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