Este protocolo apresenta um método fácil e barato de formar esferas de celulose bacteriana (BC). Este biomatélado pode funcionar como um meio de encapsulamento para materiais sólidos, incluindo biochar, esferas de polímeros e resíduos de minas.
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Artigo de método
Esferas de celulose bacteriana que encapsulam materiais sólidos
Neste artigo
Resumo
Resumo
As esferas de celulose bacteriana (BC) têm sido cada vez mais pesquisadas desde a popularização do BC como um novo material. Este protocolo apresenta um método acessível e simples para a produção da esfera BC. Além de produzir essas esferas, também foi identificado um método de encapsulamento para partículas sólidas. Para produzir esferas BC, água, chá preto, açúcar, vinagre e cultura bacteriana são combinados em um frasco perplexo e os conteúdos são agitados. Depois de determinar as condições de cultura adequadas para a formação da esfera bc, sua capacidade de encapsular partículas sólidas foi testada usando biochar, contas de polímero e resíduos de minas. As esferas foram caracterizadas por meio do software ImageJ e da análise gravimétrica térmica (TGA). Os resultados indicam que esferas com diâmetros de 7,5 mm podem ser feitas em 7 dias. Adicionar várias partículas aumenta a faixa de tamanho médio das cápsulas BC. As esferas encapsularam 10 a 20% de sua massa seca. Este método mostra a produção e o encapsulamento da esfera de baixo custo que é possível com materiais facilmente obtidos. As esferas bc podem ser usadas no futuro como um auxílio de remoção de contaminantes, revestimento de fertilizantes de liberação controlada ou alteração do solo.
Introdução
A celulose bacteriana (BC) tem sido notada por seu potencial uso da indústria devido à sua força mecânica, alta pureza e cristalidade, habilidades de retenção de água e estrutura de fibras intrincada1,2,3,4. Essas características fazem do BC um biomamaterial favorável para uma variedade de aplicações, incluindo usos biomédicos, de processamento de alimentos e de remediação ambiental1. A formação de um filme bc pode ser feita com culturas de organismo único ou culturas mistas como as usadas para kombucha
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Protocolo
1. Criação e manutenção da cultura de início de celulose bacteriana
- Obtenha uma cultura inicial de celulose bacteriana, aproximadamente 50 g, na forma de um SCOBY. Pode ser adquirido comercialmente (por exemplo, de Culturas para a Saúde). Coloque o SCOBY em um béquer 1 L, coberto com uma toalha de papel.
- Ferva 700 mL de água deionizada, transfira-a para um vaso separado daquele que contém o SCOBY e adicione 85 g de sacarose.
- Uma vez que a sacarose tenha dissolvido, adicione 2 sacos de chá preto (4,87 g). Torço o chá por 1h, depois retire cuidadosamente os sacos de chá usando uma haste de mexida.
- Adicione 200 mL de vinagre branco....
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Resultados
As esferas bc têm a taxa de crescimento mais rápida durante as primeiras 48 horas de cultura(Figura 2). A Figura 2 também mostra como as esferas tendem a atingir um tamanho médio máximo e, em seguida, permanecem constantes. Neste experimento, as esferas atingiram um diâmetro médio de 7,5 ± 0,2 mm. Embora as esferas do BC nunca se deteriorem completamente dentro do período de crescimento de 10 dias, elas começaram a formar tendões que se estendem para fora do cor.......
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Discussão
Este protocolo descreve métodos de produção e encapsulamento da esfera BC que são fáceis de conduzir e econômicos. Através de vários ajustes no protocolo original, foi identificado um processo adequado. Passos críticos devem ser seguidos para garantir esferas viáveis. Todos os ingredientes envolvidos na formação do BC desempenham um papel fundamental na saúde e durabilidade das esferas. A sacarose alimenta organismos, o chá fornece nitrogênio, e o vinagre reduz o pH para condições ideais para evitar contaminantes indesej.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho é uma continuação de um projeto do Programa de Mentoria Assistente de Pesquisa Tecnológica da Montana por Adolfo Martinez, Catherine Mulholland, Tyler Somerville e Laurel Bitterman. A pesquisa foi patrocinada pela Fundação Nacional de Ciência sob o Grant No. OIA-1757351 e o Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate (Número de Acordo Cooperativo W911NF-15-2-0020). Quaisquer opiniões, conclusões e conclusões ou recomendações expressas neste material são dos autores e não refletem necessariamente as opiniões da Fundação Nacional de Ciência ou do Laboratório de Pesquisa do Exército. Também gostaríamos de agra....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| graduado de 100 mL | |||
| Copo de 1000 mL Cilindro | |||
| graduado de 25 mL | |||
| Frasco defletor Erlenmeyer de 250 mL | Chemglass | CLS-2040-02 | |
| 500 mL | |||
| Balance | |||
| Biochar | Pinheiro Ponderosa tratado termicamente sob gás argônio, aquecido a 15 & C por minuto a 800 &graus; C | ||
| Chá | |||
| Água | |||
| Vinagre | |||
| Banda | |||
| Cultura microbiana inicial | Culturas para a saúde | ||
| Resíduos de | minasColetado em Butte, MT: 46.001978,-112.582465. Os resíduos da mina contêm solo e metais originários da mineração de cobre anterior. Mn, Si, Ca, Al e Fe foram os cinco elementos mais prevalentes medidos nos resíduos da mina por difração de raios X. | ||
| Almofariz e pilão | |||
| Agitador | Usado várias marcas Toalha | ||
| de papel | |||
| Microesferas de poliestireno | Polibead | 17138 | 3 mícrons de diâmetro |
| Chaleira | |||
| Instrumentos TGA | TA | Q500 | 400 ° C/min a 800 &graus; C, 100 mL/min N2 |
| Termômetro | |||
| XRF Analisador | ThermoFisher Scientific | 10131166 |
Referências
- Mohainin Mohammad, S., Abd Rahman, N., Sahaid Khalil, M., Rozaimah Sheikh Abdullah, S. An Overview of Biocellulose Production Using Acetobacter xylinum Culture. Advances in Biological Research. 8 (6), 307-313 (2014).
- Dufresne, A. Bacterial cellulose. Nanocellulose. , 125-146 (2017).
- ....
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Reimpressões e permissões
