周玉潔 / 臺北醫學大學新藥博士學位學程;鄭光成 / 國立臺灣大學食品科技研究所;
謝承哲 / 國立高雄科技大學水產食品科學系;林欣平 / 臺北醫學大學食品安全學系
細菌性纖維是一種常見微生物生物材料,透過泡沫培養系統可生產出具多孔狀結構之細菌性纖維,此多孔狀細菌性纖維具備高覆水性與吸附性,適合作為微生物培養支架。透過共培養可獲得具功能性的多孔狀細菌性纖維,也能透過原位修飾或異位修飾將其與各式活性成分結合,以開發出具有釋放控制、抗菌、抗氧化與特定離子吸附之機能性膜材,並應用於生醫敷材、食品功能包材與吸附性濾材等。
【內文精選】
多孔狀細菌性纖維
1. 多孔狀細菌性纖維簡介
細菌性纖維雖具備特殊材料特性,但在乾燥後,對於液體的吸附效果較差,因此多以濕式型態在生醫敷材或食品包材領域進行應用,無法採用乾式型態吸附傷口組織液或是吸收食材滲出液體。透過修飾能增加其孔徑率,可望有助提升其覆水性,進一步擴充應用領域,並提升其於異位培養之修飾效率。近幾年發展出一特殊修飾方式(圖二),主要通過起泡劑、培養基與細菌性纖維生產菌種的混合,再使用打泡器形成緻密泡沫,讓細菌性纖維生產菌沿著泡沫的間隙生產出纖維素。

圖二 多孔狀細菌性纖維生產流程
此纖維素外觀會呈現如同泡沫狀的培養基,但透過洗滌與隔夜水漂將菌體與培養基移除後,可獲得具孔洞狀之水膠狀結構(圖三),即稱為多孔狀細菌性纖維(Foaming Bacterial Cellulose)。過去使用原位培養時,由於細菌性纖維只會在液面形成,無法接觸到液面以下的修飾物質,使得所生成的細菌性纖維內修飾物質含量低下。若使用多孔狀細菌性纖維生產系統進行修飾,所有修飾物質都會被泡沫包裹,加上泡沫培養基具備高黏度,因此不會受到重力影響導致修飾物質於培養基內分層,可極大限度地讓修飾物質進入多孔狀細菌性纖維內。以甲殼素為例,使用多孔狀細菌性纖維系統進行原位修飾,可使其修飾的甲殼素含量較細菌性纖維原位修飾系統高出三倍以上。此泡沫培養基形式,不僅能大幅增加原位修飾的效率,所生產之多孔狀細菌性纖維,亦被發現適合進行異位修飾,藉以獲得具備高覆水性與吸附性之特用材料----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖三 (a)細菌性纖維;(b)多孔狀細菌性纖維外觀比較
★本文節錄自《工業材料雜誌》466期,更多資料請見下方附檔。