不同干燥方式对细菌纤维素物理性能的影响

本文考察不同干燥方式对细菌纤维素的物理性能的影响。采取3种不同干燥的方法分别对细菌纤维素膜进行干燥,分别为:60℃烘箱中干燥(BC-DHT);在-20℃冷冻结实后冷冻干燥(BC-FDF);在液氮中迅速冷冻结实,然后冷冻干燥(BC-FDN)。通过扫描电子显微镜观察,BC-FDN的内部结构比BC-FDF和BC-DHT更松散。在吸水性能方面,BC-DHT、BC-FDF、BC-FDN每克纤维素吸水量分别为2.38 g、6.22 g、58.24 g。在透湿率方面,BC-FDN的透湿性能最好,其次为BC-FDF,而BC-DHT透湿性能最差。对BC-DHT、BC-FDF、BC-FDN进行X射线衍射分析,从其衍射图谱分析所得结晶指数分别为78.5%、64.2%、47.5%。热重分析结果分析所得,BC-DHT的热稳定性较好,其次为BC-FDF,而BC-FDN的热稳定性最差。由此可见,通过不同的干燥方法能改变细菌纤维素的物理性质。

一株产细菌纤维素菌株的筛选鉴定及其产物分析

从红茶菌液中筛选获得一株产细菌纤维素的菌株BC-41,经生理生化分析和分子生物学鉴定,现证实该菌株为中间葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter intermedius)。对该菌株所产生的细菌纤维素进行了物理特性的表征和分析,获得以下数据:BC-41所产的纤维素纯度达到91.32%,湿纤维素膜含水率达99.16%,每克干纤维素膜能吸水28.59 g;扫描电子显微镜观察,显示该纤维素具有网状结构,且纤维束宽度分布在40-100 nm之间;X射线衍射分析,证实该纤维素的晶型为纤维素I型,结晶指数为48.8%;通过黏度测定法,得出该纤维素的平均聚合度达2 100。

玉米磷酸酯淀粉/秸秆纤维素可食膜的制备及物理性能

以玉米磷酸酯淀粉(corn distarch phosphate,CDP)和玉米秸秆纤维素(corn straw cellulose,CSC)为主要基材制备可食膜。研究CDP与CSC质量比、羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)质量浓度、丙三醇(glycerol,Gly)质量浓度对可食膜物理性能抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation at break,EAB)、水蒸气透过系数(water vapour permeability,WVP)和透光率的影响。在此基础上以可食膜的物理性能综合分为响应值,采用响应面法优化制备工艺参数。结果表明:最佳工艺条件为CDP-CSC质量比8.5∶1.5、CMC质量浓度0.8 g/100 mL、Gly质量浓度1.0 g/100 mL,此条件下可食膜物理性能综合分最高为0.683,对应可食膜的TS为19.75 MPa、EAB为46.89%、WVP为1.167×10^(-12)g/(cm·s·Pa)、透光率为41.86%,比未添加CSC的CDP膜物理性能综合分提高27.14%。通过扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析对可食膜进行结构观察和表征,表明CDP/CSC可食膜表面较平整,结构致密,各基质相容性好。

细菌纤维素的静态发酵及物理性质研究

以木醋杆菌为生产菌,在静态培养条件下,通过改变碳源及初始pH值等条件,初步研究了发酵过程中pH值、残糖以及纤维素产量的变化,并初步测定了纤维素的性质。结果发现在葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、甘露醇四种碳源中,甘露醇获得的纤维素产量最高;菌体在初始pH值4～6范围内生长较好,pH值为4.5时产量最高;扫描电镜观察菌体长度大约为2μm,宽度为0.8μm左右,纤维直径分布在10～80nm之间,其中80%主要分布在20～50nm,在30～40nm之间最多;红外光谱显示了细菌纤维素葡聚糖的特征吸收;热重分析表明,细菌纤维素最大失重速率温度为342.9℃,在622.2℃,失重率达到72.26%;每克湿纤维素膜含水130～210g,含水率超过99%,而每克干纤维素膜能吸水3.1～5.0g。

添加细菌纤维改善二次纤维浆料的滤水性能和成纸性能

二次纤维的开发利用可以节约纤维原料,减轻造纸工业对环境的污染,但是在其回用过程中仍然存在很多期待解决的问题。细菌纤维是一种很有潜力的新型生物纤维材料,具有普通植物纤维无法比拟的优越性能。本文重点探讨在二次纤维回用过程中添加细菌纤维后对浆料的滤水性能以及成纸物理性能的影响。

细菌纤维素复合材料的发酵制备研究

通过在发酵培养基中添加琼脂、可溶性淀粉、明胶、壳聚糖等水溶性高分子物质制备改性细菌纤维素,并采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、万能材料测试机等检测手段对改性细菌纤维素的结构、形态特征及物理性能进行研究。结果发现:琼脂、可溶性淀粉、明胶均在一定程度上对合成的细菌纤维素的强力和结构有一定的影响,而壳聚糖由于本身具有抑菌作用,它的添加抑制了细菌的生长,基本上不能合成纤维素。通过TGA分析证实改性细菌纤维素中添加物的存在。

细菌纤维素膜纯化条件的优化及性能表征

研究NaOH浓度(0~2.0 mol·L^(-1))和处理时间(30~240 min)2种纯化条件对细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)膜性能的影响,通过SEM、XRD和FTIR分别表征BC的微观形貌、晶体结构和表面官能团.SEM分析显示,低浓度NaOH处理未能有效去除杂质,但过高浓度会导致NaOH以结晶形式析出.当NaOH浓度为0.2 mol·L^(-1)时,BC的纳米纤维分布较均匀且形貌规整.此外,处理时间不足或过长均不利于制备性能优良的BC材料,BC纯化的最优处理时间为120 min.XRD分析表明,NaOH浓度过低或过高及处理时间不足或过长时,BC在2θ为14.5°、16.6°和22.7°处的吸收峰不显著,且BC纳米纤维的结晶度低于85%.但FTIR分析未发现不同NaOH浓度和处理时间显著影响BC表面官能团.结果说明,纯化条件是BC性能的重要影响因素,该结论可为制备纯度更高、性能更好的BC材料提供理论依据.

