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含N-乙酰葡萄糖胺的细菌纤维素共聚物的生物合成

朱清梅  
【摘要】: 本文以椰子水为主体培养基,通过向发酵培养基中添加不同量的蔗糖与N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)后接种木醋杆菌(A.x)制备出了含有GlcNAc残基的细菌纤维素共聚物(GlcNAc-BC),对GlcNAc-BC的结构和性能进行了表征,并对其生物合成过程中的添加碳源做了初步探讨。 静置培养3d后制得了产物。与纯BC产量(4.9g/L)相比,GlcNAc-BC产量降低。GlcNAc残基的嫁入对纤维素的结晶度影响不大,却明显提高了产物含水率:在蔗糖与GlcNAc添加量分别为1.4%和0.6%时,含水率达到最大(163),是纯BC(133)的1.2倍。产物TG测试及产物特性黏度测试结果表明,在蔗糖/GlcNAc添加比例从2.0:0到1.0:1.0时,产物的最大失重温度降低和特性黏度减小;当添加比例从1.0:1.0到0:2.0时,产物的最大失重温度和特性黏度反而增大。这些性能的改变源于BC结构的变化。SEM照片中可看到纤维素的超纽微网状结构以及改性后网孔的变化。FTIR结果显示,改性产物除了含有BC的所有特征峰,还出现了GlcNAc的特征峰1650cm-1和1560cm-1,这说明了GlcNAc残基嫁入了BC长链中。 将对照培养基与含GlcNAc培养基中的A.x培养过程进行了对比分析。结果发现:对照培养的pH值在前2d减小至3.84,随后逐渐增大至4.04,而GlcNAc培养基的pH值在前3d几乎不变随后逐渐增大。前3d,两种培养基内的总糖含量都急剧减小,得到的产物干膜产量都迅速增大,随后变化都很小;较于对照培养基,GlcNAc培养基内的总糖消耗量较少且产物产量较低。对照培养基中始终不存在GlcNAc,而GlcNAc培养基内的GlcNAc含量在前2d几乎不变而后增大。这些结果表明细菌在前3d快速生长,GlcNAc培养基中细菌生长速度较对照培养基慢。而且产物中GlcNAc残基的嫁接量在前2d急剧增大而后变化很小,说明细菌在生长初期就利用了GlcNAc。


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