变气液界面的形状,即可得到不同形状的BC产品,我们将此过程称为"微生物注塑技术".无须二次加工,只需一定规格的透氧性模具,即可培养得到任意形状或功能的生物材料是我们追求的目标.从一定意义讲,发展此技术与3D打印技术具有相似之处.自然界中植物纤维的降解周期慢,其降解机制还不清楚.BC为高分子聚合物,与植物纤维的成分非常相似,因此,利用同位素技术首先合成BC,进而研究其降解机制,有助于了解植物纤维,甚至聚乙烯等污染环境又不易降解的聚合物的降解过程.在木葡糖酸醋杆菌的培养过程中,细胞存在群聚效应,研究细胞的群聚效应,有利于了解此效应如何调节BC的合成.参考文献:[1] Habibi Y,Lucian A L,Orlando J.Cellulose nanocrystals:chemistry,self-assembly,and applications[J].Chemical reviews,2010,110(6):3479-3500. [2] Himmel M E,Ding S Y,Johnson D K,et al.Biomassrecalcitrance:engineering plants and enzymes for biofuelsproduction[J].Science,2007,315(5813):804-807.[3] Czaja W K,Young D J,Kawecki M,et al.The future prospects of microbial cellulose in biomedical applications [J].Biomacromolecules,2007,8(1):1-12.[4] Kimura S,Ohshima C,Hirose E,et al.Cellulose in the house of the appendicularian Oikopleura rufescens[J].Protoplasma,2001,216(1-2):71-74.[5] Romling U.Molecular biology of cellulose production inbacteria[J].Research in Microbiology,2002,153(4):205-212.[6] 冯静,施庆珊,欧阳友生.葡糖醋杆菌的研究进展[J].化学与生物工程,2009(26):10-13.[7] 马霞.发酵生产细菌纤维素及其作为医学材料的应用研究[D].天津:天津科技大学,2003.[8] 马霞,王瑞明,关凤梅,等.木醋杆菌M12静态发酵生产细菌纤维素的条件确定[J].食品科技,2005,1:5-7.[9] Ruka D R,Simon G P,Dean K M.Altering the growth conditions of Gluconacetobacter xylinus to maximize the yield of bacterialcellulose[J].Carbohydrate polymers,2012,89(2):613-622.[10] Kouda T,Naritomi T,Yano H,et al.Inhibitory effect of oxygen and carbon dioxide pressure on bacterial cellulose production by Acetobacter in aerated and agitated culture[J].Journal of Fermentation and Bioengineering,1997,85(3):318-321.[11] Czaja W,Romanovicz D,Brown R M.Structural investigations of microbial cellulose produced in stationary and agitatedculture[J].Cellulose,2004,11(3-4):403-411.[12] ChaoY P,Ishida T,Sugano Y,et al.Bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum in a 50-L internal-loop airlift reactor[J].Biotechnology and Bioengineering,2000,68(3):345-352.[13] Czaja W,Romanovicz D,Brown R M.Structural investigations of microbial cellulose produced in stationary and agitatedculture[J].Cellulose,2004,11(3-4):403-411.[14] Whitney S E C,Wilson E,Webster J,et al.Effects of structural variation in xyloglucan polymers on interactions with bacterial cellulose[J].American Journal of Botany,2006,93(10):1402-1414.[15] YAN Lin,JIA Shi-ru,ZHENG Xin-tong,et al.The effect ofgrowth,migration and bacterial cellulose synthesis of Gluconacetobacter xylinus in presence of direct current electric field[J].Advanced Materials Research,2012,(550-553):1108-1113.[16] 范国昌.微生物的趋性运动[J].生物学通报,1996,31(11):20-21.[17] 李晶,贾士儒,杨洪江,等.木葡糖酸醋杆菌趋化性的初步研究[J].天津科技大学学报,2012,27(1):1-4.[18] JIA Shi-ru,TANG Wei-hua,YANG Hong-jiang.In:Preparation and characterization of bacterial cellulose tube[A].Bioinformatics and Biomedical Engineering.ICBBE 2009:3rd InternationalConference on Bioinformatics and Biomedical Engineering[C].Beijing:Beijing Institute of Technology,2009:1-4.[19] 贾士儒,汤卫华,贾原媛,等.具有抑菌性能的细菌纤维素管的制备方法[P].