细菌纤维素(BC)是一类由细菌产生的纳米高分子多糖,具有高纯度、高结晶度、高机械强度、高水结合能力、高生物相容性和生物可降解能力等优点,同时,微生物产细菌纤维素还具有合成效率高且过程易调控等特性。然而,由于其生产菌种较少、合成周期较长、产量较低、成本较高,限制了其工业化应用。本课题利用筛选获得的产纤维素和类纤维素结构菌种,制备细菌纤维素基复合材料,降低其使用成本,在此基础上固载微生物(冬虫夏草/胶红酵母/庆笙红球菌),并对其脱色等性能进行实验分析。主要研究内容和结论如下:从自然界中筛选能够产纤维素的微生物,并对其进行分子鉴定;同时优化纤维素合成中的关键因素(碳源种类、碳源含量、氮源种类、氮源含量、温度、pH)提高纤维素产量;并利用多种手段研究纤维膜的基本性质。结果表明:通过筛选共获得六种BC产量较高的菌株,经分子鉴定分别将其命名为Komagataeibacter rhaeticus ZL-1、K.rhaeticus ZL-2、K.xylinus ZL-3、K.rhaeticus ZL-4、K.rhaeticus ZL-5和K.intermedius ZL-6;六株菌产纤维素所需的最佳碳源、碳源浓度、氮源、氮源浓度和pH多不相同,经优化其产纤维素量最高可达12 g/L;红外和XRD结果证实六种膜均为纤维素,并能够被纤维素酶完全分解,同时均具有较好的力学性能。筛选能够产类细菌纤维素真菌膜的菌株,并对其产膜结构与特点、化学组成、可溶解性等进行分析,在此基础上,探讨多种因素(培养时间、氧含量、装液量)对产膜的影响,并将其与BC复合研究。结果表明:冬虫夏草可产类细菌纤维素无色凝胶膜(CS),其纤维可能由特化的菌丝构成,氧含量对CS合成影响较大;FTIR、TGA、液相色谱和元素组成分析证实CS中含有多糖等多种组分,并能够被Li CL-DMac完全溶解;同时细菌纤维素/冬虫夏草纤维复合材料(BC/CS)还具有较好的机械强度与生物相容性。利用细菌纤维素原位固定微生物(胶红酵母/庆笙红球菌)脱色,研究菌种等多种因素对二者复合的影响,在此基础上,测定复合物的最适脱色条件和应用性能。结果表明:产纤维素菌种的最适生长pH对二者的复合影响较大;激光共聚焦显微镜(CLSM)证实复合物中两种微生物均被BC网络所包裹;胶红酵母/庆笙红球菌与BC的最适复合条件多相似,且复合物均具有较好的pH稳定性、操作稳定好和存储稳定性。利用细菌纤维素原位静态复合棉纤维等多种纺织材料,研究复合过程和复合机理,并从结构与性能的角度评价复合效果。结果表明K.intermedius ZL-6可附着棉纤维产生纤维素最终将其完全包裹,并自上而下形成细菌纤维素/棉(BC/CF)梯度复合材料;二者的最优复合工艺为棉纤维0.1 g,接种量10 mL,菌龄5 d,培养时间6 d,培养温度30°C,此时其杨氏模量可达4.32 GPa;BC可与多种纺织纤维复合,但复合效果会因纺织材料的性质而产生差异。最后,将细菌纤维素/纺织纤维复合物用于微生物(胶红酵母/庆笙红球菌)的固定和染料脱色,探讨不同的复合条件对脱色的影响,在此基础上,测定复合物的最适脱色条件和应用性能,并进行二次复合研究。结果表明:胶红酵母和庆笙红球菌均可完全被BC/CF固定,并被限制在其梯度网络结构中;两种复合物均可悬浮在反应液中,呈现较好的脱色效率;复合物均可较长时间的保持活性从而实现有效脱色,且可应用于多种脱色体系;二次复合可用于胶红酵母的脱色。