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第 9 期                    唐   静，等: G31 产细菌纤维素结构表征及其面膜性能测试                                ·1525·


            性 [2-4] 。近年来，通过对 BC 进行结构表征及性能测                     100 r/min 培养 24 h。以体积分数 5%的接种量将种
            试为生物医学、食品、造纸、电力、磁力和光学                       [5-7]  子液分别添加至装有发酵培养基的面膜模具中，
            领域提供了理论基础，使其得到广泛的应用和关注。                            30 ℃静置培养 7 d，得到 BC 面膜。取出 BC 面膜置
                 面膜作为一种常见护肤品，其主要功能是清洁                          于 0.1 mol/L NaOH 溶液中 90 ℃水浴 1 h 以除去残留
            皮肤并将营养物质输送至皮肤深层，进而增进皮肤                             的菌体，最后用蒸馏水反复洗涤至中性，吸干表面
            机能。作为面膜基质不仅要具有优异的保湿性能，                             的水分后称重，计算细菌纤维素产率（g/L），之后
            还要具有舒适的贴合度，较好的生物相容性及生物                             冷冻干燥用于表征测试。下文中称 BC 面膜为 BC
            可降解性，BC 优异的性质使其可以作为一种比较理                           薄膜。
                         [8]
            想的面膜基质 。目前，有关 BC 在化妆品领域的应                          1.3    鉴定
            用研究主要集中在面部磨砂膏、乳化剂等方面。王                                 （1）蒽酮比色法：准确称取干燥薄膜 0.2 g，
              [8]
            蕾 等以透明质酸为辅料得到了锁水力更强的透明                             加入 100 mL 质量分数 60% H 2 SO 4 溶液，于冰浴中
            质酸-细菌纤维素复合生物面膜，但单独以 BC 为面                          消化 2 h。在试管中加入 2 mL 消化液和 5 mL 蒽酮
            膜的性能测试等鲜见报道，因此，本文以经过常压                             试剂，若显色结果为蓝绿色或墨绿色，则该产物为
            室温等离子体 ARTP 诱变的葡糖醋杆菌 G31 为菌                        纤维素。
            种，以 HS 培养基静态发酵制备 BC，并对 BC 结构                           （2）酶水解法：用磷酸缓冲液配制纤维素酶液。
            进行表征，性能进行初步测试，为细菌纤维素在化                             准确称取干燥薄膜 m 0 ，放置纤维素酶液中，50 ℃保
            妆品的面膜领域的应用奠定了理论基础。                                 温水解。24 h 后，将纤维素酶液用烘干至恒重的滤
                                                               纸过滤，然后烘干至恒重，质量为 m 1 ；同样将磷酸
            1   实验部分
                                                               缓冲液用同等质量的滤纸过滤烘干称重，质量为
            1.1   原料、试剂与仪器                                     m 2 。按下式计算出纤维素纯度（W）：
                                                                          W/%=[m 0 (m 1 m 2 )]/m 0 ×100
                 葡糖醋杆菌 G31（Gluconacetobacter xylinum
                                                               1.4   结构表征
            G31），本实验室经 ARTP 诱变得到的 BC 高产菌株。
                                                                   傅里叶红外光谱（FTIR）：用溴化钾压片法测定
                 葡萄糖、K 2 HPO 4 、MgSO 4 ·7H 2 O，分析纯，天
                                                                                                          –1
                                                               标准纤维素与干燥薄膜，波数范围：4000~400 cm 。
            津市科密欧化学试剂有限公司；酵母膏、蛋白胨，
                                                                   扫描电子显微镜（SEM）：将薄膜用液氮处理后
            生化试剂，北京奥博星生物技术有限责任公司；柠
                                                               冷冻干燥，喷金。
            檬酸、浓硫酸，分析纯，洛阳市化学试剂厂；无水
                                                                   X 射线衍射(XRD)谱图：2θ=10~40，步宽为
            乙醇，分析纯，天津市天力化学试剂有限公司；蒽
                                                               0.02，收集时间为 0.01 s。用下式计算结晶度：
            酮试剂，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；
                                                                       结晶度/%=衍射强度/总强度×100
            Cellulase，生化试剂，北京索莱宝科技有限公司。
                                                                                              13
                                                                   固体核磁共振碳谱（CP/MAS  CNMR）：魔角
                 IR-200 型傅里叶红外光谱仪，美国 Thermo
                                                               旋转 8000 kHz，扫描次数 800 次，4 mm 核磁管。
            Nicolet 公司；Quanta250FEG 型扫描电子显微镜，
                                                                   差示扫描量热法（DSC）/热重分析（TG）：用 TG/
            美国 FEI 公司；MiniFlex 600 型 X 射线衍射仪，北
            京嘉德利达科技有限公司；400MHz 核磁共振谱仪，                         DSC 同步热分析仪测定各种热性能参数，以 N 2 作为
            布鲁克仪器有限公司；DSC200F3 型 TG/DSC 同步                     气氛，温度范围为 20~600 ℃，升温速率为 10 ℃/min。
            热分析仪，德国耐驰仪器制造有限公司；安捷伦                              1.5   薄膜性能测试
            1200Waters 凝胶渗透色谱仪，美国安捷伦科技公司；                          凝胶色谱法（GPC）：称取 0.1 g 薄膜，加入 20 mL
            微机控制万能电子试样机（CMT4504）、TSY-T1 型                      蒸馏水和若干玻璃珠，摇动 24 h 后过滤，然后加入
            透湿性测试仪、VAC-V1 型透气性测试仪，均为济                          10 mL LiCl/DMF 溶剂（氯化锂/二甲基甲酰胺溶剂）
            南兰光机电技术公司生产。                                       和若干玻璃珠，摇动 24 h 后过滤。用 Waters 凝胶色
                 种子培养基（g/L）：葡萄糖 20，酵母膏提取物                      谱仪上样测定。
            5.0，K 2 HPO 4  1.0，柠檬酸 0.5，蒸馏水 1 L，pH=4.0，             物理机械性能-拉伸实验：将厚度为 5 mm 的薄
            高温高压灭菌 20 min。                                     膜剪成 20 mm×10 mm 的样条，用微机控制万能电
                 发酵培养基（HS 培养基，g/L）：葡萄糖 20，                     子试样机进行拉伸测试，拉伸速率为 5 mm/min，参
            酵母膏提取物 5.0，蛋白胨 5.0，K 2 HPO 4  2.7，柠檬               考 GB13022—1991 进行检测，计算拉伸强度和断裂
            酸 1.15，蒸馏水 1 L，pH=4.5，高温高压灭菌 20 min。               伸长率。
            1.2  BC 面膜的制备                                          持水性能：取处理好的薄膜，用吸水纸吸干表
                 将葡糖醋杆菌 G31 接种到种子培养基，30 ℃、                     面水分，准确称取其质量 m，然后将薄膜放到烘干
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