细菌纤维素的改性及其制粉工艺研究
发布时间：2023-11-11 09:47
细菌纤维素(Bacterial Cellulose,简称BC)因具备超微三维网状结构、纯度高、杨氏模量高、持水性和生物相容性好、可降解等特点成为近年来新型生物材料的研究热点。目前,BC广泛存在低产量、高发酵成本的问题,且BC膜难以干燥制粉,干态BC复水性差等缺陷限制了其应用。因此,本课题在提高BC产量的基础上以制备高复水率的BC粉末为目的,通过改性-干燥的模式,首先采用原位生物改性和非原位改性的方式,对高复水率的改性剂进行响应面工艺优化,并表征各改性BC膜以探索其复水机理。其次采用不同的干燥方法对改性BC进行干燥处理,并对其干燥特性表征分析。研究结果为BC的制粉提供理论依据。主要研究内容及结果如下:(1)利用实验室研发的马铃薯黄浆水发酵生产BC工艺,研究最优发酵条件,与椰子培养BC的条件对比,对发酵方法、温度、接种量、装瓶量和发酵周期进行单因素试验,并对发酵过程中的pH值、滴定酸及残糖等发酵参数进行监测。结果表明:马铃薯黄浆水发酵BC时采用静态培养的方式,发酵温度29℃,接种量为7%,125/250mL的装液量,发酵周期为7天。马铃薯黄浆水培养基的指标变化趋势与椰汁培养基相似,椰汁培养...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 马铃薯黄浆水简介
1.2 细菌纤维素概况
1.2.1 BC的结构与理化特性
1.2.2 BC的合成机制
1.2.3 影响BC生物合成的因素
1.3 细菌纤维素的改性方法
1.3.1 生物改性
1.3.2 化学改性
1.3.3 复合改性
1.4 可溶性大分子多糖及海藻糖概述
1.4.1 透明质酸(HA)
1.4.2 海藻酸钠(SA)
1.4.3 魔芋葡甘露聚糖(KGM)
1.4.4 羧甲基纤维素钠(CMC)
1.4.5 海藻糖
1.5 BC在食品行业的研究现状
1.6 本课题研究目的与内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
2 细菌纤维素发酵条件的优化
2.1 试验材料及仪器
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验试剂
2.1.3 试验仪器
2.2 基本培养基的组成
2.2.1 菌种斜面培养基
2.2.2 种子液培养基
2.2.3 发酵培养基
2.3 试验方法
2.3.1 种子液的制备
2.3.2 BC的制备与纯化
2.3.3 BC产量的测定
2.3.4 木醋杆菌生长曲线的测定
2.3.5 发酵条件对BC产量的影响
2.3.6 发酵参数的测定
2.4 结果与分析
2.4.1 木醋杆菌的生长曲线
2.4.2 发酵条件对BC产量的影响
2.4.3 发酵过程中培养基指标的变化
2.5 本章小结
3 细菌纤维素的原位生物改性
3.1 试验材料及仪器
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验试剂
3.1.3 试验仪器
3.2 试验方法
3.2.1 原位改性复合膜的制备
3.2.2 多糖复配改性试验
3.2.3 BC产量与复水率的测定
3.2.4 添加HA对BC发酵生产的影响
3.2.5 改性BC膜的性能测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 改性剂对BC产量与复水率的影响
3.3.2 多糖复配对BC产量与复水率的影响
3.3.3 添加HA对BC发酵生产的影响
3.3.4 改性BC膜的性能分析
3.3.5 傅里叶红外光谱仪结果分析(FTIR)
3.3.6 扫描电镜结果分析(SEM)
3.3.7 HA-BC复合膜的X射线衍射结果分析(XRD)
3.3.8 HA-BC复合膜的热稳定性结果分析(TGA)
3.4 本章小结
4 细菌纤维素的非原位改性
4.1 试验材料及仪器
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验试剂
4.1.3 试验仪器
4.2 试验方法
4.2.1 改性BC膜的制备
4.2.3 乳酸改性BC膜制备的单因素试验
4.2.4 响应曲面(RSM)试验设计
4.2.5 蔗糖与壳聚糖改性BC制备的单因素试验
4.2.6 改性BC膜的性能测定
4.3 结果与讨论
4.3.1 改性剂对BC膜复水率的影响
4.3.2 改性BC膜复水后的表观图
4.3.3 乳酸改性BC的单因素试验结果
4.3.4 响应面试验设计结果
4.3.5 响应面试验的方差分析
4.3.6 蔗糖改性BC的单因素试验结果
4.3.7 壳聚糖改性BC的单因素试验结果
4.3.8 改性BC膜的性能分析
4.3.9 傅里叶红外光谱仪结果分析(FTIR)
4.3.10 扫描电镜分析(SEM)
4.4 本章小结
5 细菌纤维素的干燥制粉
5.1 试验材料及仪器
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验试剂
5.1.3 试验仪器
5.2 试验方法
5.2.1 不同预处理方法
5.2.2 BC的不同干燥处理
5.2.3 溶胀速率与复水率、持水率的测定
5.2.4 BC粉末的性能测定
5.3 结果与讨论
5.3.1 干燥方式对乳酸改性BC的影响
