中文摘要：

细菌纤维素(BC)具有独特的结构及理化性质，可用于许多领域，我国主要用于食品加工方面，但因其产量低、成本高，应用受到限制，如何提高BC产量是国内外研究的热点。本项目从探讨代谢机理、使用增效剂、多菌共酵、采用淋浇塔等方面研究提高木醋杆菌产BC的能力。通过测定菌体ATP含量变化及碳同位素分析等，研究乙醇、有机酸是如文献所介绍的仅作为能源物质，还是也能通过糖异生作用生成单糖，进而合成纤维素；从促进菌体生长、增加细胞膜通透性、改善纤维素的聚合方式等方面选择使用添加剂如烟酰胺、土温及海藻酸钠等,以提高BC产量，同时研究不同添加剂对BC结构、性质的影响；多菌共酵采用木醋杆菌、醋酸菌、酵母菌混合培养；利用淋浇塔高供氧量、低剪切力方面的特性研究提高木醋杆菌产BC的量，同时将淋浇塔培养与传统的静态、振荡、搅拌等培养的BC在生产特性、结构及理化性质等方面进行比较，为BC应用的拓展和大规模生产提供理论依据。

结论摘要：

项目背景本项目针对细菌纤维素应用领域不断扩大，由于生产方法和产量的局限，使得市场需求量与生产的矛盾日益突出的现状，提出了淋浇塔多菌共酵高效培养木醋杆菌产细菌纤维素的研究课题。主要研究内容包括乙醇及有机酸对木醋杆菌产细菌纤维素的增效研究、添加剂的增效作用及对细菌纤维素结构性质的影响、淋浇发酵法生产细菌纤维素工艺条件研究、不同培养方式对细菌纤维素产量和性质的研究、三菌混合淋浇发酵生产细菌纤维素的研究5个方面。重要结果研究发现乙醇、乙酸、椰子水、玉米浆、Twenn-80、CMC、烟酸和生物素对木醋杆菌合成细菌纤维素有促进作用，各成分的最适添加量分别为3%、0.3%、50%、10%、0.8g/L、4g/L、1.0mg/L、25mg/L，乙醇、乙酸和玉米浆的增效作用非常突出，其作用与促进木醋杆菌的生长密切关联，玉米浆对发酵体系的缓冲作用也是重要的方面；在增效物质对细菌纤维素结构和性质的影响方面以CMC的影响最大，CMC增强了产物的持水性能、结晶度和热稳定性，椰子水、玉米浆、Twenn-80、烟酸和生物素也在细菌纤维素的持水性能、结晶度和热稳定性方面存在不同的影响；对试制的淋浇塔7.5kg(湿重)玉米芯填料自然堆放，5kg(湿重)谷壳于玉米芯底部和上部分两层平铺；优化的三菌混合淋浇发酵时，先接种8.2%的木醋杆菌，6h后同时接种2.1%的酵母菌和1.9%的醋酸菌，以12h为一个控制周期，第一周期不进行限氧，从第二周期开始淋浇频率为2次/12h(其中限氧4h)，发酵144h后BC产量为7.810g/L，是双菌淋浇发酵(4.792g/L)的1.63倍，是单菌静态发酵(2.121g/L)的3.68倍；培养方式不同细菌纤维素的外观形态、厚度、三维结构不一，结晶度、晶体粒径、纯度亦不相同，界于静态培养和摇瓶培养之间，淋浇发酵细菌纤维素的热稳定性略高于静态和摇瓶发酵细菌纤维素，反映出三种发酵方式下细菌纤维素的结构确实存在差异。科学意义通过本项目的研究，探讨了增效剂对木醋杆菌发酵细菌纤维素的作用及机理，同时研究表明不同增效剂对细菌纤维素的结构和性质有影响；采用木醋杆菌、醋酸菌、酵母菌等多菌共酵混合培养细菌纤维素能有效提高产量；与静态和振荡培养相比，利用淋浇塔培养的细菌纤维素在产量、结构及理化性质等方面有优越性，本研究为细菌纤维素的大规模生产提供了重要的依据。