摇瓶发酵细菌纤维素的木糖驹形氏杆菌P1-1筛选及培养基初步优化

为了提高细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)动态发酵产量,从6种腐烂的水果中筛选出产细菌纤维素菌种42株,从所筛菌种中选择初筛动态发酵产量最高的木糖驹形氏杆菌(Komagataeibacter xylinus)P1-1,对P1-1菌株产的细菌纤维素进行性质分析。红外光谱和热重分析结果表明,细菌纤维素有良好的热稳定性,扫描电镜结果表明纤维直径仅有27nm。通过单因素试验及正交试验优化发酵培养基为:葡萄糖60 g/L,安琪蛋白胨FP41014.41 g/L,KH2PO_(4)3 g/L,MgSO_(4)·7H2O20 g/L,乙酸1 mL/L。在此培养基中,木糖驹形氏杆菌P1-1动态发酵96h后细菌纤维素产量达4.30 g/L,比初始培养条件下产量(1.76 g/L)提高了2.44倍。该研究为利用木糖驹形氏杆菌生产细菌纤维素提供了理论依据,并为细菌纤维素进一步动态发酵的研究奠定了基础。

利用不同碳源调控椰果凝胶产品的结构和质构特性

本文研究了四种不同碳源(葡萄糖,果糖,甘露醇和乙醇)对两株木糖驹形氏杆菌(ATCC 53582和ATCC 23767)生产的椰果凝胶产量的影响,并研究了在相同碳源浓度下,由不同碳源生产的椰果凝胶的结构和力学性能。当碳源为葡萄糖且浓度为20 g/L时,木糖驹形氏杆菌ATCC 53582的椰果凝胶产量最高(6.07 g/L)。碳源浓度为30 g/L时,葡萄糖、果糖和甘露醇分别作为碳源生产的椰果凝胶的平均纤维网孔直径(分别为0.61μm、0.48μm和0.57μm)均小于乙醇为碳源生产的椰果凝胶(1.06μm);在相同椰果凝胶高度(0.50 mm)下它们的储能模量(分别为210 kPa、230 kPa和170 kPa)均大于碳源为乙醇生产的椰果凝胶(17 kPa);拉伸测试中,它们的杨氏模量(分别为3.54 MPa、6.49 MPa和5.49 MPa)也均大于碳源为乙醇生产的椰果凝胶(1.62 MPa)。

补料分批发酵法对细菌纤维素产量、结构及流变学特性的影响

补料分批发酵法是工业上常用的连续发酵生产手段。其中,引入新批次的液态培养基的过程可能会对细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)凝胶的产量和品质造成影响。该研究探讨了2株木糖驹形氏杆菌ATCC 53582和ATCC 700178在补料分批发酵过程中菌体数目、培养基碳源及氮源浓度的变化,并对补料分批法生产的细菌纤维素的产量、微观结构及流变学特性进行了研究。结果表明,在发酵第7天,ATCC 53582的BC产量约是ATCC 700178的12倍。通过3次分批补充碳源、氮源和种子液,菌株ATCC 700178的BC产量最高,增长了5.9倍,但3次补料残留了约8~9 g/L的碳源。BC凝胶表现出强弹性特性,拥有纳米级纤维网络结构。菌株ATCC 700178分批补料生产的BC凝胶强度随补料次数增加而增强。该研究对连续生产品质稳定的细菌纤维素凝胶提供了理论支撑。