细菌纤维素及其在食品领域中的应用研究
2024年细菌纳米纤维素市场发展现状
细菌纳米纤维素市场发展现状引言细菌纳米纤维素是一种具有广泛应用前景的新兴材料,由于其独特的结构和性质,正在逐渐在各个领域得到应用。
本文将对细菌纳米纤维素市场的发展现状进行分析和总结,探讨其市场前景和潜在的挑战。
细菌纳米纤维素的定义和特点细菌纳米纤维素是一种由细菌合成的纳米级纤维素材料。
与其他纤维素材料相比,细菌纳米纤维素具有以下独特特点:1.高纯度:细菌纳米纤维素具有较高的纯度,不含杂质,能够满足多种高端领域的需求。
2.高强度:细菌纳米纤维素的强度远高于传统纤维素材料,具有优异的机械性能和抗拉强度。
3.可调性:细菌纳米纤维素的结构和性能可以通过调整细菌培养条件进行控制,满足不同应用的需求。
细菌纳米纤维素市场概况目前,细菌纳米纤维素市场正呈现出快速增长的趋势。
主要原因包括:1.应用领域的扩大:细菌纳米纤维素在医疗、纺织、食品和包装等领域的应用需求不断增加,推动了市场的发展。
2.技术进步:近年来,细菌纳米纤维素的合成技术得到了很大的改进,提高了生产效率和纤维素的品质,降低了生产成本。
3.政策支持:政府对于可持续发展和环境友好型材料的政策支持,进一步促进了细菌纳米纤维素市场的发展。
细菌纳米纤维素市场应用前景细菌纳米纤维素在各领域的应用前景广阔,以下为几个主要领域的展示:医疗领域细菌纳米纤维素在医疗领域具有重要应用潜力,可用于制备生物可降解的医用材料,如医用纱布、人工血管等,具有较好的生物相容性和可降解性。
纺织领域由于细菌纳米纤维素具有优异的物理性能和可调性,可用于制作高强度、透气性好的纺织材料。
例如,可用于生产功能性衣物、运动装备等。
食品领域细菌纳米纤维素可用作食品包装材料,具有良好的防潮性和抗菌性,可以延长食品的保鲜期,减少食品浪费。
环境保护领域由于细菌纳米纤维素具有可降解性和可再生性,可用于制备环境友好型材料,如可降解塑料和纸张等,有助于减少对自然环境的污染。
细菌纳米纤维素市场挑战与展望尽管细菌纳米纤维素市场前景广阔,但仍然面临一些挑战:1.生产成本高:目前,细菌纳米纤维素的生产成本较高,限制了其大规模应用。
细菌纤维素生产及其应用研究进展
三、细菌纤维素的重要应用
菲律宾、印度尼西亚、巴西、日本和美国 等国在食品、造纸、声音器材、伤口敷料工业 中均有相应的B C商品出售,尤其是在 日、美 等国,BC产业已形成年产值上亿美元的市场。 目前国内能提供的主要是由海南南国食品公司 等生产的椰果系列食品。
三、细菌纤维素的重要应用
国内在利用BC和其他材料结合生成纳米复 合材料方面也略有涉及。在食品工业中由于BC 具有很强的持水性、黏稠性和稳定性,可以作 为增稠剂、胶体填充剂和食品原料,现在已有 将BC用于发酵香肠、酸奶及冰激凌的生产研究 报道。在造纸工业方面充分利用BC的纳米级超 细特点,在造纸纸浆中加入BC,增加了纸张强 度、抗膨胀性能、弹性和耐用性。
薛璐等在发酵条件和发酵培养基的优化上进行 了研究,确立了最佳发酵条件和最佳发酵培养基 组分。 齐香君等采用RBD反应器与传统静态培养方式 生产BC,对2种培养方式的发酵动力学参数进行了 分析和讨论。结果表明,实验菌株QAX993适合在 RBD反应器中生产BC,产干纤维素量比静态培养方 式提高了2.79g/L。
细菌纤维素(bacterial cellulose,简称BC) 是由诸如醋酸杆菌属等细菌生产的一种新型高性 能微生物合成材料。与其他形式形成的纤维素相 比,尽管具有相同的化学成分,但其还具有特殊 的物理、化学和生物学特性,特别是发酵过程的 可调控、发酵底物的多样性、微生物的多样性等; 这些特性使得 BC 在食品、生物医药学、组织工 程支架材料、声学器材以及造纸、化妆品、采油、 膜过滤器等诸多领域获得较高的关注,受到国内 外学者青睐。国外对 BC 进行了广泛深入的研究, 并将其应用于食品工业、造纸和生物医学工程中, 取得了较好的研究成果。我国在微生物合成 BC 方面的研究刚起步,研究主要集中在菌种选育, 廉价培养基的选择,发酵T艺改进上。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用纤维素是一种存在于植物细胞壁中的复杂多糖,由D-葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
它在食品工业中被广泛应用,其中包括肉制品。
本文将介绍纤维素及其衍生物在肉制品中的应用。
纤维素及其衍生物具有一系列理化特性,如溶解性、吸水性、黏附性等,这些特性使其成为肉制品加工中的重要添加剂。
纤维素及其衍生物可以增加肉制品的静水保持能力和黏度,增强了肉类原料的质地和口感。
在腊肠的制作过程中,添加适量的纤维素可使腊肠独特的口感更加饱满。
纤维素及其衍生物在肉制品中还具有增强凝胶形成的能力。
纤维素可与蛋白质和水分子之间形成氢键,从而促进凝胶的形成。
这在一些加工肉制品中,比如火腿和香肠等中得到广泛应用。
纤维素及其衍生物还可以增加肉制品的保水性。
纤维素的多糖结构具有较高的吸水性,能够吸附大量的水分子,防止水分流失,从而提高肉制品的保水性和储存稳定性。
纤维素及其衍生物还具有乳化稳定剂和增稠剂的功能。
在一些肉制品中,比如午餐肉和火腿肠等,添加适量的纤维素可使其中的脂肪和水分分散均匀,并防止其分离。
纤维素还能够增加产品的黏度和粘度,提高整体的质感和口感。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用也受到一些限制。
应注意使用纤维素的种类和添加量。
