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从长膜的醋醅中分离出一株发酵生产细菌纤维素产量较高且稳定的醋酸菌M-(12)。根据《一般细菌常用鉴定手册》和《伯杰细菌鉴定手册》第九版,初步鉴定为醋化醋杆菌木质亚种(Acetobacter xylinum,又称木醋杆菌)。并确定其发酵培养条件:接种量为6%(v/v);发酵温度30℃;合成细菌纤维素的pH范围是2.5-7.7;发酵周期为6d。 通过正交试验设计优化了发酵培养基的组成,优化后的发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖25,酵母粉7.5,蛋白胨10,磷酸氢二钠10,醋酸10,pH为5。此条件下30℃恒温静置培养6d,细菌纤维素的产量达到4.16g/L。 静止培养生产细菌纤维素的方法不适于大规模生产细菌纤维素,因而探讨了利用自行设计的气升罐进行细菌纤维素发酵。当通气量为2vvm时,细菌纤维素的产量达到2.40g/L。同时研究了细菌纤维素生产过程中分批培养阶段的操作条件,然后确定了细菌纤维素流加发酵的操作参数。细菌纤维素的产量较分批间歇发酵提高了2.44倍。 考虑到细菌纤维素以膜的形式利用时,膜的厚度是一个重要参数,进行了控制细菌纤维素膜厚度的研究,建立了相应的动力学模型。 应用代谢通量分析的方法,从代谢机理的角度分析了细菌纤维素生物合成的调节机制,建立了细菌纤维素生物合成的代谢网络模型。 在静态培养的基础上,分析了细菌纤维素膜的X-衍射图谱、渗透性能和持水性等,为细菌纤维素在医学上的应用积累了重要的基础数据。同时研究了植物纤维与细菌纤维的结合特性。 细菌纤维素的生产工艺简单,不含毒性物质,具有良好的生物适应性,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,所以探讨了细菌纤维素作为创伤和烧伤敷料及临时皮肤的可能性。细菌纤维素对深Ⅱ度烧伤大鼠皮肤治疗作用的实验研究:伤后21天治疗组较对照组愈合率提高,说明该材料在一定程度上具有促进伤口愈合的作用,但在大多数时间段细菌纤维素膜治疗组与对照组比较皮肤创伤愈合面积无明显差别。细菌纤维素对大鼠皮肤创伤促愈作用的实验表明:细菌纤维素膜治疗组与对照组比较,7d、14d、21d、28d伤口创面愈合率较对照组显著提高;组织学切片显示,细菌纤维素膜可允许成纤维细胞和摘_要毛细血管逐渐长入。说明细菌纤维素膜对皮肤创伤性损伤具有一定的治疗作用。皮下埋植细菌纤维素膜的实验结果表明:细菌纤维素膜植入体内后,未发现明显的排斥反应,早期诱发机体产生的炎症反应轻微,但持续时间短,到后期完全消退。说明细菌纤维素膜异物反应差,有利于血管和细胞的长入,有可能成为皮肤组织工程的材料。