中国:200810053871.4.2009.01.21.[20] 贾士儒,朱会霞,杨洪江,等.微生物发酵直接生物合成细菌纤维素异型产品:中国,200910067912.X[P].2009-07-22.[21] ZHU Hui-xia,JIA Shi-ru,WAN Tong,et al.Biosynthesis of sphericalFe3O4/bacterial cellulose nanocomposites as adsorbents for heavy metal ions[J].Carbohydrate Polymers,2011,86(4):1558-1564.[22] 李飞,谢中华,汤卫华,等.细菌纤维素生物合成网络的构建及代谢通量分析[J].天津科技大学学报,2009,24(3):6-9.[23] ZHONG Cheng,ZHANG Gui-cai,LIU Miao,et al.Metabolic flux analysis of Gluconacetobacter xylinus for bacterial cellulose production[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2013,97(14):6189-6199.[24] Okiyama A,Motoki M,Yamanaka S.Bacterial cellulose II:processing of the gelatinous cellulose for food materials[J].FoodHydrocolloids,1992,6(5):479-487.[25] 张继颖,胡惠仁.新型生物造纸添加剂-细菌纤维素[J].造纸化学品,2009,40(3):70-73.[26] 徐千,刘忠,惠岚峰,等.细菌纤维素纤维对纸张增强作用的研究[J].中华纸业,2009,30(24):64-67.[27] Williams D F.On the nature ofbiomaterials[J].Biomaterials,2009,30(30):5897-5909.[28] Klemm D,Schumann D,Udhardt U,et al.Bacterial synthesized cellulose-artificial blood vessels for microsurgery[J].Progress in Polymer Science,2001,26(9):1561-1603.[29]WANG Yu-lin,ZHANG Sheng-nan,MAI Yiu-wing,et al.Preparation and thermo-mechanical characterization of hydroxyapatite/bacterial cellulosenanocomposites[J].Nanotechnology and Precision Engineering.2009,7(2):95-101.[30] Helenius G,Backdahl H,Bodin A,et al.In vivo biocompatibility of bacterial cellulose[J].Journal of Biomedical Materials Research PartA.2006,76A(2):431-438.[31] 郑祺,奚廷斐,陈艳梅,等.骨组织工程纳米复合支架及其生物学评价[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(42):8319-8324.[32] 王玉林,张胜男,米耀荣,等.羟基磷灰石/细菌纤维素纳米复合材料的制备与热力学性能表征[J].纳米技术与精密工程,2009,7(2):95-101.[33] Svensson A,Nicklasson E,Harraha T.Bacterial cellulose as a potential scaffold fortissue engineering ofcartilage[J].Biomaterials,2005,26(4):419-431.[34] Backdahl H,Helenius G,Bodin A.Mechanical properties of bacterial cellulose and interactions with smooth musclecells[J].Biomaterials,2006,27(9):2141-2149.[35] 贾卉,贾原媛,王娇,等.细菌纤维素构建组织工程角膜基质的方法及其评价[J].吉林大学学报,2010,36(2):303-307.[36] ZHANG Xiu-ju,FANG Ying,CHEN Wen-bin.Preparation ofsilver/bacterialcellulose composite membrane and study on its antimicrobial activity[J].Synthesis and Reactivity in Iinorganic Metal-organic and Nano-metal Chemistry,2013,43(7):907-913.[37] Wiegand C,Elsner P,Hipler U C,et al.Protease and ROS activities influenced by a composite of bacterial cellulose and collagen type I in vitro[J].Cellulose,2006,13(6):689-696.[38] Muller D,Rambo C R,Porto L M,et al.Structure and properties of polypyrrole/bacterial cellulose nanocomposites[J].Carbohydrate Polymers,2013,94(1):655-662.[39] UI-Islam M,Khan T,Khattak W A,et al.Bacterial cellulose-MMTs nanoreinforced composite films:novel wound dressing material with antibacterial properties[J].Cellulose,2013,20(2):589-596.[40] 邵伟,乐超银,戴启昌,等.巴氏醋酸杆菌发酵处理甲醇废水合成细菌纤维素的研究[J].化工学报,2004,24(3):176-179.[41] 邵伟,唐明,熊泽,等.醋酸菌对乙醛的降解及细菌纤维素合成作用的研究[J].中国酿造,2004,5:13-17.。

