عنوان مقاله ترجمه شده:تولید ارتقاء یافته سلولز باکتریایی و پتانسیل کاربرد آن
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:Improved production of bacterial cellulose and its application potential
سال انتشار مقالهنام ژورنالتعداد صفحات مقاله ترجمه شده
1997Polymer Degrnddon and Sfabihfy7
چکیده فارسی:سلولز باکتریایی تولید شده توسط گونه های Acetobacter ، ویژگی های منحصر به فردی مانند خاصیت کشسانی بالا، ظرفیت بالای جذب آب، تبلور بالا و ساختار شبکه ای فیبری بسیار ریز و خالص را نشان می دهد. اگر روند تولید آن، بویژه از طریق فن آوری تخمیر تعلیقی افزایش یابد، یک ماده بیوشیمیایی با کاربردهای متنوع انتظار می رود. پیش از این بعنوان یک ماتریکس غذایی (دسر ژلاتینی در نتیجه فعالیت این باکتری روی آب نارگیل) ، فیبر غذایی، در درمان موقت سوختگی پوستی، عایق صوتی یا لایه فیبری ، کاغذ با استحکام بالا و بعنوان یک فیبر مشبک با ویژگی های غشایی، چسبندگی و غوطه وری شناخته شده است. فرایند ریسندگی مرطوب نیز برای تولید الیاف نساجی از سلولز باکتریایی توسعه یافته است، کاربرد های دیگری به عنوان یک ابر رسانا و ماتریکس فیبر نوری تحت بررسی هستند. ما قادر به افزایش تولید سلولز باکتریای در کشت سطحی ( بالغ بر 28gr/l)، همچنین در کشت تعلیقی (بالغ بر 9gr/l) تحت فشار انتخاب، جهش، بهینه سازی ترکیب محیط کشت و کنترل پارامتر تخمیر فیزیکی- شیمیایی بوده ایم. گلوکز و فروکتوز بعنوان منبع کربن و استیک اسید بعنوان منبع انرژی، بهمراه کنترل دقیق PH و سطح اکسیژن محلول، منجر به افزایش بازده سلولوز می گردد. کشت های سطحی ثابت با انتخاب مناسب نسبت فروکتوز/گلوگز/استیک اسید حاصل گشت. همچنین نشان داده شد که تشکیل سلولز می تواند با افزودن ذرات ریز نامحلول مثل خاک سیلیسی، ذرات کوچک بلوری و ذرات لوم معلق، کشت های Acetobacter تحت تنش هوادهی، افزایش یابد. این افزایش سنتز سلولز می تواند در نتیجه کاهش سطح اکسیژن محلول بدلیل اتصال سلولهای استوباکتر به ذرات باشد. همینطور کاهش گلوکوز و ذخیره آن به فرم گلوکونات برای تشکیل سلولز و حفظ محدوده مناسب PH است. ما همچنین جهش در نتیجه اشعه ماواءبنفش و روش غنی سازی با پروتون را تدوین نموده ایم، که امکان گزینش موتانت های A. xylinum؛ که بسیار سنتز کتوگلوکونات و تولید موثرتر سلولوز را محدود کرده اند را حتی تحت شرایط اکسیداتیو فراهم می سازد. با بهبود ترکیب غذایی، ژنتیکی و زیست فناوری سطوح بسیار بالایی از سلولز باکتریایی بدست آمده است. بهینه سازی های دیگری برای رسیدن به فرایند تخمیر به صرفه و تولید انبوه سلولز باکتریایی مورد نیاز است.
چکیده انگلیسی:Bacterial cellulose, produced by Acetobacter species, displays unique properties, including high mechanical strength, high water absorption capacity, high crys- tallinity, and an ultra-fine and highly pure fibre network structure. It is expected to be a new commodity biochemical with diverse applications, if its mass pro- duction process could be improved, especially via submerged fermentation tech- nology. It has already found application as a food matrix (nata de coca) and as dietary fibre, as a temporary dressing to heal skin burns, as an acoustic or filter membrane, as ultra-strength paper and as a reticulated fine fibre network with coating, binding, thickening and suspending characteristics. A wet spinning pro- cess for producing textile fibres from bacterial cellulose has also been developed, and applications as a superconducting and optical fibre matrix are under study. We have been able to improve bacterial cellulose production in surface culture (up to 28 g/l), as well as in submerged culture (up to 9 g/l) via strain selection, mutation, medium composition optimization and physico-chemical fermentation parameter control. Glucose and fructose as the carbon source and acetic acid as the energy source, combined with a precise control of pH and dissolved oxygen levels, results in highly improved cellulose yields. An internal pH control in stationary surface cultures was achieved by an appropriate choice of the ratio of fructose/glucose/acetic acid. It was also demonstrated that cellulose formation could be enhanced by adding insoluble microparticles such as diatomaceous earth, silica, small glass beads and loam particles to submerged, agitated/aerated Acetobacter cultures. This microcarrier-enhanced cellulose synthesis could be the result of the formation of microenvironments with locally lowered dissolved oxygen levels because of the attachment of Acetobacter cells as a biofilm on the particles. As such, less glucose is lost as gluconate, saving it for cellulose forma- tion and maintaining the pH profile within the desirable range. We have also developed a UV-mutation and proton enrichment strategy, which allows the selection of A. xylinum mutants, which are highly restricted in (keto)gluconate synthesis and produce cellulose more efficiently, even under oxidative culture conditions. Combining these nutritional, genetic and bioprocess-technological improvements, very high levels of bacterial cellulose have been attained. Further improvements are needed to arrive at an economical fermentation process for mass production of bacterial cellulose.
کلمات کلیدی مقاله:
دانلود اصل مقاله ترجمه نشده افزودن به سبد خرید