Стве покрытия семян, пестицидов, а также при производстве латексов и
Красителей.
Задачей биотехнологии является совершенствование микробиологиче-
Ских процессов получения полисахаридов на основе улучшенных штам-
Мов-продуцентов при расширении сырьевой базы за счет замены дорого-
Стоящих сахаров более доступными субстратами, а также модификация
Физико-химических свойств самих гликанов.
Микробные полиоксиалканоаты
Полиоксиалканоаты (ПОА) – биополимеры оксипроизводных жир-
Ных кислот, синтезируются многими прокариотическими микроорганиз-
Мами в специфических условиях несбалансированного роста при избытке
Углеродного и энергетического субстрата в среде и дефиците минераль-
Ных элементов (азота, серы, фосфатов и др.), а также кислорода. Среди
наиболее перспективных продуцентов ПОА – Azotobacter, Bacillus,
Methylomonas, Pseudomonas, Alcaligenes.
Наиболее изученным в настоящее время является полиоксибутират –
полимер β-оксимасляной кислоты (С4Н8О2). Молекулярная масса полиме-
Ра определяется условиями синтеза полимера, спецификой продуцента, а
Также процедурой экстракции полимера из биомассы. Помимо полиокси-
Бутирата, микроорганизмы способны синтезировать гетерополимерные
ПОА – сополимеры оксибутирата и оксивалерата, оксибутирата и окси-
Гексаноата, полиоксибутирата и полиоксигептаноата и др. а также трех-,
Четырех- и более компонентные полимеры. Таким образом, химический
Состав и, как установлено в последние два-три года, отдельные физико-
Химические свойства (молекулярный вес, кристалличность, температур-
Ные характеристики, скорости биодеградации, механическая прочность)
Могут существенно варьировать. Это открывает пути для получения в бу-
Дущем полимерных материалов с заданными свойствами.
Практический интерес и значимость данных исследований определя-
Ются свойствами полиоксиалканоатов, которые по своим базовым показа-
телям близки к полипропилену (табл. 2.4), но обладают также рядом уни-
Кальных свойств, включая совместимостью с животными тканями, опти-
Ческую активность, пьезоэлектрические и антиоксидантные свойства и,
Самое главное, биодеградабельность.
Свойства ПОА делают их перспективными для применения в различ-
ных сферах: медицине и хирургии (прочный рассасываемый хирургиче-
Ский материал, элементы для остеосинтеза, сосудистой пластики, пленоч-
Ные покрытия ран и ожоговых поверхностей, одноразовые изделия, в т.ч.
Нетканые материалы), фармакологии (пролонгация действия лекарствен-
Ных веществ), пищевой промышленности (предупреждение окислитель-
Ной порчи напитков и продуктов, упаковочные материалы), сельском хо-
Зяйстве (обволакивание семян, покрытие удобрений и пестицидов), радио-
Электронике, коммунальном хозяйстве (различные разрушаемые тара и
Упаковочные материалы) и пр.
Синтез полиоксибутирата и других ПОА в принципе возможен с ис-
пользованием различного сырья: сахаров, спиртов, ацетата, а также водо-
рода и углекислоты (табл. 2.5).
Углерод, ассимилированный клетками тем или иным путем, превраща-
Ется в пируват, который декарбоксилируется с образованием ацетил-КоА.
Последний включается в реакции цикла трикарбоновых кислот, и при на-
Рушениях в системах амфиболизма, вызванных дефицитом структурных
Элементов для синтеза белка, не становится предшественником аминокис-
Лот, а подвергается поликонденсации, далее восстанавливается с участием
НАДН в реакциях β-окисления в оксимасляную кислоту, которая подвер-
гается полимеризации с образованием полиоксибутирата:
Т а б л и ц а 2 .4
Сравнение свойств полиоксибутирата (ПОБ) и полипропилена (ПП) (по D. King, 1982)
Свойства ПОБ ПП
Температура плавления (°С) 175 176
Прозрачность (%) 80 70
Молекулярный вес (D) 5.105 2.105
Температура стеклования (°С) 15 -10
Удельный вес (г/см3) 1.250 0.905
Модуль изгиба (ГПа) 4.0 1.7