细菌纤维素摘要：细菌纤维素是一种新型的生物纳米材料材料，具有广泛的发展前景.本文从细菌纤维素的组成和结构入手，列举了细菌纤维素合成研究过程中的方法，并进一步对细菌纤维素在环境中的应用进行阐述，最后对未来细菌纤维素发展趋势作出了展望。

关键词：细菌纤维素，纳米材料，应用众所周知，纤维素是自然界中最丰富且具有生物可降解性的天然高分子材料，是高分子化学诞生和发展阶段的主要研究对象之一。

在当今世界面临人口、资源、环境和粮食四大问题的情况下，大力开发取之不尽用之不竭的天然高分子材料造福于人类，具有重要战略意义。

目前，人类获得纤维素的途径主要通过树木、棉花等职务光合作用合成和微生物合成。

为了区别于植物来源的纤维素，称微生物合成的纤维素为微生物纤维素或者是细菌纤维素（简称BC）。

细菌纤维素最初在1886年，用英国科学家Brown AJ利用化学分析方法确定。

当时他发现在传统酿造液表面生成的类似凝胶半透明膜状物质为纤维素，在光学显微镜下观察到发酵生产的菌膜中存在菌体[1]。

自然界中有少数细菌可以产生纤维素，其镇南关木醋菌属中的木醋杆菌（简称Ax）合成纤维素的能力最强，最具有大规模生产的能力。

Ax合成细菌纤维素在纯度、抗拉强度、杨氏模量等理化性能方面均优于植物纤维素，且具有较强的生物性，在自然界中可以直接降解，是一种环境友好，性能优异型材料[2]。

近年来引起了人们广泛的研究兴趣和关注。

1.细菌纤维素的结构和特性1.1细菌纤维素的结构经过长期的研究发现，细菌纤维素和植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的区别，都可视为D-吡喃葡萄糖单体以糖苷键连接而成的直链多糖，直链间彼此平行，不呈螺旋结构，无分支结构，又称β-1, 4-葡聚糖。

但相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子并不在同一平面上，而是呈稳定的椅状立体结构，数个邻近的β-1, 4-葡聚糖通过分子链内与链间的氢键作用形成稳定的不溶于水的聚合物[3]。

1.2细菌纤维素的性质1.2.1 细菌纤维素的独特性质细菌纤维素和植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元, 但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质。

嗜热厌氧细菌Caldicellulosiruptor bescii降解木质纤维素研究进展储引娣;苏小运【摘要】As a gram-positive anaerobic bacterium isolated from hot spring,Caldicellulosiruptor bescii has strong ability in degrading lignocellulose. It can rapidly grow on a variety of model plant cell wall polysaccharide compounds such as the crystalline cellulose avicel,xylan or even on unpretreated lignocellulose such as switchgrass as sole carbon source. Moreover,this bacterium has an unusual ability of anaerobic degradation of lignin. The genomic annotation showed that most of the proteins encoded by this bacterium were multivariate bi-functional enzymes,i.e.,the N-terminal and C-terminus of the polypeptide chain were glycoside hydrolases of different families,with 2-3 carbohydrate binding domains. The genes encoding enzymes of degrading cellulose were concentrated in a plant cell wall polysaccharide degradation gene cluster,such ascellulase/xylanase,cellulase/mannanase,cellulase/xyloglucanase,etc. The xylanase of C. bescii belonged to the GH10 family,whose specificity of the enzyme was broad,and the homology of the amino acid sequence was between 18.7% and 59.5%. The genus Caldicellulosiruptor evolved a series of mechanisms that allowed glycoside hydrolyses to absorb better to substrates,bacteria and lignocellulose, thereby facilitating the enzymatic hydrolysis of lignocellulose. There were 12 proteins containing SLHdomain,and the newly discovered adhesion protein Tāpirin in C. bescii may be involved in the absorption and utilization of lignocellulose. In this paper we review the current progresses in exploring the genome of C. bescii for novel glycoside hydrolases targeting plant cell wall and the associated molecular mechanisms,which are of great significance for the design and optimization of efficient and multi-function lignocellulose degradation enzymes.%嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor bescii具有强大的木质纤维素降解能力,能以多种模式植物细胞壁多糖如微晶纤维素Avicel和木聚糖,甚至未经预处理的木质纤维素如柳枝稷作为唯一碳源快速生长,该菌还具有少见的厌氧降解木质素的能力.对基因组注释发现,该菌所编码的蛋白大多为多结构域双功能酶,即在多肽链的N端和C端分别是不同家族的糖苷水解酶,间隔以2-3个碳水化合物结合结构域.该菌降解纤维素相关的酶基因多集中于一个植物细胞壁多糖降解利用的基因簇,例如纤维素酶/木聚糖酶、纤维素酶/甘露聚糖酶和纤维素酶/木葡聚糖酶等.C.bescii 的木聚糖酶主要属于GH10家族,该家族的酶底物特异性较为宽泛,氨基酸序列的同源性在18.7%-59.5%间.Caldicellulosiruptor属细菌进化出了一系列的机制使得糖苷水解酶和底物、细菌和木质纤维素能更好的吸附在一起,从而有利于木质纤维素的酶解.C.bescii有12个含SLH结构域的蛋白,以及新发现的黏附蛋白Tāpirin,可能参与了木质纤维素的吸附与利用.综述了近年来对C.bescii降解植物细胞壁的糖苷水解酶的基因资源挖掘方面和降解分子机制方面的研究进展,对高效、多功能高效木质纤维素降解酶的设计和优化具有积极的意义.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2017(033)010【总页数】7页(P33-39)【关键词】木质纤维素;嗜热厌氧菌;糖苷水解酶;生物燃料【作者】储引娣;苏小运【作者单位】中国农业科学院饲料研究所,北京 100081;中国农业科学院饲料研究所,北京 100081【正文语种】中文石油和天然气等化石能源消耗量巨大，与国民经济各行各业息息相关，但由于其不可再生的缺陷，使得化石能源逐渐枯竭。

