Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
образующаяся при выработке творога. Этот полимер, имеющий аллюлозный
остов, построен из повторяющихся пятичленных блоков, содержащих D-
глюкозу, D-маннозу, D-глюкуроновую кислоту; к некоторым из них
присоединены остатки уксусной и пировиноградной кислот. Мол. масса его
варьирует от 2-106 до 15-10е. Точная третичная структура ксантана еще не
определена, однако результаты конформационного анализа позволяют
предположить, что полимер имеет форму спирали. Остается выяснить,
одиночная она или двойная. Ксантан был первым микробным полисахаридом,
который начали производить в промышленном масштабе (1967 г.). Он нашел
широкое применение в промышленности. Это вещество обладает высокой
вязкостью при малых концентрациях и низкой скоростью сдвига. Вязкость его
остается постоянной в широком диапазоне pH, не зависит от температуры и
присутствия солей, например хлористого калия. В сочетании с растительным
полисахаридом из семян лжеакации водные растворы ксантана образуют
стабильные гели. Ксантан •получают обычным способом в ферментере с
использованием •коммерческой D-глюкозы в качестве источника углерода.
Перед осаждением полимера метанолом или изопропанолом в присутствии
хлористого калия клетки обычно не удаляют. Изучалась возможность
непрерывного получения ксантана, но промышленное внедрение этого метода
осуществлено не было.
Уникальные свойства ксантана предопределили его широкое применение в
самых разных отраслях промышленности в качестве стабилизатора и средства
для контроля за состоянием ¦суспензий, гелеобразованием и вязкостью.
Псевдопластические текучие свойства этого полимера в сочетании с
устойчивостью ж нагреванию, кислотам, щелочам и присутствию катионов
Материалы и биотехнология
22$
обеспечивают ему преимущества над другими смазками в составе бентонитовых
шламов, и ксантан широко используется при добыче нефти. Он применяется
также для повышения выхода нефти, где в сочетании с поверхностно-
активными веществами и углеводородами служит в качестве агента,
контролирующего вязкость жидкости, закачиваемой в нефтеносные пласты.
Молекулы полимера, использующегося для повышения выхода нефти, должны
быть достаточно малого размера, чтобы они могли проникать в поры породы,
образуя растворы, с высокой вязкостью, которая не изменяется при высоких
концентрациях солей, высоких температурах и давлении, а также-под
действием сдвиговых напряжений, создаваемых при работе насосов. Ксантан,
очищенный от бактериальных остатков, обладает более низкой степенью
удержания, чем широко используемый полиакриламид. При добыче нефти
применяются водные растворы сульфатированного полисахарида, так как они
подвержены меньшему разжижению под действием сдвиговых напряжений. В
комплексах с бурой ксантан применяют в качестве гелеобразующего агента
при производстве взрывчатых веществ.
В 1969 г. было разрешено использовать ксантан в пищевой промышленности
для улучшения вкусовых свойств консервированных и замороженных продуктов,
приправ, соусов, быстро приготовляемых продуктов, заправок, кремов и
фруктовых напитков. Благодаря синергическому взаимодействию между
ксантаном и растительными галактоманнанами вместе с камедью из семян
лжеакации он нашел применение в производстве кормов, например
консервированного корма для домашних животных, где он конкурирует с
агаром; в качестве суспендирующего агента он используется также в
производстве кормов с низким содержанием твердых компонентов. Простые и
сложные эфиры ксантана применяют в косметике и в текстильной,
промышленности.
Декстран
ДексГран - это a-D-глюкан, синтезируемый самыми разными
грамположительными и грамотрицательными бактериями, такими как Aerobacter
spp., Streptococcus bovis и 5. viridans,. а также Leuconostoc
mesenteroides. В промышленности этот полимер получают выращиванием
последнего из перечисленных микроорганизмов на сахарозе. Большинство
полисахаридов являются продуктами внутриклеточного синтеза, однако при
образовании декстрана субстрат не проникает в клетку. Декстра-ны
классифицируют в зависимости от относительного содержания каждого из трех
имеющихся типов связей (а-1->3"
224
Глава 5
•а-1->-4 и а-1->-6), а также по растворимости в воде. Высокомолекулярный
полимер осаждают органическими растворителями, л затем разрушают
ферментативным путем (используя экзо-и эндодекстраназы) с помощью
гидролиза слабой кислотой либо нагреванием до получения продукта с нужной
молекулярной массой. Степень такой деградации контролируется по изменению
вязкости. В качестве альтернативы можно использовать низкомолекулярные
полисахариды как затравку для получения декстранов с желаемой степенью
полимеризации. Бактериальные инокуляты часто неоднократно промывают
солевым раствором для удаления примесей высокомолекулярных полимеров,
которые в противном случае смогли бы послужить затравками при
полимеризации. Помимо природы акцептора глюкозы, молекулярная масса
декстрана определяется также концентрацией сахарозы и температурой
