摇瓶发酵细菌纤维素的木糖驹形氏杆菌P1-1 筛选及培养基初步优化

廖博文，黄轶敏，谭玉静，蒋德明，常忠义，邹春静，高红亮*

（1.华东师范大学 生命科学学院，上海 200241；2.上海市质量监督检验技术研究院，上海 200233）

细菌纤维素是由微生物利用D-葡萄糖以β-1,4 糖苷键连接而成的纳米级高分子化合物[1]。不同于植物纤维素，细菌纤维素不含有木质素、半木质素、半纤维素等杂质[2]，具有纯度高、吸水和保水性高、较高的生物适应性和良好的生物可降解性等优良性质，目前已被广泛应用于食品、医学、造纸等领域[3-5]。

细菌纤维素可由醋酸杆菌属（Acetobacter）、驹形氏杆菌属（Komagataeibacter）、八叠球菌属（Sporosarcina）、假单胞菌属（Pseudomonas）、根瘤菌属（Rhizobium）、固氮菌属（Azotobacter）等菌属产生[6-7]。Brown 最早报道细菌纤维素由木醋杆菌（Acetobacter xylinum）产生[1]，现在也被称为木糖驹形氏杆菌（Komagataeibacter xylinus），是研究最为透彻、应用范围最广的产细菌纤维素菌株。该菌种名称经过了几次变化，1983 年Yamada 等将醋化醋酸杆菌木醋杆菌亚种（A.acetisubsp.xylinus）提升为木醋杆菌（A.xylinus）[8]，1985 年Yamada 等又将醋酸杆菌属中辅酶Q-10 型归入醋酸杆菌属葡糖酸醋酸杆菌亚属（Acetobactersubgen.Gluconoacetobacter）[9]，之后1997 年又提升为葡糖酸醋酸杆菌属（Gluconoacetobacter）[10]，Yamada 等在2012 年将葡糖醋杆菌属（Gluconacetobacter）的12 个种组成新的驹形杆菌属（Komagataeibacter）[11]，因此Gluconoacetobacter xylinus也相应更名为Komagataeibacter xylinus。

细菌纤维素的发酵方式主要是静态发酵和动态发酵[12]。静态发酵是目前应用最为广泛的发酵方式，细菌纤维素产量高，质地均匀，但是发酵周期较长，一般为7～14 天[13]。赵航等通过正交实验优化培养基成分使用葡糖醋杆菌J2-1 发酵后产量达到9.34 g/L，贺晓凌通过响应面方法优化培养基成分后产量可达6.74 g/L[14]。动态发酵周期较短，一般为3～5 天，动态发酵可以获得持水度更高，表面积更大的细菌纤维素，在生物分离、药物释放载体及固定化方面有更独特的应用场景[15]，但是细菌纤维素产量低和菌株不稳定是动态发酵无法产业化的根本原因。……