stringtranslate.com

Бактериальная целлюлоза

Влажная микробная целлюлозная пленка , удаляемая из культуры
Ната де коко , традиционный филиппинский пищевой продукт , приготовленный путем ферментации кокосовой воды с помощью Komagataeibacter xylinus.

Бактериальная целлюлоза — это органическое соединение с формулой ( C
6ЧАС
10О
5)
нпроизводится определенными типами бактерий . Хотя целлюлоза является основным структурным материалом большинства растений, она также производится бактериями, в основном из родов Komagataeibacter , Acetobacter , Sarcina ventriculi и Agrobacterium . Бактериальная или микробная целлюлоза имеет свойства, отличные от растительной целлюлозы, и характеризуется высокой чистотой, прочностью, формуемостью и повышенной способностью удерживать воду. [1] В естественной среде обитания большинство бактерий синтезируют внеклеточные полисахариды , такие как целлюлоза, которые образуют защитные оболочки вокруг клеток. Хотя бактериальная целлюлоза производится в природе, в настоящее время изучаются многие методы для усиления роста целлюлозы из культур в лабораториях как крупномасштабный процесс. Управляя методами синтеза, полученная микробная целлюлоза может быть адаптирована для получения определенных желаемых свойств. Например, внимание было уделено бактериям Komagataeibacter xylinus из-за уникальных механических свойств ее целлюлозы и применения в биотехнологии , микробиологии и материаловедении .

Исторически бактериальная целлюлоза ограничивалась производством желеобразных десертов nata de piña и nata de coco , филиппинского пищевого продукта. [2] [3] [4] Благодаря достижениям в области синтеза и характеристики бактериальной целлюлозы, материал используется для широкого спектра коммерческих приложений, включая текстиль, косметику и продукты питания, а также медицинские приложения. Было выдано много патентов на применение микробной целлюлозы, и несколько активных областей исследований пытаются лучше охарактеризовать микробную целлюлозу и использовать ее в новых областях. [1]

История

Как материал, целлюлоза была впервые открыта в 1838 году Ансельмом Пайеном. Пайен смог выделить целлюлозу из других растительных веществ и химически охарактеризовать ее. В одном из своих первых и наиболее распространенных промышленных применений целлюлоза из древесной массы использовалась для производства бумаги. Она идеально подходит для отображения информации в печатной форме благодаря своей высокой отражательной способности, высокой контрастности, низкой стоимости и гибкости. Открытие целлюлозы, производимой бактериями, в частности, Acetobacter xylinum , было присуждено А. Дж. Брауну в 1886 году с синтезом внеклеточного студенистого мата. [5] Однако только в 20 веке были проведены более интенсивные исследования бактериальной целлюлозы. Спустя несколько десятилетий после первоначального открытия микробной целлюлозы К. А. Браун изучил целлюлозный материал, полученный путем ферментации сока сахарного тростника Луизианы, и подтвердил результаты А. Дж. Брауна. [6] Другие исследователи сообщили о формировании целлюлозы другими различными организмами, такими как Acetobacter pasteurianum , Acetobacter rancens , Sarcina ventriculi и Bacterium xylinoides . В 1931 году Тарр и Хибберт опубликовали первое подробное исследование формирования бактериальной целлюлозы, проведя серию экспериментов по выращиванию A. xylinum на питательных средах. [7]

В середине 1900-х годов Хестрин и др. доказали необходимость глюкозы и кислорода в синтезе бактериальной целлюлозы. Вскоре после этого Колвин обнаружил синтез целлюлозы в образцах, содержащих бесклеточный экстракт A. xylinum , глюкозу и АТФ. [8] В 1949 году микрофибриллярная структура бактериальной целлюлозы была охарактеризована Мюлеталером. [9] Дальнейшие исследования бактериальной целлюлозы привели к новым способам использования и применения этого материала.

