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细菌纤维素（Bacterial cellulose,简称BC）是由微生物合成的一种生物材料,具有比天然纤维纯度更高、性能更优的特点,是目前材料研究的热点之一。 现国内研究仅限于实验室水平,与国外工业化生产相差甚远。本文对一株产纤维素的木醋杆菌（Acetobacter xylinum NUST4.2）进行培养基优化,通过小型发酵罐（12.8L）发酵,考察该菌种的抗变异性和生产性能,比较不同培养方式下培养的纤维素的结构和性质,为工业化生产奠定基础。其研究结果如下: 1.通过均匀设计法和单因素实验确定出Acetobacter xylinum NUST4.2发酵生产纤维素的优化培养基:葡萄糖25g·L-1,蔗糖25g·L-1,硫酸铵2g·L-1,玉米浆18g·L-1,磷酸二氢钾2g·L-1,硫酸镁0.3 g·L-1,硫酸亚铁16mg·L-1,硫酸锰16mg·L-1,烟酰胺4.8mg·L-1,生物素0.48mg·L-1,产量可达8.86g·L-1。 2.在12.8L的小型发酵罐中分别采用分批培养和反复补料分批培养两种方式试验Acetobacter xylinum NUST4.2的生产能力,结果表明采用反复补料分批培养方式菌种能保持较好的活性,产量也得到相应的提高。 3.通过X-射线衍射、傅立叶红外、透射电子显微镜测试,发现Acetobacter xylinum NUST4.2的产物纤维素是Ⅰ型纤维素,结晶度在70%-80%之间,Iα含量达80%左右,纤维直径在10nm-80nm之间。测定其杨氏模量、拉伸强度和热稳定性及吸水性,结果表明:Acetobacter xylinum NUST4.2产的纤维素具有纳米级的纤维丝束缠绕而成的网状结构、高结晶度、高杨氏模量及强吸水性,热稳定性好,是一种良好的生物纳米材料。