1. 细菌纤维素的简介细菌纤维素（Bacterial cellulose, 简称BC）是由微生物合成的一种新型生物材料。

是一种超微超纯的纤维素，与自然界中植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元,但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质。

细菌纤维素与植物纤维素相比无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有超高的纯度，而且具有高结晶度（一般80%以上，最高可达95％，植物纤维素的为65％）和高的聚合度(DP值2000～8000)。

衍射强度(cps)衍射角(°)细菌纤维素纤维是由直径3～4纳米的微纤组合成40～60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构，要远小于一般植物纤维的直径。

图：细菌纤维素放大图数张放大5000和50000倍的细菌纤维素细菌纤维素的弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上，抗张强度高。

细菌纤维素有很强的持水能力。

可以吸收上百倍于自身重量的水。

细菌纤维素有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性。

细菌纤维素生物合成时的可调控性。

通过采用不同的培养方法、调节培养条件，也可得到化学性质有所差异的细菌纤维素，以满足不同应用范围的要求。

因此，细菌纤维素被公认为是性能最好、实用价值也较好的纤维素，近年来关于细菌纤维素的研究和开发应用成为当今新的微生物合成材料的研究热点之一，在食品、医学、造纸、纺织、环保、能有等各方面具有广泛的应用价值，并已在国内外得到了一定的实际应用。

2. 细菌纤维素的一些应用目前，国内细菌纤维素的规模化生产主要在食品行业中得到应用。

在食品生产中应用的细菌纤维素俗称“椰纤果”、“椰果”、“纳塔（NATA）”。

是以椰子水或椰子汁等为主要原料，发酵培养形成的凝胶状物质，外观似嫩椰子肉，具有独特的凝胶状半透明质地，以其爽滑脆嫩细腻有弹性的独特口感倍受消费者的青睐，主要应用于果冻、饮料、珍珠奶茶、罐头等食品工业。

此外，细菌纤维素富含膳食纤维，不易为人体所消化吸收，食后可增加饱腹感，可作为减肥食品，同时它可促进肠道蠕动，降低食物的滞肠时间，促进排便，并可减少肠道对致癌物质的吸收，另外可促进粪便中胆酸的排放，因而它具有一定的美容防癌等保健功能，在国际市场上一直旺销不衰。

细菌纤维素（BC）：全面解析制备工艺与应用一、细菌纤维素（BC）简介细菌纤维素（BC）（Bacterial Cellulose, BC）是一种由特定细菌（如木糖醋杆菌Komagataeibacter xylinus）在特定条件下合成的纳米级高分子材料。

不同于植物来源的纤维素，细菌纤维素（BC）具有超高纯度（不含木质素和半纤维素）、高结晶度、优异的力学性能、超强的吸水保湿性以及出色的生物相容性，被广泛应用于生物医学、食品工业、环保、电子器件和化妆品等领域。

