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基本信息
- 項目名稱：
- 微生物發(fā)酵直接合成纖維素異型產(chǎn)品及其應(yīng)用
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 利用微生物發(fā)酵直接生物合成纖維素異型產(chǎn)品的技術(shù)稱為“微生物注塑技術(shù)”。與其他方法相比省去了二次加工的過程，該技術(shù)生產(chǎn)過程是一次加工，不需額外通入氧氣，工藝簡單，造價較低，性能指標(biāo)同樣具有可控性，同時兼有具有良好的拉伸性能和生物相容性。 ε-PL是生物防腐劑，安全性高、抑菌譜廣。BC與其復(fù)配生產(chǎn)出的ε-PL/BC產(chǎn)品抑菌性能強可生物降解，是很好的食品包裝材料。
- 詳細(xì)介紹：
- BC具有天然纖維素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是一種典型的納米生物材料。細(xì)菌纖維素以其具有純度高、結(jié)晶度高、聚合度高、機械強度高、生物相容性好等特點，在食品、醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，并成為近年來國際上生物醫(yī)學(xué)材料的研究熱點。 利用微生物發(fā)酵直接生物合成纖維素異型產(chǎn)品主要是針對原有利用微生物合成的纖維素膜不能直接進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用，必須按照一定要求，進(jìn)行特定的二次加工修飾，才能使材料符合相關(guān)的規(guī)格，包括厚度、形狀、孔徑、通透性、均勻度、機械強度等性能指標(biāo)。微生物發(fā)酵直接生物合成生產(chǎn)纖維素異型產(chǎn)品的優(yōu)勢，即在于利用微生物發(fā)酵的方法直接合成不同規(guī)格樣式的BC產(chǎn)品，從而省去二次加工的過程。我們將這種發(fā)酵技術(shù)稱為“微生物注塑技術(shù)”。異型產(chǎn)品的制作方法是以木葡糖酸醋桿菌CGMCC No.2955作為生產(chǎn)菌株，以具有氧滲透功能的材料作為模具，加入培養(yǎng)基后，通過菌種培養(yǎng)、發(fā)酵、洗滌和干燥一系列步驟實現(xiàn)。生產(chǎn)過程是一次加工，不需額外通入氧氣，工藝簡單，造價較低，性能指標(biāo)同樣具有可控性，同時兼有具有良好的拉伸性能和生物相容性。 生產(chǎn)過程中可添加其它具有特定性能的物質(zhì)與BC進(jìn)行復(fù)配，可使其具有雙重功效，例如復(fù)配ε-聚賴氨酸(簡稱ε-PL)。ε-PL是一種生物防腐劑，它以其安全性能高、抑菌譜廣、高溫下穩(wěn)定等特點而具有良好的保鮮防腐作用。生產(chǎn)出的ε-PL/BC產(chǎn)品，透氧性遠(yuǎn)低于PE膜和PVA膜，拉伸強度為51.8 MPa，高于膠原和天然腸衣，更重要的是ε-PL/BC產(chǎn)品具有較強的抑菌性能。由于BC具有生物降解性能，因此ε-PL/BC產(chǎn)品可作為食品包裝材料，如肉制品腸衣、糖果或糕點的可食用包裝。BC還可用作組織工程支架材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 利用微生物發(fā)酵直接生物合成纖維素異型產(chǎn)品，主要針對原有利用微生物合成的纖維素膜不能直接進(jìn)行應(yīng)用，必須按照一定要求，進(jìn)行特定的二次加工修飾，才能使材料符合相關(guān)規(guī)格，包括厚度、形狀、孔徑、通透性、均勻度、機械強度等性能指標(biāo)。而微生物發(fā)酵直接生物合成生產(chǎn)纖維素異型產(chǎn)品的創(chuàng)新點，即在于利用微生物發(fā)酵的方法來進(jìn)行直接進(jìn)行注塑，從而省去二次加工的過程。其制作方法是以木葡糖酸醋桿菌作為生產(chǎn)菌株，具有氧滲透功能的材料作為模具，加入培養(yǎng)基后，通過菌種培養(yǎng)、發(fā)酵、洗滌和干燥一系列步驟實現(xiàn)。此外，在纖維素異型產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，由于是一次加工，其工藝簡單，造價較低，性能指標(biāo)同樣具有可控性，同時具有良好的拉伸性能和生物相容性，可作為食品包裝材料以及醫(yī)用組織工程支架材料，具有良好的應(yīng)用前景。 ε-PL是一種生物防腐劑，它以其安全性能高、抑菌譜廣、高溫下穩(wěn)定等特點而具有良好的保鮮防腐作用。生產(chǎn)出的ε-PL/BC產(chǎn)品，透氧性遠(yuǎn)低于PE膜和PVA膜，拉伸強度為51.8 MPa，高于膠原和天然腸衣，更重要的是ε-PL/BC產(chǎn)品具有較強的抑菌性能。由于BC具有生物降解性能，因此ε-PL/BC產(chǎn)品可作為食品包裝材料，如肉制品腸衣、糖果或糕點的可食用包裝。BC還可用作組織工程支架材料，具有廣泛的應(yīng)用前景
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 微生物直接生物合成的纖維素異性產(chǎn)品具備一定的形狀和規(guī)格，與其他方法相比省去了二次加工的過程，且產(chǎn)量高，發(fā)酵周期短，加工過程不需通氧，從而節(jié)省能源，降低造價。與ε-PL復(fù)配的纖維素異型產(chǎn)品有良好的抑菌特性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 不轉(zhuǎn)讓技術(shù)
作品可展示的形式
- 圖片和樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 微生物直接生物合成的纖維素異性產(chǎn)品與其他方法相比省去了二次加工的過程，且加工過程不需通氧，從而節(jié)省能源，降低造價。纖維素異型產(chǎn)品可在食品、化工、醫(yī)學(xué)材料等諸多領(lǐng)域。在國外已形成規(guī)模龐大的市場，國內(nèi)市場只在食品領(lǐng)域有應(yīng)用，在化工、醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域的市場潛力巨大。
同類課題研究水平概述
- 細(xì)菌纖維素具細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)在國外一些國家已形成年產(chǎn)值上億元的市場，進(jìn)入食品、醫(yī)藥、紡織、造紙、化工、采油等行業(yè)。日本的Sony和Ajinomoto公司共同研發(fā)了用細(xì)菌纖維素制造的超級音響、麥克風(fēng)和耳機的振動膜等聲學(xué)器材及建材。日本DHC公司等生產(chǎn)的纖維素面膜產(chǎn)品，已在市場上得到普遍認(rèn)可。用作外科和齒科材料的細(xì)菌纖維素產(chǎn)品Biofill 、Gengiflex 和BASYC 已經(jīng)商品化。Biofill 已被成功用作人造皮膚的臨時替代品用于二級和三級燒傷、潰瘍等；Geniflex 用于齒根膜組織的恢復(fù)；基于細(xì)菌纖維素的原位可塑性設(shè)計出的BASYC 可望在顯微外科中用作小尺寸人造血管。但國內(nèi)細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)還未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，只在食品工業(yè)有所應(yīng)用，這是由于纖維素產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本高以及一些技術(shù)上的限制。近年來，細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的研究也增多，細(xì)菌纖維素與聚乳酸、聚丙烯、聚氨酯等制備的復(fù)合材料。