5.3.2 干燥方式对蔗糖改性BC的影响
5.3.3 干燥方式对壳聚糖改性BC的影响
5.3.4 干燥方式对改性BC溶胀速率的影响
5.3.5 扫描电镜结果分析(SEM)
5.3.6 X衍射结果分析(XRD)
5.3.7 接触角结果分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
6.3 创新点
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及出版的著作目录
本文编号：3862400
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 马铃薯黄浆水简介
1.2 细菌纤维素概况
1.2.1 BC的结构与理化特性
1.2.2 BC的合成机制
1.2.3 影响BC生物合成的因素
1.3 细菌纤维素的改性方法
1.3.1 生物改性
1.3.2 化学改性
1.3.3 复合改性
1.4 可溶性大分子多糖及海藻糖概述
1.4.1 透明质酸(HA)
1.4.2 海藻酸钠(SA)
1.4.3 魔芋葡甘露聚糖(KGM)
1.4.4 羧甲基纤维素钠(CMC)
1.4.5 海藻糖
1.5 BC在食品行业的研究现状
1.6 本课题研究目的与内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
2 细菌纤维素发酵条件的优化
2.1 试验材料及仪器
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验试剂
2.1.3 试验仪器
2.2 基本培养基的组成
2.2.1 菌种斜面培养基
2.2.2 种子液培养基
2.2.3 发酵培养基
2.3 试验方法
2.3.1 种子液的制备
2.3.2 BC的制备与纯化
2.3.3 BC产量的测定
2.3.4 木醋杆菌生长曲线的测定
2.3.5 发酵条件对BC产量的影响
2.3.6 发酵参数的测定
2.4 结果与分析
2.4.1 木醋杆菌的生长曲线
2.4.2 发酵条件对BC产量的影响
2.4.3 发酵过程中培养基指标的变化
2.5 本章小结
3 细菌纤维素的原位生物改性
3.1 试验材料及仪器
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验试剂
3.1.3 试验仪器
3.2 试验方法
3.2.1 原位改性复合膜的制备
3.2.2 多糖复配改性试验
3.2.3 BC产量与复水率的测定
3.2.4 添加HA对BC发酵生产的影响
3.2.5 改性BC膜的性能测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 改性剂对BC产量与复水率的影响
3.3.2 多糖复配对BC产量与复水率的影响
3.3.3 添加HA对BC发酵生产的影响
3.3.4 改性BC膜的性能分析
3.3.5 傅里叶红外光谱仪结果分析(FTIR)
3.3.6 扫描电镜结果分析(SEM)
3.3.7 HA-BC复合膜的X射线衍射结果分析(XRD)
3.3.8 HA-BC复合膜的热稳定性结果分析(TGA)
3.4 本章小结
4 细菌纤维素的非原位改性
4.1 试验材料及仪器
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验试剂
4.1.3 试验仪器
4.2 试验方法
4.2.1 改性BC膜的制备
4.2.3 乳酸改性BC膜制备的单因素试验
4.2.4 响应曲面(RSM)试验设计
4.2.5 蔗糖与壳聚糖改性BC制备的单因素试验
4.2.6 改性BC膜的性能测定
4.3 结果与讨论
4.3.1 改性剂对BC膜复水率的影响
4.3.2 改性BC膜复水后的表观图
4.3.3 乳酸改性BC的单因素试验结果
4.3.4 响应面试验设计结果
4.3.5 响应面试验的方差分析
4.3.6 蔗糖改性BC的单因素试验结果
4.3.7 壳聚糖改性BC的单因素试验结果
4.3.8 改性BC膜的性能分析
4.3.9 傅里叶红外光谱仪结果分析(FTIR)
4.3.10 扫描电镜分析(SEM)
4.4 本章小结
5 细菌纤维素的干燥制粉
5.1 试验材料及仪器
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验试剂
5.1.3 试验仪器
5.2 试验方法
5.2.1 不同预处理方法
5.2.2 BC的不同干燥处理
5.2.3 溶胀速率与复水率、持水率的测定
5.2.4 BC粉末的性能测定
5.3 结果与讨论
5.3.1 干燥方式对乳酸改性BC的影响
5.3.2 干燥方式对蔗糖改性BC的影响
5.3.3 干燥方式对壳聚糖改性BC的影响
5.3.4 干燥方式对改性BC溶胀速率的影响
5.3.5 扫描电镜结果分析(SEM)
5.3.6 X衍射结果分析(XRD)
5.3.7 接触角结果分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
6.3 创新点
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及出版的著作目录
本文编号：3862400
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