細菌纖維素（BC）是一種由細菌產(chǎn)生的生物可降解的天然納米結(jié)構(gòu)高分子聚合物。因其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能,在食品、生物醫(yī)療、納米功能材料等諸多領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用。傳統(tǒng)方法中常采用單糖作為碳源來制備培養(yǎng)基合成BC,但存在成本高的問題,不利于其大規(guī)模化發(fā)展。因此,開發(fā)經(jīng)濟的天然培養(yǎng)基,實現(xiàn)BC的低成本制備和高值化利用尤為關(guān)鍵。本論文開展了細菌纖維素低成本制備及高附加值應(yīng)用的研究。首先,以農(nóng)林廢棄物-玉米秸稈預(yù)水解液中所獲水解糖為碳源制備BC。研究了溫度和時間對預(yù)水解過程的影響。獲得了玉米秸稈的最佳處理工藝條件為:在溫度160℃下處理70 min,玉米秸稈原料質(zhì)量損失達到34.75%。針對糠醛類物質(zhì)對木醋桿菌合成BC有較強抑制作用,研究了活性炭和離子交換樹脂對玉米秸稈水解液的脫毒效果,結(jié)果表明雙重脫毒過程對木醋桿菌生長有抑制作用的物質(zhì)（如糠醛、木素和醋酸）的去除率比較大,當活性炭和離子交換樹脂的添加量分別為5.0%（m/V）、1/10（w/w,離子交換樹脂/水解液）時,糠醛、木素和醋酸的去除率分別達到88.58%,89.73%和82.97%,說明活性炭和離子樹脂雙重脫毒過程對玉米秸稈水解液具有... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

電鏡下的木醋桿菌及細菌纖維素[16]

細菌纖維素自 1886年被英國的 Brown 發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年的歷史[21]。細菌纖維素具有一系列優(yōu)良特性（圖1-2），如高純度、高聚合度、高結(jié)晶度、高親水性、高楊氏模量、纖維的納米細度﹑良好的生物相容性和生物可降解性等[22-24]。圖 1-2 細菌纖維素性能及應(yīng)用Fig. 1-2 Property and application of bacterial cellulose如圖 1-3 是纖維素的分層次機構(gòu)圖[25]，不同纖維素的制備方法導(dǎo)致最終的性能差別也較大，相比于植物纖維，細菌纖維素擁有很多優(yōu)良的特性。此外，細菌纖維素更容易實現(xiàn)規(guī)模化的制備，且可對其制備過程進行有效地調(diào)控及優(yōu)化，從而獲得性能優(yōu)異的生物合成高分子材料。細菌纖維素基功能材料能在生物醫(yī)療、納米材料、電子器件、功能紡織品、營養(yǎng)食品、軍工等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，有利于促進發(fā)展新一代生物質(zhì)基多功能復(fù)合材料，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級

圖 1-3 不同纖維素的分層次結(jié)構(gòu)[25]Fig. 1-3 Hierarchical structure of different kinds of cellulose[25]1.2.2 細菌纖維素的結(jié)構(gòu)1.2.2.1 化學分子結(jié)構(gòu)BC 和天然纖維素的化學分子結(jié)構(gòu)一樣，均是由 D-吡喃型葡萄糖單體利用 β-1,4-糖苷鍵連接形成的一種直鏈高分子聚合物，其分子通式表示為 （C6H10O5）n，這些直鏈間相互平行，既不呈螺旋結(jié)構(gòu)，也無分支，充分水解后能獲得高達百分之九十多的葡萄糖。其中葡萄糖的碳�；际且恍┌肟s醛基，是由兩種不同的基團構(gòu)成，纖維素分子鏈形成重復(fù)性的六元糖環(huán)[26]。這些六元糖環(huán)在不同平面上，是以穩(wěn)定的椅式構(gòu)象存在，從而有利于分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。如圖 1-4 所示，纖維素分子結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元是纖維素二糖。每個六元糖環(huán)上存在三個羥基，分別位于碳 2，3，6 的位置[27, 28]。

【參考文獻】：
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本文編號：3022442