Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
(например, карбокси- и этоксицеллюлоза). При введении в эмульсии
замещенные производные целлюлозы действуют как наполнители и агенты,
влияющие на вязкость.
Продукты животного происхождения
Большинство продуктов животного происхождения, чувствительных к
биоповреждениям, имеет белковую природу. К ним относятся шкуры, шерсть и
клеи. Бактерии и грибы часто оказывают неблагоприятное воздействие на
шкуры и шерсть уже на ранних этапах их обработки. Более того, из-за
большой загрязненности свежих шкур или шерсти их порча может начаться в
течение 48 ч, еще на бойне или в помещении для стрижки. Для
предотвращения этого процесса шкуры дубят, а шерсть обезжиривают. Однако
при некоторых способах дубления шкуры вымачивают вначале в воде. Если
такое вымачивание проводится при повышенных температурах и продолжается
длительное время, происходит размножение бактерий. В коже, используемой
для изготовления книжных переплетов, нередко бывает повышено содержание
углеводов, что способствует раз-
Материалы и биотехнология
241
витию плесени при хранении в условиях повышенной влажности.
В целом шерсть наиболее чувствительна к бактериям во время обработки, а
клеи могут разрушаться как при хранении в различных емкостях, так и после
высыхания и образования пленки.
Поверхностные покрытия
Поверхностные покрытия (краски, различные типы лаков) играют двоякую
роль: они выполняют декоративную функцию и защищают покрываемую
поверхность от вредных воздействий среды, в том числе и от
микроорганизмов. Из-за постепенного отказа от введения свинца в состав
красок и широкого распространения эмульсионных покрытий возникла проблема
биоповреждения самих красок. Такое повреждение происходит как при
хранении красок в емкостях, так и после нанесения их на поверхность и
высыхания с образованием пленки. Большинство исследований в этой области
направлено на создание эффективных защитных систем, которые действовали
бы все то время, пока существует данное покрытие. Краски содержат
пигменты, связывающие вещества, эмульгаторы, масла, смолы и смачивающие
агенты; они могут быть растворены в воде или в специальных растворителях.
Некоторые из этих ингредиентов, например казеин, крахмал, целлюлоза и
пластификаторы, могут разрушаться микробами, а применение альтернативных,
устойчивых к микробному разрушению компонентов зачастую невозможно.
Развитие микроорганизмов в пленках очень сильно зависит от факторов
окружающей среды: температуры,
влажности, наличия на поверхности питательных веществ (например,
удобрений, приносимых ветром). Повреждения в емкостях часто связаны с
жизнедеятельностью бактерий, но могут быть обусловлены и развитием
грибов. Кроме того, в жидких эмульсионных красках могут оставаться
внеклеточные ферменты, например входящие в состав целлюлазной системы;
эти ферменты способны снижать вязкость эмульсии.
Резины и пластмассы
Резины и пластмассы представляют собой материалы, содержащие каучук или
какой-либо синтетический полимер. До 50% их состава может приходиться на
долю добавок, используемых в качестве пластификаторов, антиоксидантов и
веществ, защищающих данный материал от гидролиза и УФ-света. Кроме того,
добавки служат наполнителями и пигментами. Многие из них чувствительнее к
повреждениям, чем сам полимерный "ске-
16-1344
242
Глава 5
лет". Так, поливинилхлорид (ПВХ) в непластифицированной форме очень
устойчив к биоповреждениям, однако применение его как такового
ограничивается тем, что он не пластичен. Для придания такому материалу
пластичности в него вводят пластификатор, которым часто служит сложный
эфир органической кислоты, однако этот же пластификатор повышает
чувствительность материала к биоповреждениям.
Природные каучуки состоят из регулярно повторяющихся изопреновых
остатков, подверженных окислению, в результате которого возрастает
вероятность разрушения их под действием микроорганизмов. Введение
поперечных сшивок и добавление .антиоксидантов замедляют этот процесс.
Были созданы синтетические каучуки с улучшенными свойствами, в том числе
устойчивые к биоповреждениям. Очень устойчивы к действию микробов
силиконовые, нитрильные и неопреновые резины.
В целом синтетические полимеры, используемые в качестве пластмасс (такие,
как полиэтилен, полистирол и ПВХ), сами по себе устойчивы к
микроорганизмам. Однако некоторые из полимеров, применяемых все более
широко, оказались чувствительными к ним. Таковы полиуретаны -нечетко
ограниченное ¦семейство полимеров, выделяемое по признаку наличия урета-
новой группировки; молекула их содержит также замещенные мочевинные,
биуретовые, амидные и аллофанатные группировки. Кроме того, для придания
такому полимеру эластичности в него химическим путем вводят простые и
сложные эфирные группировки. Большая часть всех этих группировок в
соответствующих условиях чувствительна к химическому, а также, вероятно,
к ферментативному гидролизу. Видимо, подверженность гидролизу
определяется конфигурацией молекулы; известно также, что сложноэфирные