细菌纤维素

我国大部分细菌纤维素集中在食品、食品添 加剂和造纸应用等方面，在生物医用材料的开发应用 上仅停留在低端产品。我们国家生产的细菌纤维素应 用在敷料上的比较多，特别是利用它来制造纱布，因 为纱布属于医用材料的低端产品，出口量也比较大， 但是很多高端生物医用产品，目前国内几乎没有。细 菌纤维素在医用材料制品中离实现规模产业化还有一 定的距离。
应用 ：
现已制成人造皮肤、纱布、绷带和‘‘创可贴”等伤口 敷料商品。细菌纤维素膜还可作为缓释药物的载体携带各 种药物，用于皮肤表面给药，促使创面的愈合和康复。
食品工业
1、食品基料：利用细菌纤维素的凝胶和高持水特性及其产物醋酸、乳酸等 的特殊风味，可将其作为人造肉、人造鱼、火腿肠中的食品成型剂、增稠 剂、分散剂、改善口感材料及肠衣和某些食品的骨架。 2、保健食品：具有防便秘、清肠胃、排毒、降低胆固醇的功效。不可消化的 纤维可促进肠道蠕动，降低食物滞留在肠道的时间，减少肠道对有毒、致癌 物质的吸收，从而具有预防便秘和结肠癌、排毒美容、降低胆固醇等保健功 能。
音响设备振动膜
细菌纤维素的高机械强度可满足当今项级音响设 备声音振动膜材料所需的对声音振动传递快和内耗高 分子间作用力较强，强度增加 的特性要求。
此优异特性主要源于其 高纯度及超微细结构，经热 压处理制成的具有层状结构 的膜形成了更多氢键，使其 杨氏模量和机械强度大幅度 提高
纺织工业
作吸附剂和离子交换膜，从工业废水中回收重金属离子
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细菌纤维素
定义：细菌纤维素（Bacterial Cellulose,简 称BC），又称为微生物纤维素，他是一种由 细菌产生的高聚物。 结构式：
细菌纤维素
发展历程
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物化特性
高结晶度、高聚合度和非常一致的分子取向，并以单 一纤维形式存在，纯度极高 纤维直径在0.01-0.1um之间，抗拉力强度高，杨氏模量高
二：得到细菌纤维素凝胶后再进行化学处理
改性和表面修饰后
网状结构变细，聚合度，热稳定性提高，吸水 性增强，再溶胀能力提高
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将细菌纤维素与其它材料进行复合
添加一定量金属，金属更容易嵌入细菌纤 维素的结构中，改变该聚合电解质薄膜的化学 结构可拓宽其使用范围。
将干燥的细菌纤维素薄膜浸入 用甲醇稀释的酚醛树脂溶液中， 最后热压制得复合材料。这种 细菌纤维素基的复合材料有较 好的机械强度，其杨氏模量高
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在国内，采用大豆乳清作为培养基质制备细菌纤维素，既达到 降低细菌纤维素生产成本的目的，又为大豆乳清的无污染处理 与排放提供了新的途径。大豆乳清中含糖量较少，研究仅限于 大豆乳清代替培养基中的蒸馏水。
改性和表面修饰
一：是通过在其发酵过程中加入试剂实现
向培养基中加入萘啶酸和氯霉素可以延长细菌的生存时 间，可以发酵形成更宽的纤维素丝带。这样获得的纤维素 具有更高的杨氏模量，具有优良的机械性能
应用
1、 Ajinomoto与三菱造纸厂开发出了添加细菌纤维素的高质量纸品，这种纸品 印刷、抗水质量好，强度高，吸墨均匀，附着力好。 2、在制造吸附有毒气体的碳纤维板时，加入细菌纤维素可提高碳纤维的吸附容量。 3、在造纸纸浆中加入醋酸菌纤维素，增加了纸张强度，抗膨胀性能、弹性和耐 用性，并因其生物可降解性而有利于三废处理。
扩大生产
2
从碳源和培养基的组成上降低成本，提高产量
在菲律宾，人们传统上是用椰子水发酵生产细菌纤维素，产品叫Nata de coco，中国的海南省也是用本地特有的椰子水作原料生产细菌纤 维素。 在木醋杆菌的发酵中用西瓜皮汁做培养基具有更高的细菌纤维素 产量。再加入酵母浸出液和蛋白胨还能提高纤维素产量。
2
培养基的组成对产量有很大影响
碳源：细菌纤维素培养基的主要成分之一，直接影 响其产量。 氮源：满足繁殖菌体对核苷酸、氨基酸等的需要。
ห้องสมุดไป่ตู้
有机酸研究发现某些有机酸能产生更多能量，加 速细胞生长，从而提高细菌纤维素产量。 微量元素、纤维素酶、琼脂等也可对细菌纤维素 的产量产生影响
降低成本
提高产能
如何实现产业化产？
其他用途
作增强剂，超滤和反渗透膜材料，高强 度纸杯，动物细胞培养载体等 可循环使用的婴儿尿布、功能性树脂，油漆、 墨水、胶粘剂中的增稠剂及粉末的结合剂。
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细菌纤维素的生物合成途径
纤维素 纤维素合成酶 尿苷二磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸焦磷酸化酶 葡萄糖磷酸变位酶 1-P-葡萄糖 6-P葡萄糖 葡萄糖酸 葡萄糖脱氢酶 葡萄糖 葡萄糖激酶
有极强的持水性和透水性，能吸收60-700倍于其干重的水分
具有较高的的生物适应性，并且在自然界可直接降解， 不污染环境
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医用 材料 其他 用途 食品 工业
应用
音响设备 振动膜 纺织 工业 造纸 工业
医用材料
优点：
1、细菌纤维素具有良好的生物适应性 2、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 3、潮湿情况下机械强度高，对液、气通透性好，与皮肤相容性 好、无刺激，并且结构极为细密，防菌性和隔离性较好
食品工业
3、发酵食品：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。
造纸工业
优点
1、细菌纤维素因其极高的纤维素纯度，作为造纸原料，免去了一般植 物纤维脱木质素的制浆过程。 2、将细菌纤维素添加到纸浆中，可提高其强度和耐用性，并解 决了废纸回收再利用后纸强度下降的问题。