芦荟多糖/细菌纤维素复合膜应用于医用敷料的研究

通过生物复合的方法,在Acetobacter xylinum NUST4.2发酵培养基中加入芦荟多糖制备芦荟多糖/细菌纤维素改性复合膜,分别通过热干燥和冷冻干燥法制得改性膜薄膜和改性膜海绵状膜,并对它们作为医用敷料的相关物理性能如吸湿性、透湿性、孔隙率和拉伸性能进行测试。结果表明,改性不影响膜的孔隙率,而且海绵状改性膜的孔隙率较大;其吸湿性能也比较好,能够有效吸收伤口渗出液;同时也具有较高的水蒸气透过率,但作为敷料还需改善;而且抗拉性能要优于细菌纤维素,说明改性可以提高细菌纤维素的机械性能。

药用辅料羧甲基纤维素钠物理表征参数研究

目的:对不同来源的羧甲基纤维素钠物理质量属性进行评价。方法:借鉴中药化学指纹图谱的概念,由松密度、振实密度、粒径<50μm百分比、粉体粒度分布宽度、粉体粒度分布范围、豪斯纳比、休止角、颗粒间空隙率、卡尔指数、干燥失重、吸湿性11个指标作为羧甲基纤维素钠的物理表征参数,并对其进行评价;构建了可压性参数(参数指数、参数轮廓指数和良好可压性指数),预测辅料的压缩特性。结果:不同来源或同一型号不同批次的羧甲基纤维素钠粉体学性质存在明显差异,可压性差异不大。结论:建立的羧甲基纤维素钠物理参数表征方法,可以用于评价不同来源粉体的质量一致性,为药用辅料质量评价和口服固体制剂处方开发及工艺控制提供新的思路。

细菌纤维素在造纸行业中的研究与应用进展

细菌纤维素是一种新型的、环境友好型的生物质材料,具有强度高、吸水性好、保水性好、可降解性强等诸多特性。本文综述了细菌纤维素在造纸领域的应用,主要归纳了细菌纤维素在改善纸张物理性能、制备特种纸等方面的研究成果和进展。

细菌纤维素合成菌的筛选、鉴定及其产物结构和性质表征

该研究从腐败葡萄中筛选、分离细菌纤维素(BC)合成菌株,对其进行分子生物学鉴定,并对其产物的结构与性质进行表征。结果表明,筛选分离得到一株细菌纤维素合成菌株,该菌株的16S rRNA基因测序结果表明其属于醋酸菌属(Acetobacter sp.),编号为ZX C6-15。扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析结果表明,菌株ZX C6-15产膜具有典型的3D纳米纤维状结构且具有典型细菌纤维素吸收峰。凝胶渗透色谱(GPC)、X-射线衍射(XRD)分析结果表明,菌株产膜重均分子质量(Mw)为14.1×10^(4)k Da,数均分子质量(Mn)为32.3×10^(4)k Da,分散度为2.28,结晶度指数为96%,吸水率达298%。该菌株合成细菌纤维素具有优良的材料性质,为后续培养条件优化及规模生产奠定基础。

不同干燥方式对烟用细菌纤维素结构及挥发性香味成分的影响

以烟草废弃物制备的细菌纤维素为原料,利用全自动测色色差计、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪等对经自然干燥(NAD)、热风干燥(HAD)、真空冷冻干燥(VFD)、-20℃预冻-真空冷冻干燥(VFD-20)、-80℃预冻-真空冷冻干燥(VFD-80)和液氮预冻-真空冷冻干燥(VFD-FLN)处理后的细菌纤维素进行形貌与结构表征,利用蒸馏萃取-气质联用法分析不同干燥方式对烟用细菌纤维素香味成分的影响。结果表明:经VFD-FLN处理的细菌纤维素在原有三维网状结构基础上能较好地保持纤维长度;经VFD、VFD-20和VFD-80处理的细菌纤维素的三维空间结构保持较好,但纤维长度变短;经NAD和HAD处理的细菌纤维素空间结构被破坏,导致其复水率和溶胀率最小。经NAD处理的细菌纤维素色泽保留情况最好且其挥发性香味成分主要为酸性物质,相对含量高达97.93%;经VFD处理的细菌纤维素中挥发性香味成分相对含量次之,主要为类胡萝卜素降解产物、萜类化合物降解产物和苯丙氨酸类降解产物;HAD的干燥速度最快,但经其处理的细菌纤维素中挥发性香味成分相对含量最低。

不同化学品对细菌纤维素配抄针叶木浆性能的影响

研究细菌纤维素配抄针叶木浆后添加不同化学品对浆料pH值、电导率、Zeta电位、阳离子需求量等电化学性质和成纸物理强度的影响。结果表明,细菌纤维素表面呈强负电性,在加了细菌纤维素的针叶木浆料系统中加入一定量的硫酸铝或CPAM,可以调节其电化学性能,使成纸物理强度增加更为明显。