Sfere di cellulosa batterica che incapsulano materiali solidi

Sommario

Questo protocollo presenta un metodo semplice ed economico per formare sfere di cellulosa batterica (BC). Questo biomateriale può funzionare come mezzo di incapsulamento per materiali solidi, tra cui biochar, sfere polimeriche e rifiuti di miniera.

Abstract

Le sfere di cellulosa batterica (BC) sono state sempre più ricercate sin dalla popolarità di BC come nuovo materiale. Questo protocollo presenta un metodo semplice e conveniente per la produzione di sfere BC. Oltre a produrre queste sfere, è stato identificato anche un metodo di incapsulamento per le particelle solide. Per produrre sfere BC, acqua, tè nero, zucchero, aceto e coltura batterica sono combinati in un pallone sconcertato e il contenuto è agitato. Dopo aver determinato le condizioni di coltura adeguate per la formazione della sfera BC, la loro capacità di incapsulare particelle solide è stata testata utilizzando biochar, perline polimeriche e rifiuti di miniera. Le sfere sono state caratterizzate utilizzando il software ImageJ e l'analisi gravimetrica termica (TGA). I risultati indicano che le sfere con diametri di 7,5 mm possono essere realizzate in 7 giorni. L'aggiunta di varie particelle aumenta la gamma di dimensioni medie delle capsule BC. Le sfere incapsulano il 10-20% della loro massa secca. Questo metodo mostra la produzione e l'incapsulamento di sfere a basso costo che è possibile con materiali facilmente ottenibili. Le sfere BC possono essere utilizzate in futuro come ausilio per la rimozione dei contaminanti, rivestimento di fertilizzanti a rilascio controllato o modifica del suolo.

Introduzione

La cellulosa batterica (BC) è stata nota per il suo potenziale uso industriale grazie alla sua resistenza meccanica, all'elevata purezza e cristallinità, alle capacità di ritenzione idrica e all'intricata struttura in^{fibra 1,2,3,4}. Queste caratteristiche rendono BC un biomateriale favorevole per una varietà di applicazioni, tra cui usi biomedici, di lavorazione degli alimenti e di bonifica ambientale¹. La formazione di un film BC può essere fatta con colture di singoli organismi o colture miste come quelle utilizzate ....

Protocollo

1. Creazione e manutenzione di coltura di starter di cellulosa batterica

1. Ottenere una coltura iniziale di cellulosa batterica, circa 50 g, sotto forma di SCOBY. Può essere acquistato commercialmente (ad esempio, da Cultures for Health). Posizionare lo SCOBY in un becher da 1 L, coperto con un tovagliolo di carta.
2. Far bollire 700 mL di acqua deionizzata, trasferirla su un recipiente separato da quello contenente lo SCOBY e aggiungere 85 g di saccarosio.
3. Una volta sciolto il saccarosio, aggiungere 2 sacchetti di tè nero (4,87 g). Intriso il tè per 1 h, quindi rimuovere con cura le bustine di tè usando un'asta di agitazione.
4. Aggiun....

Risultati

Le sfere BC hanno il tasso di crescita più rapido durante le prime 48 ore di cultura (Figura 2). La figura 2 mostra anche come le sfere tendano a raggiungere una dimensione media massima e quindi rimangano costanti. In questo esperimento, le sfere raggiunsero un diametro medio di 7,5 ± 0,2 mm. Sebbene le sfere BC non si deteriorero mai completamente entro il periodo di crescita di 10 giorni, hanno iniziato a formare viticci che si estendono dal corpo principale .......

Discussione

Questo protocollo delinea i metodi di produzione e incapsulamento della sfera BC che sono facili da condurre ed efficaci in termini di costi. Attraverso vari adeguamenti al protocollo originale, è stato individuato un processo adeguato. Occorre seguire misure critiche per garantire sfere vitali. Tutti gli ingredienti coinvolti nella formazione BC svolgono un ruolo chiave nella salute e nella durata delle sfere. Il saccarosio nutre gli organismi, il tè fornisce azoto e l'aceto abbassa il pH a condizioni ottimali per preve.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
			graduato da 100 mL
			1000 mL
			graduato da 25 mL
Pallone deflettore Erlenmeyer	Chemglass	CLS-2040-02
Bicchiere
Balance
Biochar			Pino ponderosa trattato termicamente sotto gas argon, riscaldato a 15 gradi C al minuto fino a 800 ° C
Tè
Acqua
Aceto
Fascia
Coltura microbica starter	Colture per la salute
Rifiuti			minerariRaccolto da Butte, MT: 46.001978,-112.582465. I rifiuti minerari contengono terreno e metalli provenienti da passate estrazioni di rame. Mn, Si, Ca, Al e Fe erano i cinque elementi più diffusi misurati nei rifiuti della miniera attraverso la diffrazione dei raggi X.
Mortaio e pestello
Agitatore			Usato
varie marche Tovagliolo
carta Microsfere di polistirene Polybead		17138	3 micron di diametro
Agitatore
Saccarosio
Bollitore
per tèTGA	TA Instruments	TA Q500	400 ° C/min fino a 800 ° C, 100 mL/min
Termometro
Analizzatore XRF	ThermoFisher Scientific	10131166

Cilindro Bicchiere daCilindro da 500 mLnerodeionizzatabianco distillatoelastica orbitale di N2