不同的纤维素具有不同的理化特性和功能,选择适当的纤维素种类对于肉制品的品质和安全性至关重要。
过高的纤维素添加量可能导致肉制品的质地过硬,口感欠佳。
纤维素及其衍生物在使用过程中还要注意与其他添加剂的相互作用。
有些添加剂可能与纤维素发生化学反应,影响产品的品质和稳定性。
纤维素及其衍生物在肉制品中的应用非常广泛,可以改善产品的质地、保水性和乳化稳定性等。
但在使用过程中应慎重选择纤维素种类和添加量,以确保产品的品质和安全性。
还需考虑与其他添加剂的相互作用。
毫无疑问,纤维素及其衍生物的应用将为肉制品行业带来更多可能性和发展机遇。
新型纳米生物材料细菌纤维素的研究现状与前景
发酵,采用增加罐压的办法提高溶氧会使气相的 CO2 分压 (PCO2) 也同时加大,从而降低细菌纤维素的生产 速率。这可能是由于生长或呼吸受到抑制,而细菌纤 维素的生产速率又取决于氧耗速率,需消耗 ATP,而 ATP 在胞内的含量也会受高 P CO2 的抑制。T. Kouda 等[10]研究了在 50 L 发酵罐中通入含 10% CO2 的空气 对细菌纤维素生产的摄氧率、细胞生长速率、ATP浓 度的影响。实验结果表明,高 P CO2 (15.2~20.3 kPa) 会减少细胞浓度、生产速率与得率。当提高摄氧率与 活细胞的 ATP 含量时,细菌纤维素的比生长速率提 高。这说明高 P CO 2 引起细菌纤维素的生产速率降低 是由于减少细胞生长而不是抑制其生物合成。这可能 是基质过多地消耗在 ATP 的生成上。 1.1.3 pH 值和温度对细菌纤维素合成的影响 S a t o s h i M a s a o k a 等 人 [ 11 ] 研 究 了 初 始 p H 值 2.5~7.7对细菌纤维素产量的影响,发现 pH 值在 4.0~6.0 时细菌纤维素的产量较高。在许多报道中都 提到了对 A. xylinum 发酵产生细菌纤维素的初始 pH 值 需要在 7.0以下。 除了培养基 pH 值外,温度也会影响细菌纤维素 的产量和性质。大多实验数据表明,适合细菌纤维素 生产的温度范围是 28~30℃。温度变化影响纤维素聚 合度 (DP) 及水结合能力[12]。 1.1.4 纤维素酶及其他因子对细菌纤维素合成的影响 N. Tonouchi 等人[13]研究发现,在 A. xylinum 发酵培 养基中加入少量的纤维素酶可以提高纤维素的产量, 减少副产物乙酰的生成。在纤维素合成中起重要作用 的是内葡聚糖酶本身的酶活力而不是它与纤维素的连 接能力。这种在酶影响下生成的纤维素与用原有的方 法生成的纤维素无不同之处。 马霞等人 [14] 研究发现,在静止培养条件下,乙 醇、醋酸和柠檬酸对 A. xylinum 合成细菌纤维素的产 量都有不同程度的增效作用。其中,添加 1.5% 的 乙醇,产量提高了 59.5 %;添加 0.1% 的醋酸,产 量提高了44.4%;添加 0.2% 的柠檬酸,产量提高了 40.5%。 Jose D. Fontana[15] 将咖啡因和黄嘌呤添加至培养基 中,发现细菌纤维素的产量有所提高。咖啡因抑制了 磷酸二酯酶 (PDEA) 的活性,使环状二鸟苷酸 (C-diGMP) 的量增加,使纤维素合成酶保持较高活性,从 而提高其合成速度。实验发现,添加含有咖啡因和黄 嘌呤的茶抽提物的纤维素产量是未添加的 3~9 倍。 Zhou 等人 [16] 在培养基中加入 0.04% 海藻酸钠 制备了海藻酸钠-细菌纤维素复合物,产量增加了
细菌纤维素的研究和应用新进展
细菌纤维素的研究和应用新进展纤维素是地球上最丰富的生物聚合物,主要分布于植物如树木、棉花等中,它是形成植物细胞壁的主要成分,也是形成许多真菌、藻类细胞壁的主要成分。
随着人们对纤维素类产品需求的增加,人们获取纤维素的方法正不断地改进和更新。
近年,发现一些细菌也能产生纤维素,其结构、理化特性和生化特性等皆与植物纤维素有较大的差异,与植物纤维相比,细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)是由超微纤维组成的超微纤维网。
不仅是地球上除植物纤维素之外的另一类由细菌合成的天然惰性材料,而且是自1989 年Yamanaka 等[1]发现BC具有独特的功能后,以微生物作为载体,在分子水平上有高纯度、高结晶度、绿色环保的BC成为世界上公认的性能优异的新型生物学材料。
本文就BC的结构、性质、研究历史以及在生物医学材料上的应用综述如下。
1细菌纤维素的结构与特性1.1细菌纤维素的结构特点:BC是由葡萄糖分子以β-1,4糖苷键聚合而成的一种具有多孔性结构及一定纳米级孔径分布的高分子材料[2]。
早在1940 年,人们就用电镜观察到BC由独特的束状纤维组成,这种束状纤维的宽度大约为100 nm,厚度为3~8 nm,每一束由许多微纤维组成,而微纤维又与其晶状结构相关。
术醋杆菌(A.xylinum)是合成BC最强的细菌之一[3],BC的生物合成可分为聚合、分泌、组装、结晶四大过程,这四大过程是高度耦合的,并和细胞膜上的特定位点密切相关。
1.2 細菌纤维素有许多独特的性质:①强的持水性和透气性:BC是一种水不溶性的惰性支持物,有很多“孔道”,有良好的透气、透水性能。
依据合成条件的不同,它能吸收60~700倍于其干重的水份[2],未经干燥的BC的强持水性能(waterretentionvalues,wRv)值高达1000%以上,冷冻干燥后的持水能力仍超过600%。