二、细菌纤维素（BC）的制备1. 菌种选择常见菌株：Komagataeibacter xylinus（常见高产菌株）Acetobacter xylinumGluconacetobacter hansenii选择标准：合成速率快产量稳定产物结构均匀2. 培养基配方（1）标准培养基（HS培养基）：葡萄糖：2%蛋白胨：0.5%酵母粉：0.5%磷酸二氢钠：0.27%柠檬酸：0.115%（2）替代碳源：果糖、蔗糖、木糖、甘油（3）氮源选择：酵母提取物、蛋白胨、大豆粉（4）其他添加剂：金属离子（Mg²⁺、Ca²⁺）：调节细菌活性pH缓冲剂：维持稳定环境3. 培养条件温度：28-30℃pH：5.0-7.0（通常维持在6.0）培养方式：静态培养：形成薄膜状BC，适合生产大面积薄膜。

动态培养：形成颗粒状或悬浮状态的BC，提高产量。

培养时间：5-10天（根据培养基和菌株有所不同）通氧条件：保证氧气供应，促进菌体活性。

4. 纤维素收集与纯化（1）收集：从培养基表面或液体中收集BC凝胶。

（2）纯化：使用碱性溶液（如1-2% NaOH）在80-90℃下处理，去除菌体和杂质。

酸性处理（稀HCl）：中和碱液残留。

（3）清洗：使用去离子水多次清洗，直至pH达到中性。

（4）干燥：自然干燥：保持基本形态。

冷冻干燥：保留纳米结构，减少结构破坏。

5. 工业化生产挑战高生产成本：培养基原料和能耗成本较高。

《细菌纤维素基咪唑类季铵盐抗菌水凝胶的合成及其伤口修复作用研究》篇一一、引言随着现代医疗技术的不断发展，伤口修复材料的研究逐渐成为医学领域的重要课题。

细菌纤维素作为一种天然高分子材料，具有优良的生物相容性和生物降解性，广泛应用于生物医学领域。

咪唑类季铵盐作为一种广谱抗菌剂，具有抗菌效果好、毒性低等优点。

因此，将细菌纤维素与咪唑类季铵盐结合，制备成抗菌水凝胶用于伤口修复具有重大的研究意义。

本文旨在研究细菌纤维素基咪唑类季铵盐抗菌水凝胶的合成方法及其在伤口修复中的作用。

二、材料与方法1. 材料细菌纤维素、咪唑类季铵盐、交联剂、溶剂等。

2. 方法（1）合成方法：采用溶液共混法，将细菌纤维素与咪唑类季铵盐、交联剂等在溶剂中混合，经过一定的反应条件，制备成水凝胶。

（2）抗菌性能测试：采用菌落计数法，测定水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见菌种的抑菌效果。

（3）伤口修复作用研究：通过建立动物模型，观察水凝胶对伤口愈合的促进效果，评估其组织相容性和安全性。

三、结果与讨论1. 水凝胶的合成与表征通过溶液共混法成功制备了细菌纤维素基咪唑类季铵盐抗菌水凝胶。

该水凝胶具有良好的弹性和保水性能，能够在伤口表面形成一层保护膜，为伤口愈合提供良好的环境。

2. 抗菌性能分析实验结果表明，该水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见菌种具有较好的抑菌效果。

咪唑类季铵盐的引入显著提高了水凝胶的抗菌性能，使其在伤口修复过程中能够有效地抑制细菌感染。

3. 伤口修复作用研究（1）促进伤口愈合：该水凝胶能够促进伤口的愈合，缩短愈合时间。

通过观察动物模型中伤口的愈合情况，发现水凝胶能够有效地减少炎症反应，促进肉芽组织的生成和上皮组织的再生。

（2）组织相容性和安全性：该水凝胶具有良好的组织相容性，无明显的免疫排斥反应。

通过观察动物模型的全身状况和病理切片，未发现明显的毒性反应和副作用。

此外，该水凝胶在体内能够被酶解和代谢，具有良好的生物降解性。

细菌纤维素：自然界的“超级材料”一什么是细菌纤维素？细菌纤维素（Bacterial Cellulose, BC）是一种由特定细菌（如醋酸杆菌Acetobacter xylinum）合成的天然高分子物质。

与植物纤维素不同，细菌纤维素具有更精细、更均匀的结构，表现出独特的物理、化学和生物学特性，因而在多个领域展现出巨大的应用潜力，尤其在绿色环保和可持续发展方面具有重要意义。