Биосинтез

Химическая структура целлюлозы

Бактериальные источники

Бактерии, которые производят целлюлозу, включают виды грамотрицательных бактерий, такие как Acetobacter , Azotobacter , Rhizobium , Pseudomonas , Salmonella , Alcaligenes , и виды грамположительных бактерий , такие как Sarcina ventriculi . [10] Наиболее эффективными производителями целлюлозы являются A. xylinum , A. hansenii и A. pasteurianus . Из них A. xylinum является модельным микроорганизмом для фундаментальных и прикладных исследований целлюлозы из-за его способности производить относительно высокие уровни полимера из широкого спектра источников углерода и азота. [11]

Общий процесс

Биохимический путь синтеза целлюлозы

Синтез бактериальной целлюлозы — многоступенчатый процесс, включающий два основных механизма: синтез уридиндифосфоглюкозы (UDPGIc) с последующей полимеризацией глюкозы в длинные и неразветвленные цепи (цепь β-1→4 глюкана) целлюлозосинтазой . Специфика синтеза целлюлозы подробно описана. [12] [13] Первый механизм хорошо известен, в то время как второй все еще нуждается в изучении. Производство UDPGIc начинается с углеродных соединений (таких как гексозы , глицерин , дигидроксиацетон , пируват и дикарбоновые кислоты ), входящих в цикл Кребса , глюконеогенез или пентозофосфатный цикл в зависимости от того, какой источник углерода доступен. Затем он проходит через фосфорилирование вместе с катализом, за которым следует изомеризация промежуточного продукта и процесс, известный как UDPGIc пирофосфорилаза, для преобразования соединений в UDPGIc, предшественник производства целлюлозы. Было высказано предположение, что полимеризация глюкозы в β-1→4 глюкановую цепь либо включает липидный промежуточный продукт [14] , либо не включает липидный промежуточный продукт [12], хотя структурные энзимологические исследования и эксперименты in vitro показывают, что полимеризация может происходить путем прямого ферментативного переноса глюкозильного фрагмента из нуклеотидного сахара в растущий полисахарид. [15] A. xylinum обычно преобразует углеродные соединения в целлюлозу с эффективностью около 50%. [14]

Производство ферментации

Производство целлюлозы в значительной степени зависит от нескольких факторов, таких как среда роста , условия окружающей среды и образование побочных продуктов. Среда ферментации содержит углерод , азот и другие макро- и микроэлементы, необходимые для роста бактерий. Бактерии наиболее эффективны, когда им предоставляется обильный источник углерода и минимальный источник азота. [16] Глюкоза и сахароза являются наиболее часто используемыми источниками углерода для производства целлюлозы, в то время как фруктоза , мальтоза , ксилоза , крахмал и глицерин были опробованы. [17] Иногда для увеличения производства целлюлозы может использоваться этанол . [18] Проблема с использованием глюкозы заключается в том, что глюконовая кислота образуется как побочный продукт, который снижает pH культуры и, в свою очередь, снижает производство целлюлозы. Исследования показали, что производство глюконовой кислоты может быть уменьшено в присутствии лигносульфоната . [19] Добавление органических кислот, в частности уксусной кислоты , также помогло в более высоком выходе целлюлозы. [20] Исследования по использованию среды патоки в ферментере [21], а также добавленных компонентов патоки сахарного тростника [22] на определенных штаммах бактерий были изучены, и результаты показали увеличение производства целлюлозы.

Добавление дополнительного азота обычно снижает производство целлюлозы, в то время как добавление молекул-предшественников, таких как аминокислоты [23] и метионин, улучшает выход. Пиридоксин , никотиновая кислота , п-аминобензойная кислота и биотин являются витаминами, важными для производства целлюлозы, тогда как пантотенат и рибофлавин оказывают противоположное действие. [24] В реакторах, где процесс более сложный, добавляются водорастворимые полисахариды, такие как агар [25] , ацетан и альгинат натрия [26] , чтобы предотвратить комкование или коагуляцию бактериальной целлюлозы.