经100℃干燥后的BC在水中的再溶胀能力与棉短绒相当,即有非凡的持水性,并具有高湿强度[4];②高化学纯度和高结晶度:BC是一种“纯纤维素”,以100%纤维素的形式存在,不含半纤维素、木质素、果胶和其他细胞壁成分,结构单一,提纯过程简单;③较高的生物适应性和生物可降解性:Helenius等[5]开展了BC植入小鼠皮下组织的生物适应性研究及Klenm等[6]用BC微管材料取代老鼠颈动脉的研究都表明BC与老鼠身体没有任何排斥反应。
微生物在食品中的纤维素降解和利用
微生物在食品中的纤维素降解和利用纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,具有丰富的碳源和纤维结构。
然而,由于人类缺乏纤维素降解酶,无法直接利用纤维素。
幸运的是,微生物世界中存在着一大批能够降解和利用纤维素的细菌、真菌和原生动物。
本文将围绕微生物在食品中的纤维素降解和利用进行探讨。
一、微生物降解纤维素的机制微生物降解纤维素主要通过一系列酶的参与来完成。
在酶的作用下,纤维素被逐渐分解为较小的纤维素聚糖、低聚糖以及葡萄糖等单糖单元。
具体来说,纤维素降解酶可以分为三类:纤维素酶、低聚糖酶和葡萄糖酶。
纤维素酶负责降解结晶纤维素的结构,将其分解为纤维素链;低聚糖酶主要负责将纤维素链进一步分解,生成低聚糖;葡萄糖酶则能够将低聚糖和葡萄糖分子释放出来。
这些酶的协同作用使得微生物能够有效地降解纤维素,释放出可供其利用的碳源。
二、微生物降解纤维素的应用微生物降解纤维素在食品加工中具有重要的应用价值。
首先,微生物降解纤维素可以提高食品的口感和质地。
在面包、饼干等面点制作过程中,加入纤维素降解菌可以使食品更加松软和可口。
此外,微生物降解纤维素还可以被利用于食品储藏。
纤维素降解菌能够利用食品中的纤维素作为碳源,降低食品中的纤维素含量,从而延长食品的保质期。
此外,纤维素降解菌还可以分解食品中的纤维素结构,改善食品的水分吸附性能,增加食品的质感和风味。
三、微生物降解纤维素的发展前景随着对食品健康的不断重视,纤维素降解菌在食品加工中的应用前景越来越广阔。
一方面,通过引入纤维素降解菌,可以有效提高食品的营养含量。
与传统食品相比,经过纤维素降解菌处理的食品富含较多的纤维素和低聚糖,可以为人体提供更多的膳食纤维和益生元。
另一方面,纤维素降解菌在食品储藏和保鲜方面也具有广阔的应用前景。
纤维素降解菌不仅可以降解食品中的纤维素,延长食品的保质期,还可以改善食品的质感和水分吸附性能,提高食品的风味和品质。
总结起来,微生物在食品中的纤维素降解和利用具有重要的意义。
纳米功能材料细菌纤维素研究进展
( c ol f ni n na S i c n n ier g o g u nvr t, h n hi 0 6 0 C i ) Sh o o v o met ce ea dE gnei ,D n h aU i s y S ag a 2 12 , hn E r l n n ei a
o h mcl ehooyadBo cnlg , 00, 5 2 11—14 fC e i c nl n ieh o y 2 1 8 ( ):5 aT g t o 6.
[ ] 刘四新 , 2 李从发.细菌纤维 素 [ . 京 :中 国农 业大学 出版社 , M] 北
20 0 7:1 . 01
倍。
品应用领域 和功 能来选择 合适 的反应 器 , 是细 菌纤维 素从 实验 室 走 向工 业 化 生 产 的 研 究 重 点 。
参 考 文献
[ ] Sn D h nY mpoe eti e rd ci f at i yte 1 ai A, ama .I rvm ns nt o ut no ce a snh — hp o b rl
第4 第 1 0卷 6期
21 0 2年 8月
广
州
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工
Vo . 140 No. 6 1
Au u t2 2 g s. 01
Gu n z u Ch mia n usr a g ho e c lI d ty
纳 米 功 能 材 料 细 菌 纤维 素 研 究进 展 冰
李小维 ,朱艳彬 ,范艺苑 ,李
细 菌 纤 维 素 ( at i e uoe或 M coi euoe 简 称 B ce a cl l rl l s i ba cl l , r l l s B 是细菌产生并分泌到基质 中的纤维素成分 I , C) 2 由单 纯的葡 萄 糖 缩 聚而 成 的 高 分 子 聚 合 物 , 而 具 有 一 系 列 优 于 植 物 纤 维 因
细菌纤维素的结构与性质及其应用研究进展
1细菌纤维素的结构及性质
1 . 1细菌纤 维素的 结构特 点
图 1细菌纤维 素 的电镜照 片 卞 玉荣 等人通 过 培养 与 提 取 木 醋杆 菌 细 菌纤
维 素产 品 , 并 对其 进 行 实验 分 析 , 测 定 了 木醋 杆 菌所 B C结构与天然纤维素结构非常相似, 都是 由葡 产 生纤 维素 中纤 维 素 、 蛋 白质 、 脂肪的含量 , 分 别 为 萄糖分子以 B一 1 , 4 糖苷键聚合而成的一种具有多孔 9 5 . 8 %、 1 . 7 %、 1 . 3 %。通过 电镜扫描照片观察 到 性结构及一定纳米级孔径分布的高分子材料 ] 。与 产 品 的微 纤 维直径 在 ( 0 . 0 1 —0 . 1 ) L m 之 问 ,比一 般 其他 形式 的纤 维所 不 同 的是 细 菌 纤 维 素 是 一个 错 综 的棉花纤 维 、 木浆纤 维 和合 成 纤 维 直径 (约 1 0 L m 左 复 杂的链 接 网络结构 , 而不 是可 分开 检测 长 度 的单 根 右) 要细 , 比胶原纤 维 ( 1 L m)及 最 薄 的化 学合 成 纤 维 纤维。早在 1 9 4 0年, 人们就用电镜观察到 B C由独特 ( 1 L m)还要 细 。 的束 状 纤 维 组 成 , 这 种 束 状 纤 维 的 宽 度 大 约 为 1 . 2细 菌纤 维素的独 特性质 1 0 0 n m, 厚度为 3 8 n m, 每一束 由许多微纤 维组成。图 B C 是一种水不溶性的惰性支持物 , 有很多孔道 , 1 为细菌纤维素分散体的电镜照片 。 有 良好 的透气 透水性 能 , 具有 强 持水 性 和透 气 性 ; B C
