3Фгк 2фгк фосфоэнолпируват

Ацетил-КоА

Ацетацетил-КоА

полимер

β-оксимасляной

кислоты

оксибутирил-КоА

ацетацетат

β-оксимасляная

кислота

Процесс накопления полиоксибутирата осуществляют микробные

клетки при несбалансированном росте, например, голодающие по азоту

или кислороду, то есть медленно растущие. При этом возникает проблема,

как получить большие урожаи биомассы с одновременным большим со-

держанием полимеров. Высокопродуктивные проточные системы фер-

ментации не приемлемы для больших выходов ПОА. Процесс проводят в

периодическом режиме, обычно в две стадии, на первой клетки, получая

все необходимые питательные вещества, растут с достаточно высокими

скоростями роста и образуют практически всю биомассу; на втором этапе

процесс продолжается при избытке источников углерода и энергии, но

при лимитировании роста одним их биогенов. В результате происходит

включение ассимилированных клетками углерода, главным образом, в по-

лимер, выходы которого могут достигать свыше 70 % к весу сухого вещест-

ва клетки.

В промышленных масштабах процесс реализован фирмой «Ай-Си-Ай»

в Великобритании. В качестве продуцента используют мутантный штамм

водородных бактерий Alcaligenes eutrophys, способный ______усваивать глюко-

зу. Процесс реализуется в периодическом двустадийном режиме при ли-

мите азота в среде с затратами сахаров до 3 т/т полимера в течение 110–

120 Часов. Объемы применяемых для получения полимера ферментацион-

ных аппаратов достигают от 3.5 до 200 м3. Помимо глюкозы, возможно

использование тростникового сахара, фруктозных сиропов, мелассы. То-

варное название продукта «Биопол». Помимо гомогенного полиоксибути-

89

рата фирма выпускает гетерополимер – продукт сополимеризации оксибу-

тирата и оксивалерата на средах, содержащих глюкозу и пропанол либо

только валериановую кислоту в концентрации до 20 г/л. Получение клеток

с высоким содержанием полимера – только одна часть проблемы. Суще-

ственной технологической задачей является также процедура экстракции

полимера из биомассы и последующая очистка. Важная проблема, возни-

кающая при этом, снижение молекулярной массы продукта в ходе пост-

ферментационной стадии. В общем виде процедура включает несколько

стадий: отделение клеток от культуральной среды, разрушение клеток,

экстракцию полимера из клеток с помощью неполярных растворителей

(хлороформ, гексан), осаждение спиртом и высушивание.

На экономику производства микробных полиоксиалканоатов сущест-

венным образом влияет стоимость исходного сырья, а также выходы по-

лимера и его исходные физико-химические свойства.

В настоящее время полиоксибутират планируется применять в достаточ-

но узких сферах (медицина, фармакология), однако экологичность данного

материала по сравнению с неразрушаемыми и получаемыми в экологически

тяжелых процессах нефтесинтеза полиолефинов позволяют считать, что

микробные ПОА в недалеком будущем смогут стать базовым термопла-

стичным полимером для различных сфер применения. Поэтому процессы

получения полиоксибутирата и других гетерополимерных ПОА являются

объектом пристального внимания и научных поисков всех развитых стран.