聚羟基脂肪酸酯的微生物法制备及其降解性能的研究

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聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类由微生物在特定环境条件下积累的细胞内碳源和能源储存物,通常是在碳源过剩而其它营养物缺乏的不良条件下产生。其具有高分子化合物的质轻、弹性、可塑性等基本特性,更重要的是其还具有良好的生物降解性和生物相容性。可广泛应用于可生物降解的包装材料、薄膜及各种医用材料,是同类用途石化合成塑料最有潜力的替代品。 本研究采用NileRed特殊染色法从土壤中筛选到一株假单胞菌属细菌,通过计算机微生物分类鉴定系统(BIOLOG)对菌株进行了分类鉴定,结果表明是假单胞菌属的一株,菌名为Pseudomonasbathycetes。利用有机溶剂提取法从发酵后的菌体中提取合成的PHA,经NMR、GC、FT-IR方法分析确定产物为一由4种单体(8个碳原子、10个碳原子、12个碳原子和14个碳原子)聚合的中度链长PHA(PHAMCL)。对发酵合成的PHAMCL进行了分子量测定、热分析(DSC)、结晶性分析(X-ray衍射),结果表明该物质的Mw=196676Dalton,熔点为54.1℃,结晶度为24%。对发酵条件进行了优化,选择C/N=50(葡萄糖10g/L、NH4Cl0.36g/L)的培养基为该实验条件下的最佳发酵培养基,PHAMCL的产量可达占菌体干重的54%。 通过FT-IR研究了PHBV在降解前后的高分子结构变化,结果说明,PHBV的降解是聚酯的酯键被切断,形成羧酸和醇。通过土壤悬浊培养降解法、扫描电子显微镜分析(SEM)、核磁共振光谱分析(1H-NMR)和凝胶渗透色谱分析(GPC),对共混材料(PLA/PHBHHx)的生物降解性能进行了研究。实验结果表明:随着PHBHHx含量的增加,生物降解速率却显著提高。而且共混材料PLA/PHBHHx的重量比为20/80时,具有优良的力学性能和生物降解性。
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