倍以上 , 具有高抗张强度和弹性模量 ; B C生物合成时 具有可调控性 ; 有极好的形状维持能力和抗撕力 , B C 膜的抗撕能力 比聚乙烯膜和聚氧 乙烯膜要强 5倍 ; 有 抗菌性和防腐性 ; 可利用广泛 的基质进行生产。 展进行了综述 , 系统阐述了国内外发酵生产细菌纤维 素 原 料 的研究 进 展 。毋 锐 琴 等 人 对 细 菌 纤 维 素 发 酵培养基 的优化进行 了研究 , 运用 P l a c k e t t — B u r m a n 试验设计法对 8 个相关影响因素的效应进行了评价 , 筛选出了有显著效应 的 3 个 因素 : 酵母膏 、 Z n S O 、 无 水 乙醇 , 然后 采 用 B o x—B e h n k e n 的 中心 组 合 试 验设 计和响应面分析方法 ( R S M)确定了上述三个 因素的 最 佳 浓度 。 培养细菌纤维素的方式主要有两种 : 静态培养和 动态培养。静态培养是指醋酸菌静置培养 , 在发酵液 表面产生纤维素膜。动态培养 是指在机械搅拌罐或 升气式生化反应器中通风培养醋酸菌 , 纤维素完全分 散在发酵液中。虽然不 同的培养方式产生的细菌纤 维素在化学成分上完全相同 , 但是在形态和物理性能 方面差异却很大 。 崔思颖 等人通过实验 比较了不同培养方式制 备的细菌纤维素的性质 , 结果表 明 , 静置培养 所产纤 维素成一薄膜 , 纤维结构较纤细、 致密 , 振荡培养所产 纤维 素成 球状 , 两 者结 构有 明显 差 异 ; 两 者 的 红 外光 图谱基本一致 ; 振荡培养得到 的细菌纤 维素 的吸水 性和复水性均 比较好 , 而静置培养得到的细菌纤维素 灰分含量较低。另外 , 周伶俐 ¨ 等人也对不 同培养 方式对细菌纤维素的结构与性质进行 了研究 , 认为不 同培养方式干扰了 B C的微观结构 , 即: 静置 培养 的 纤维素丝带相互缠绕且层状重叠 、 更加致密 , 丝带更 细, 富含 I 仅 , 具有更高结 晶指数、 更大 的晶粒尺 寸; 静 置培养 得 到 的纤 维素 具有 良好 的热稳 定性 , 发酵 罐培 养得到的纤维素具有 良好的阻燃性。
纤维素酶对食品品质改善的研究及应用
纤维素酶对食品品质改善的研究及应用随着人们生活水平的提高,对食品品质的要求也越来越高。
而在食品质量的改善过程中,纤维素酶发挥了重要的作用。
本文将从纤维素酶的定义及特性、食品品质改善的机制、纤维素酶在食品加工中的应用等几个方面进行论述。
首先,纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶。
纤维素是植物细胞壁的主要成分,纤维素酶通过水解纤维素的β-1,4-葡萄糖苷键,将纤维素分解成可溶性的纤维素低聚糖。
纤维素酶具有广泛的来源,包括细菌、真菌和一些动物,如昆虫和反刍动物。
纤维素酶的特性决定了它在食品品质改善中所起的重要作用。
其次,纤维素酶对食品品质的改善主要通过两个机制实现。
首先,纤维素酶能够降低食品中的纤维素含量,从而使食品更易消化。
纤维素是一种非消化性碳水化合物,难以被人体消化吸收。
而纤维素酶能够将纤维素分解成可溶性的纤维素低聚糖,提高食品的消化性,减轻人体对食品的消化负担。
其次,纤维素酶还能够提高食品的口感和品味。
纤维素在食品中往往会导致口感粗糙,影响口感的美观度。
而使用纤维素酶进行纤维素的降解,能够使食品细腻、口感更佳。
纤维素酶在食品加工中有着广泛的应用。
首先,构建纤维素酶基因工程菌株,通过发酵产生大量纤维素酶,实现工业化生产。
纤维素酶的纯化和提取是食品加工中的关键环节,而通过基因工程技术可以大大提高纤维素酶的产量和效率。
其次,纤维素酶在食品加工中可以被添加剂使用。
例如,在面包制作中,添加纤维素酶可以改善面团的加工性能,增加面包的体积和柔软度。
在果汁和酿造过程中,添加纤维素酶可以有效降解植物细胞壁,提高果汁的产量和收率。
此外,纤维素酶还可以用于奶制品、肉制品和调味品等方面,以改善食品的质地和口感。
纤维素酶对食品品质的改善带来了许多好处。
首先,食品通过纤维素酶的降解,具有更佳的口感和质地,更容易受到人们的青睐。
其次,纤维素酶的应用可以提高食品的消化性,减轻人体对食物的负担,尤其对于老年人或胃肠功能不佳的人群来说,具有特殊的健康意义。
新型生物材料细菌纤维素的研究现状和发展趋势
新型生物材料细菌纤维素的研究现状和发展趋势邓甫090524105摘要:细菌纤维素是一种天然的生物高分子聚合物,具有独特的理化、机械性能,如高持水性,高杨氏模量,很好的机械强度,很好的生物相容性,因此成为一种很有前景的应用材料。
本文主要综述了细菌纤维素的结构特点和功能特性以及在各方面的用途及研究现状,并且重点介绍了细菌纤维素在造纸工业和医学方面的应用。
关键词:细菌纤维素,结构,应用,造纸工业,生物医学1.细菌纤维素的基本介绍1.1 细菌纤维素的由来细菌纤维素(Bacterial cellulose,简称BC)是由生长在液态含糖基质中的细菌产生的, 并分泌到基质中的纤维素成分, 它不是细菌细胞壁的结构成分,而是一种胞外产物。