二细菌纤维素技术参数表参数单位技术指标/典型值说明外观- 白色、微透明薄膜或胶状细菌纤维素呈现白色或微透明的薄膜/胶体状，外观光滑、柔软，透明度较高。

纤维直径纳米20-100 nm细菌纤维素的纤维直径通常为20-100纳米，极细的纤维结构提供高强度和稳定性。

拉伸强度MPa250-350 MPa拉伸强度远高于大多数植物纤维素，适合于高强度应用。

弹性模量GPa15-25 GPa弹性模量较高，表现出较强的刚性，适用于高强度、稳定性要求的应用。

含水率%60-80%细菌纤维素具有较高的含水率，在潮湿环境中保持较好的性能。

水分保持性%80-90%细菌纤维素能够保持大量的水分，适用于湿润环境中使用。

比重- 1.5-1.6细菌纤维素的比重较低，使其易于加工和成型。

结晶度%60-85%细菌纤维素的结晶度较高，赋予其较强的结构稳定性。

抗拉伸能力N/mm²55-90 N/mm²抗拉伸性能优越，能够承受较大的外部拉力，广泛应用于各类高耐久材料中。

参数单位技术指标/典型值说明透气性cm³/m²·d·atm 3000-7000cm³/m²·d·atm具有良好的透气性，适用于透气包装、敷料和其他环境控制应用。

热稳定性°C170-210°C细菌纤维素具有较高的热稳定性，在高温环境下仍能保持性能。

pH稳定性范围pH3-9在pH 3-9范围内化学稳定，适合在不同的酸碱环境下应用。

纤维素酶的研究进展与发展趋势摘要介绍了国内外纤维素酶的研究进展,并简要阐述了纤维素酶研究的发展趋势。

关键词纤维素酶研究进展趋势纤维素是植物细胞壁的主要成分,广泛存在于自然界,是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。

随着世界人口的增长,为解决日益加剧的食品和能源危机,纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视。

纤维素酶能够有效地分解天然纤维素,是解决能源危机,食品和饲料紧张及环境污染等问题的重要途径之一。

1 纤维素酶的研究在自然界中,绝大多数的纤维素是由微生物通过分泌纤维素酶来进行降解的。

早在l850年,Mifscherlich己经观察到微生物分解纤维素现象。

但纤维素酶的研究则是从1906年Seilliere在蜗牛消化液中发现了分解天然纤维素的酶,以后才逐渐开始的。

1912年Pringsheim从耐热性纤维素细菌中分离出纤维素酶。

1933年Grassman分辨出了一种真菌纤维素酶的两个组分。

1954年,美国陆军Natick 实验室开始研究军用纤维素材料微生物降解的防护问题,后来发现纤维素经微生物降解后,可产生经济、丰富的生产原料,并且有望解决自然界不断产生的固体废物问题,于是纤维素酶得到了广泛的关注。

50年代,纤维素酶工作转向纤维素酶本身的性质、作用方式、培养条件、测定方法等研究。

l958年,美国华盛顿大学Fry等人用酶水解非淀粉多糖,从那时起,纤维素酶的研究在世界许多国家迅速推广,特别在产纤维素酶的微生物选育、培养条件、纤维素酶的性质、纤维素酶的分离、提纯和协同作用方面的研究进展较快。

60~70年代,Nisizawahe Woo等人对绿色木霉和黑曲霉的纤维素酶做了大量的研究,将纤维素酶分成不同组分,并进行了鉴定。

70~80年代开始利用诱变等育种手段对产纤维素酶的微生物进行了改造,提高其产酶活性。

80年代以后,人们开始利用遗传工程从分子生物学水平对纤维素酶生产菌株进行诱变育种,并对纤维素酶蛋白质的氨基酸序列及其分离纯化等方面进行了深入细致的研究。

硝化细菌纤维素（NBC）基复合含能材料流变学性能研究高能量、高强度发射药是现代发射药及身管武器先进性的体现,发射药的力学强度直接影响到身管武器的安全性与稳定性,而目前发射药的强度不能满足先进身管武器的应用要求。

为了改善发射药的力学性能,本文在借鉴太根发射药的基础上,以具有三维网状结构,力学性能优异的硝化细菌纤维素(NBC)代替发射药中的硝化纤维素(NC),设计并成功制备了一种新型的硝化细菌纤维素基发射药,对其结构、形貌等基础性能进行了研究。