为了与植物来源的纤维素区分,将其命名为“细菌纤维素”。
1866年英国科学家Brown 首次报导了木醋杆菌能合成纤维素。
在适当的条件下,能产生纤维素的细菌种类很多,主要集中在:醋酸杆菌属,产碱菌属,八叠球菌属,根瘤菌属,假单胞菌属,固氮杆菌属,土壤杆菌属,无色杆菌属,气杆菌属和葡糖醋杆菌属等。
近来报道的葡糖醋杆菌是醋酸杆菌科出现较晚的一个属,1997年,Y amada在进行辅酶Q 类型和16S rRNA序列比较的基础上,提出应将葡糖醋杆菌提升为属,目前,葡糖醋杆菌属共包含11个种,分别是:G.liquefaciens、G. azotocaptans、G.diazotrophicus、G.entanii、G.europaeus、G.hansenii、G.intermedius、G.johannae、G.oboediens、G.sacchari、G.xylinus。
1.2 细菌纤维素的结构细菌纤维素与自然界中的植物纤维素化学结构相似, 都是由毗喃型葡萄糖单体(β一D一葡萄糖) 通过β一1 , 4 一糖昔键连接而形成的一种无分支、大分子直链聚合物, 具有(C6H1005)n的组成, 直链间彼此平行, 不呈螺旋构象, 无分支结构, 又称为β一1 , 4 一葡聚糖。
纤维素及其衍生物的应用
纤维素及其衍生物的应用
纤维素是一种天然的多糖化合物,存在于植物细胞的细胞壁中。
由于其特殊的化学结构和物理性质,纤维素及其衍生物在许多领域得到了广泛的应用。
1. 纤维素在食品工业中的应用:纤维素常被用作增稠剂、结构物和稳定剂。
在低脂食品中,纤维素可以用作替代性的脂肪。
2. 纤维素在制药工业中的应用:纤维素是一种惰性的化合物,可以用作药物和维生素的载体。
纤维素的结构也使其成为一种非常好的吸附剂,可以用来去除杂质。
3. 纤维素在纸张和纺织品工业中的应用:纤维素是一种重要的原料,常被用于生产纸张和纺织品。
纤维素的纤维结构可以提高纸张和纺织品的强度和耐久性。
4. 纤维素在生物质能源领域中的应用:纤维素是一种重要的生物质能源原料,可以用于生产生物柴油、生物气体和生物酒精等。
5. 纤维素在环境保护领域中的应用:纤维素可以用于处理污水和有毒废物。
通过纤维素的吸附作用,可以有效地净化水体和土壤。
总之,纤维素及其衍生物在各种工业领域都有着广泛的应用,其特殊的化学结构和物理性质成为了各个领域的重要原料和工具。
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细菌纤维系在食品工业中的应用
科 技 .0 0 N 5 3 2 0 , o. :4—3 5
2 Ka h . ie s I l a iofuco e: W ha r e t y R N n s . nu i nd Ol n g r ts tA e Th y7
o a) n s 、无 色 杆 菌属 ( h o a tr 、产 碱 杆 菌属 Ac rmb ce ) ( c l e e ) 气 杆 菌 属 ( ho a tr 、固氮 菌 Alai n s 、 g Ac r mb ce)
提纯 过程 简 单 。还 有 高抗 张 强 度 和 弹性模 量 。细菌 纤 维 素经 洗 涤 、 燥后 , 氏模 数 可 达 IMP, 热 干 杨 O 经 压 处 理后 , 氏模 数 可 达 3MP, 杨 0 比有 机合 成 纤维 的 强 度 高 4倍 。 很 强 的水 结 合 性 。其 内部 有很 多“ 有 孔 道 ”有 良好 的透 气 、 水性 能 , , 透 能吸 收 6 ~70倍 于 0 0 其 干重 的水分 ,即有 非 凡 的持 水 性 ,并 具 有高 湿 强 , 度 。又 有 极佳 的形状 维 持 能力 和极 佳 的抗 撕力 。细 菌 纤维 素 膜 的抗撕 能力 比聚 乙烯 膜 和 聚氯 乙烯 膜 要 强 5倍 。较 高 的生物 适 应性 和 良好 的生 物 可 降解 性
属 ( oo atr、 瘤 菌属 ( hzbu 和八 叠球 Aztb ce) 根 R i im) a 菌属 (ac a 这 些 属 中 的某些 种 , S ri ) n 它们 合 成 的纤 维 素统 称 为 细菌 纤 维 素 。其 中真 正 能够批 量 地工 业 化 生 产 细 菌 纤 维 素 且 合 成 能 力 最 强 的是 醋 酸 菌 属 ( eo atr 中 的 木 醋 杆 菌 ( eo atrx l Actb ce) Actbce yi — u 。 菌纤 维 素 是 由纯 的 D. 萄糖 聚合 而 成 。纤 m) 细 葡 维 素含 量 极 高 , 掺杂 其 它多 糖 。 不 l 细 菌 纤 维素 的 特性 细 菌 纤维 素 作 为一 种 新型 生 物材料 ,有 许 多独
细菌纤维素在发酵香肠生产中的应用
细 菌 总 数 、 大 肠 菌 群 、 致 病 菌 的 测 定 , 按
G 25. B 7 9 1—1 9 9 6的 规定 进 行 。
2 工 艺 流 程 及 配方
制作 发 酵 香 肠 的工 艺 分 为 两 部 分 ,首先 是 细 菌 纤 维 素 的制 备 ,其 次是 将 细 菌 纤 维 素 添 加 到肠 馅 中 去 ,发 酵后 按 常 规 香肠 加 工 工 艺 制 成 富 含 细 菌纤 维
醋 酸菌 斜 面一 扩 大 培养 发 酵 培养 基一 灭 菌一 冷 却一 接 种一 摇瓶 培养一 静 置 培 养一 收获 纤 维 素一 清 洗一 捣 碎一 备 用 。
2. 发 酵 剂 的制 备 ( 2 。 ]
在试 验 中采用 乳 酸 菌 单 独 培 养 混合 发 酵 的方 式 来 制备 发 酵 剂 ,即按 3 的接 种 量 向豆 奶 中 接 入 按 %
氨 基 酸 。缩 短 了成 熟 时 间 ,而 在 发 酵 香 肠 中 添 加 细 菌 纤 维 素 ,则 可 解 善 其 口感 ,增 加 其 保 健 功 能 。 关 键 词 细 菌 纤 维 素 发 酵 香 肠
利 用 乳 酸 菌 发酵 生 产 的 发酵 香 肠 不 仅 能改 善 制 品 的色 、香 、味 。提 高 制 品的 品质 ,使 产 品 易 于消 化 吸 收 ,还 具 有 一 定 的保 健 功 能 ,而 且 可 抑 制有 害 微 生 物 的生 长 繁殖 ,防止 生 产过 程 中腐 败 变质 的发 生 ,延 长 制 品的货 贺期 。 同时 随着 我 国人 民生 活水 平 的 提 高 ,人 们 的 饮 食 结 构 趋 向 于 高 蛋 白、 高 纤
食品中纤维素的结构与功能关系研究
食品中纤维素的结构与功能关系研究食品中纤维素的结构与功能关系研究众所周知,纤维素是植物细胞壁的主要组成部分,也是一种常见的食品成分。
它具有丰富的纤维素结构和多样的功能,对人体健康有着重要影响。
本文将就食品中纤维素的结构与功能关系展开研究。
首先,让我们来了解一下纤维素的结构。
纤维素是由β-葡聚糖分子通过1-4-糖苷键链接而成的线性多糖。
每个β-葡聚糖分子由许多葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而成,形成纤维素链。
这种链式结构赋予了纤维素一定的稳定性和扩张性。
纤维素的结构与其功能密不可分。
首先,纤维素具有良好的水溶性和吸水性。
纤维素链上存在大量的氢键,能够与水分子相互作用,吸收并保持水分,从而增加食物的体积。
这种作用使得纤维素在胃中能够增加饱腹感,减少食欲,有助于控制体重。
此外,纤维素具有增强肠道运动的作用。
纤维素在肠道内能够吸收水分,增加粪便的湿度和体积,刺激肠道蠕动,促进粪便的排出。
这对于防治便秘、维护肠道健康至关重要。
纤维素还有助于血糖的调节。
纤维素在食物中被消化酶难以降解,所以不能被人体吸收利用。
当食物中含有纤维素时,它会延缓食物在胃中的排空速度,减缓葡萄糖的释放速度,避免血糖迅速升高。
这对于预防糖尿病和调节血糖水平非常重要。
此外,纤维素还具有清除肠道垃圾的作用。
纤维素能够吸附一些有害物质,如胆固醇、毒素等,从而帮助排出体内的废物,减少对人体的不良影响。
除了以上功能外,纤维素还具有一些其他的生理活性。
例如,纤维素能够保护胃黏膜,预防胃溃疡的发生;纤维素还可以减少动脉壁上的胆固醇沉积,降低心血管疾病的风险;纤维素还能调节肠道菌群平衡,维持肠道健康等。
综上所述,纤维素在食品中扮演着重要的角色。
纤维素的结构与其功能密切相关,其线性的链式结构赋予其水溶性、吸水性、增强肠道运动等特点。
通过控制饮食结构,摄入适量的纤维素能够对人体健康产生积极影响。
因此,在日常生活中,我们应该重视食品中纤维素的摄入,保持均衡的饮食结构,为自身的健康助力。
食品中纤维素的溶解特性及其功能评价研究
食品中纤维素的溶解特性及其功能评价研究引言:食品中的纤维素是一种重要的营养成分,其溶解特性及功能评价一直是食品科学领域的研究热点。
本文将探讨食品中纤维素的溶解特性以及评价其功能的研究进展,为我们了解纤维素的重要性和应用提供参考。
1. 纤维素的溶解特性:纤维素是非溶性纤维素和溶性纤维素两大类的总称。
溶解特性是纤维素的重要性质之一。
溶解的纤维素能够形成粘稠的胶体,具有吸水膨胀的特点。
这对于人体消化道的健康起到了重要作用,有利于促进肠道蠕动、防治便秘等问题。
通过研究纤维素的溶解特性,可以更好地理解它在食品中的应用。
2. 纤维素功能评价的方法:纤维素的功能评价是研究者们关注的焦点之一。
目前,常用的纤维素功能评价方法主要有体外消化模拟、动物试验和人体试验等。
体外消化模拟是一种较为常用的方法,通过模拟人体消化道的过程,评价纤维素的降解和发酵情况。
而动物试验和人体试验则可以更直接地观察纤维素对于生理和代谢的影响。
3. 纤维素的功能:纤维素在食品中的应用不仅仅是增加食品的纤维含量,还有很多其他功能。
首先,纤维素通过增加食物的体积,有助于降低能量密度,减少能量摄入,从而对身体的健康有积极的影响。
其次,纤维素在肠道内能够与胆汁酸结合,减少胆固醇的吸收,有助于降低血脂和预防心血管疾病。
此外,纤维素还能促进肠道菌群的平衡,提高免疫力,并有助于预防肠道疾病等。
4. 纤维素的应用前景:纤维素的重要性在食品科学领域已经得到广泛的认可。
随着人们对健康饮食的追求,对纤维素的需求也越来越高。
因此,纤维素在食品加工中的应用前景非常广阔。
例如,将纤维素添加到面包、糕点等食品中,不仅可以提高其质地和口感,还能增加其营养价值。
此外,纤维素还可以用于制作低热量食品和功能性食品,满足人们的日常需求。
结论:食品中纤维素的溶解特性及其功能评价研究是食品科学领域的重要课题。
通过研究纤维素的溶解特性和功能,可以更好地理解其在食品中的应用和价值。
未来,我们还需要进一步探索纤维素的功能机制,不断拓展其在食品加工和健康领域的应用。
细菌纤维素在食品工业中的应用