由于其加工成型需在溶剂中进行,为了满足工业化生产,对其流变性能进行了探讨。

本论文的主要研究内容如下:(1)通过共混复合工艺制备了 TEGDN/NBC、RDX/TEGDN/NBC复合物。

采用NMR、FT-IR、XRD以及FESEM、TG-DSC等对其结构、形貌及热性能进行了表征,获得了 TEGDN/NBC、RDX/TEGDN/NBC复合物中各组分的结构形态及结合方式,以及各组分对其热力学性能的影响。

(2)对硝化细菌纤维素基复合含能材料溶解性能以及特性粘度进行了研究。

发现了对其具有较好溶解能力及较低粘度的溶剂;研究了TEGDN 含量对TEGDN/NBC复合物在N,N-二甲基甲酰胺中的特性粘度的影响,以及RDX含量对RDX/TEGDN/NBC复合物在N,N-二甲基甲酰胺中的特性粘度的影响,获得了其变化规律。

(3)基于高分子材料流变学原理,通过HAKKE旋转流变仪研究了溶液浓度、TEGDN含量对TEGDN/NBC复合物流变性能的影响。

获得了浓度、TEGDN含量对其流变性能的影响规律。

发现少量TEGDN的加入能够改善NBC的稳定性,使其溶液结构更不易受外力破坏。

(4)研究了 RDX含量对RDX/TEGDN/NBC复合物的流变性能的影响,获得了 RDX含量对其流变性能的影响规律。

发现加入RDX后,TEGDN/NBC复合物的结构变的不稳定,溶液中的分子在外力作用下更容易发生取向运动,大分子链之间的缠结更容易遭受破坏,减弱了分子之间的相互作用力,使其流动性大大增强,结构稳定性变差。

第42卷 第13期 包 装 工 程2021年7月PACKAGING ENGINEERING ·21·收稿日期：2021-02-03基金项目：国家自然科学基金面上项目（31870551）；云南省万人计划“青年拔尖人才”（YNWR-QNBJ-2018-120） 作者简介：孙振炳（1996—），男，西南林业大学硕士生，主攻生物质复合材料。

通信作者：李晓平（1980—），女，博士，西南林业大学教授，主要研究方向为生物质复合材料。

细菌纤维素抗菌复合材料的制备和应用孙振炳，李晓宝，姚曜，汤正捷，李晓平（西南林业大学 云南省胶黏剂与胶合制品重点实验室，昆明 650224）摘要：目的 综述细菌纤维素抗菌复合材料在国内外的研究和应用现状，以制备具有优异抗菌性能的细菌纤维素复合材料。

方法 总结细菌纤维素抗菌复合材料的抗菌性及其最新合成方式，包括与无机抗菌剂、有机抗菌剂结合或添加抗生素等方式合成细菌纤维素抗菌复合材料，并进一步阐述细菌纤维素抗菌复合材料的应用领域。

结论 细菌纤维素复合材料的抗菌性能优异，在医学、食品包装和净水等领域都有较大的应用潜力，有待进一步系统研究。

关键词：细菌纤维素；抗菌；复合材料；材料性能；材料应用中图分类号：TQ352.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2021)13-0021-08 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2021.13.003Preparation and Application of Bacterial Cellulose Antibacterial Composite MaterialSUN Zhen-bing , LI Xiao-bao , YAO Yao , TANG Zheng-jie , LI Xiao-ping(Yunnan Key Lab of Wood Adhesives and Glue Products, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China)ABSTRACT: The paper is to review the research and application status of bacterial cellulose antibacterial composites at home and abroad, in order to prepare bacterial cellulose composite materials with excellent antibacterial properties. This paper summarizes the antibacterial properties of bacterial cellulose antibacterial composite materials and their latest syn-thesis methods, including synthesis of bacterial cellulose antibacterial composite materials with inorganic antibacterial agents, organic antibacterial agents or the use of added antibiotics, and further explain the application of bacterial cellu-lose antibacterial composite materials field. Bacterial cellulose composites have excellent antibacterial properties and have great application potential in the fields of medicine, food packaging and water purification, which need to be further studied systematically.KEY WORDS: bacterial cellulose; antibacterial; compound material; material performance; material application细菌纤维素具有天然可降解性、较高的生物相容性、较好的亲水性和无毒等特点[1]，一般以细菌纤维素为基体，添加抗菌剂或者抗生素使之成为具有抗菌性的复合材料。