细菌纤维素在食品工业中的应用马霞;王瑞明;贾士儒;关凤梅【期刊名称】《中国食物与营养》【年(卷),期】2002(000)003【摘要】@@ 细菌纤维素(Bacterical cellulose,BC)是当今国内外生物材料研究的热点之一.一般认为合成纤维素是植物特有的功能,但是,有少数微生物也能合成纤维素.现已知道,在各种不同条件下能合成纤维素的微生物有醋酸菌属(Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achrombacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、气杆菌属(Aerobacter)、固氮菌属(Azotobacter)、根瘤菌属(Rhizabium)和八叠球菌属(Sarcina)等的某些种,它们合成的纤维素统称为细菌纤维素.其中真正能够批量地工业化生产细菌纤维素且合成能力最强的是醋酸菌属(Acetobacter)中的木醋杆菌(Acetobacterxylnium).【总页数】2页(P17-18)【作者】马霞;王瑞明;贾士儒;关凤梅【作者单位】山东轻工业学院食工系,济南,250100;山东轻工业学院食工系,济南,250100;天津轻工业学院食品科技学院;山东轻工业学院食工系,济南,250100【正文语种】中文【中图分类】TS2【相关文献】1.细菌纤维素及其在食品工业中应用 [J], 蒲海燕;陈宇前2.细菌纤维素的生产及其在食品工业中的应用 [J], 赵思雨;陈仕艳;王华平3.细菌纤维素在食品工业中的应用 [J], 杨娟4.细菌纤维素在食品工业中的应用研究进展 [J], 吕橄;赵文韬;龚建萍;武广珩5.细菌纤维素及其在食品工业中的应用 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
产细菌纤维素
产细菌纤维素
细菌纤维素是一种由一些细菌产生的纤维素物质。
它是细菌细胞外分泌的一种多聚糖,由许多纤维素链组成。
细菌纤维素具有较强的强度和生物降解性能,因此被广泛应用于生物材料和生物医学领域。
产生细菌纤维素的细菌主要有以下几种:
1. 醋酸菌:醋酸菌能够通过发酵产生纤维素,被称为醋酸菌纤维素。
醋酸菌纤维素被广泛用于食品、纺织品、纸张等领域。
2. 莱氏菌:莱氏菌是一种革兰氏阴性细菌,能够产生纤维素。
莱氏菌纤维素具有抗菌和抗氧化等特性,可以应用于药物控释、修复组织等领域。
3. 酵母菌:某些酵母菌也能够产生纤维素,这种纤维素被称为酵母菌纤维素。
酵母菌纤维素被用于食品添加剂、织物制造等领域。
细菌纤维素的应用主要包括以下几个方面:
1. 生物医学领域:细菌纤维素可以作为药物控释系统的载体,帮助控制药物的释放速度。
它也可以用于修复组织、填充空洞等医学应用。
2. 食品工业:细菌纤维素可以用作食品添加剂,增加食品的质地和口感。
3. 纺织品工业:细菌纤维素可以用于制作纺织品,提高纺织品的柔软度和稳定性。
4. 纸张工业:细菌纤维素可以用作纸张的添加剂,增加纸张的强度和柔韧性。
总之,细菌纤维素是一种具有广泛应用前景的生物材料,可以在医学、食品、纺织品和纸张等领域发挥重要作用。
细菌纤维素
细菌纤维素细菌纤维素是一种重要的生物聚合物,它是由细菌合成的一种多糖类物质,具有多种生物学功能。
细菌纤维素在自然界中广泛存在,是一种与植物纤维素相似的多糖,但结构和性质上略有不同。
细菌纤维素通常以线状或片状的形式存在,具有较高的生物降解性和生物相容性。
细菌纤维素的生物合成细菌纤维素的合成主要通过细菌体内的细胞壁合成机制完成。
这种多糖聚合物由细菌通过代谢途径合成并分泌到细胞外,形成类似纤维状的纤维素结构。
这种合成过程在细菌中起着重要的结构和功能支持作用,与细菌的生长与繁殖密切相关。
细菌纤维素的生物学功能细菌纤维素在自然界中具有多种生物学功能。
首先,它可以提供细菌细胞壁的结构支持,增强细胞的稳定性和形态。
其次,细菌纤维素在细菌之间的附着和固定过程中发挥着重要作用,帮助细菌形成群落和生物膜结构。
此外,细菌纤维素还可以作为一种重要的能量储备物质,为细菌的生长与繁殖提供能量支持。
细菌纤维素的应用由于细菌纤维素具有良好的生物相容性和生物降解性,在医学领域、食品工业和环境保护领域有着广泛的应用前景。
在医学方面,细菌纤维素可以用作生物材料,用于修复组织缺损和促进伤口愈合。
在食品工业中,细菌纤维素可以用作稳定剂和增稠剂,提高食品的口感和质感。
在环境保护领域,细菌纤维素可以用于生物降解材料的制备,减少环境污染和资源浪费。
综上所述,细菌纤维素作为一种重要的生物聚合物,在生物学功能和应用领域具有广泛的潜力和价值。
随着科学技术的发展和应用领域的不断拓展,细菌纤维素将发挥出更多的潜力,为人类社会的可持续发展和健康福祉做出更大的贡献。
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细菌纤维素及其在食品领域中的应用研究
迟玉杰东北农业大学食品学院日期:2007-12-06
细菌纤维素是经液态含糖基质发酵而产生的细胞外纤维素。
细菌纤维素是由β-1,4葡聚糖连接而构成的高分子化合物,由独特带状纤维构成,而且每一带
状纤维又由很多微纤维构成。
细菌纤维素的直径远小于其它天然和人工纤维的直径。
它有着植物纤维素所没有的许多特点:(1)纯度和结晶度很高,不含木质
素和半纤维素,因此提纯十分简单。
它可以制成微小纤维产品。
(2)纤维素经
处理后有很高的杨氏模量。
(3)有很好的透气性、透水性、持水性。
(4)具有极好的可塑性和抗撕能力。
(5)有较好的生物适应性,可直接降解,生物合成
易于调控,是一种理想的生物合成原料。
这些都决定了细菌纤维素在声音振动膜﹑高强度纸﹑纺织纤维﹑食品﹑新型伤口包扎材料﹑人造皮肤等方面有广阔的
商业化应用前景。
纤维素是一种储量丰富的天然聚合体, 是D-葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成的链状高分子,具有(C6H10O5)n的组成,广泛存在于树木、棉花等
植物中,也有少量存在于若干细菌和个别低级动物,如蜗牛中的被囊素即是动物纤维素,木醋杆菌(Acetobacter xylinum)能利用葡萄糖、蔗糖等合成细菌纤维素。
天然植物纤维素通常分为木材纤维、草类纤维和韧皮纤维,常与木质素、半纤维素、树脂等伴生在一起。
与自然界存在的植物纤维素和动物纤维素相比,细菌纤维素具有更优越的特性,如高纯度、高结晶度、高强度、较高的杨氏模量和很好的亲水性,并且具有生物可降解性,是环境友好的产品。
自S.Yamanaka 等人发现细菌纤维素具有独特的功能后,细菌纤维素作为一种生物材料受到科学界的广
泛关注。
细菌纤维素的性质
纯度和结晶度:细菌纤维素不含木质素和半纤维素及果胶等杂质,因此提纯十分简单。
纤维素结晶度高,以单一纤维存在,可以制成微
小纤维产品。
克服了传统微小纤维制品要从天然纤维出发,经过一系
列加工过程的麻烦。
处理后扬氏模量:扬氏模量是工程材料的物理参数,它是指材料抵抗弹性形变的能力。
细菌纤维素经洗涤﹑干燥后,扬氏模量为10MPa,经热压处理后,扬氏模量可达30Mpa,比有机合成的纤维高4倍,并且细菌纤维素的机械性能与生产纤维素的发酵方式和膜处理的方法无关。
用细菌纤维素制成的膜有极好的形状维持能力和抗撕拉能力。
透水性﹑透气性﹑持水性:有良好的透水﹑透气性能,具有很强的亲水性,能吸收60-700倍于其干重的水分,即有非凡的持水性,通常情况下,持水率大于1:50,经特殊处理可达1:700。
并具有高湿强
度,可反复干湿做吸水材料。
生物适应性:有较好的生物适应性,可直接降解,生物合成易于调
控,是一种理想的生物合成原料。
细菌纤维素的应用
虽然细菌纤维素的发现至今已有一百多年的历史,但由于生产成本高和对其物理特性了解不够充分,以致其应用受到限制。
最近几十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。
目前,其主要应用于附加值较高的领域。
在声音振动膜、高强度纸、新型伤口包扎材料等产品的研制中已进入实用化阶段,在其它方面也具有广泛的商业化应用潜力。
在食品工业中的应用:细菌纤维素具有很强的亲水性、持水性、凝胶特性、稳定性及完全不被人体消化的特点,使之成为一种很具吸引力的食品基料,可作为食品的增稠剂、成型剂、分散剂和结合剂等。
0.4%细菌纤维素加0.1%羧甲基纤维素混合物的胶体具有比黄原胶更强的稳定性。
细菌纤维素和其他胶体(包括黄原胶在内)具有共效作用。
细菌纤维素可代替沙拉酱中的油脂;可添加到冰淇淋中,作为增稠剂使用,以提高冰淇淋的粘稠度,它与CMC、明胶搭配使用可明显改善冰淇淋的组织结构并使CMC、明胶的用量降低,口感更好;还可作为鱼丸子、肉丸子及香肠类制品的胶体添加剂,会赋予产品更加美好的口感。
也可作
为健康纤维食品,降低胆固醇。
传统发酵工艺中,由醋酸菌纯种培养或醋酸菌和其它微生物混合培养,可产生含有丰富纤维素的发酵食品,如纳塔(nata)和红茶菌(black fungus)等,在中国、日本、菲律宾和印度尼西亚等许多东亚、东南亚国家深受欢迎。
由于逐渐认识到细菌纤维素具有一系列的独特性质及商业实用价值,这些传统食品得到了进一步的开发和利用。
纳塔持水性好,具有独特的凝胶状半透明质地,广泛用于加工成
各种纳塔食品,如果冻、饮料、糖果、罐头等。
因纳塔由纤维素构成,完全不为人体消化吸收,食后具有饱腹感,可减少食量而作为低热量的减肥食品,并且可增加粪便体积,稀释毒物,促进肠蠕动及排便,防治便秘,在国际市场上一直畅销不衰。
纳塔染色后,可改善其外观,在食品中应用更为广泛。
由于纳塔具有单一的β-1,4-糖苷键,所以很难借助羟基着色。
F.S.Heu 用Monascus purpureus(紫红曲霉)发酵方法染色纳塔。
红曲菌丝能通过纳塔的纤维素网眼结构生长。
以大米粉末为主要碳源,味精为主要氮源,30℃发酵12d,纳塔可被染色。
相对于一般染色的纳塔,Monascus-nata复合物的着色对水洗、加热、冷冻、酸化和碱化有更大的抵抗力。
经366nm的紫外线照射36 h,脱色率为66.1 %。
Monascus-nata复合物作为一种新型食品原料有很大的应用潜
力。
红茶菌是以茶叶浸出液通过发酵制成的一种保健饮料。
在生产红茶菌的过程中,在汁液的表面形成一层胶状液膜,其主要成分是细菌纤维素。
红茶菌中含有多种微生物,主要是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等。
红茶菌能帮助消化,增强肠胃吸收能力和降低血脂。
红茶菌液中存在有良好抗菌能力的抗菌蛋白,能预防消化道感染的发生。
在医用材料中的应用:细菌纤维素具有良好的生物适应性,很好的韧性强度和水合度,有利于皮肤组织生长和限制感染。
Ciechanska Danuta 等人通过改变培养基的组成,来改良细菌纤维素的性能。
测试结果表明细菌纤维素具有一些独特的性质,如生物活性(bioactivity )、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。
Dieter等人曾将细菌纤维素作为显微外科中的人造血管,发现其具有临床应用价值。
细菌纤维素膜可作为缓释药物的载体携带各种药物,利于皮肤表面给药,促进创面的愈合和康复。
这种材料的优点在于可有效缓解疼痛,有良好的附着性,可有效防止细菌的入侵感染,促进伤口的快速愈合,对于水分及电解物有良好的通透性。
此外,与传统的材料相比,这种材料更有利于健康皮肤的生长。