Другими основными факторами окружающей среды, влияющими на производство целлюлозы, являются pH, температура и растворенный кислород. Согласно экспериментальным исследованиям, оптимальная температура для максимального производства составляет от 28 до 30 °C. [27] Для большинства видов оптимальный pH составляет от 4,0 до 6,0. [17] Контроль pH особенно важен в статических культурах, поскольку накопление глюконовой, уксусной или молочной кислоты снижает pH намного ниже оптимального диапазона. Содержание растворенного кислорода можно изменять с помощью скорости мешалки, поскольку это необходимо для статических культур, где субстраты необходимо транспортировать путем диффузии. [28]

Реакторное производство

Статические и перемешиваемые культуры являются обычными способами производства бактериальной целлюлозы. Как статические, так и перемешиваемые культуры нецелесообразны для крупномасштабного производства, поскольку статические культуры имеют длительный период культивирования, а также интенсивную рабочую силу, а перемешиваемые культуры производят целлюлозоотрицательные мутанты наряду с их реакциями из-за быстрого роста. [29] Таким образом, реакторы предназначены для сокращения времени культивирования и подавления превращения штаммов, продуцирующих бактериальную целлюлозу, в целлюлозоотрицательные мутанты. Обычными используемыми реакторами являются вращающийся дисковый реактор, [30] роторный биопленочный контактор (RBC), [29] биореактор , оснащенный спин-фильтром, [31] и реактор с силиконовой мембраной. [32]

Структура и свойства

Различия между растительной и бактериальной целлюлозой

Как наиболее распространенный органический материал на Земле , целлюлозу можно разделить на растительную целлюлозу и бактериальную целлюлозу, обе из которых встречаются в природе. Растительная целлюлоза, из которой состоят клеточные стенки большинства растений, представляет собой жесткую сетчатую структуру, в которой целлюлозные фибриллы являются основными архитектурными элементами. Хотя бактериальная целлюлоза имеет ту же молекулярную формулу, что и растительная целлюлоза, она имеет существенно отличающиеся макромолекулярные свойства и характеристики. [8] В целом, микробная целлюлоза более химически чиста, не содержит гемицеллюлозы или лигнина , имеет более высокую водоудерживающую способность и гидрофильность , большую прочность на разрыв в результате большего количества полимеризации , сверхтонкую сетевую архитектуру. Кроме того, бактериальная целлюлоза может быть произведена на различных субстратах и ​​может быть выращена практически в любой форме из-за высокой формуемости во время формирования. [33] Кроме того, бактериальная целлюлоза имеет более кристаллическую структуру по сравнению с растительной целлюлозой и образует характерные лентовидные микрофибриллы . [1] Эти тонкие микрофибриллы , являющиеся отличительной чертой микробной целлюлозы, значительно меньше, чем в растительной целлюлозе, что делает бактериальную целлюлозу гораздо более пористой. [9]

Механизм трехстороннего разветвления

Макроструктура

Целлюлоза состоит из углерода , кислорода и водорода и классифицируется как полисахарид , что указывает на то, что это углевод , который проявляет полимерные характеристики. Целлюлоза состоит из полимеров с прямой цепью, чьи базовые единицы глюкозы удерживаются вместе бета-связями. Структурную роль целлюлозы в клеточных стенках сравнивают с ролью стеклянных нитей стекловолокна или опорных стержней в железобетоне. [ необходима цитата ] Фибриллы целлюлозы крайне нерастворимы и неэластичны и из-за своей молекулярной конфигурации имеют прочность на разрыв, сравнимую со сталью. [ необходима цитата ] Следовательно, целлюлоза придает тканям, в которых она находится, уникальное сочетание химической устойчивости и механической поддержки и гибкости. [34] Бактериальная целлюлоза, вырабатываемая видами Acetobacter , демонстрирует уникальные свойства, включая высокую механическую прочность, высокую водопоглощающую способность, высокую кристалличность и сверхтонкую и высокочистую структуру волокнистой сети. [35] Одной из важнейших особенностей бактериальной целлюлозы является ее химическая чистота. В дополнение к этому, бактериальная целлюлоза устойчива к химикатам и высоким температурам. [36] Было высказано предположение, что бактериальная целлюлоза имеет конструкцию, похожую на «клетку», которая защищает клетку от посторонних материалов и ионов тяжелых металлов, при этом все еще позволяя питательным веществам легко поступать путем диффузии . [2] [37] Бактериальная целлюлоза была описана Луи Пастером как «своего рода влажная кожа, набухшая, студенистая и скользкая». Хотя твердая часть в геле составляет менее одного процента, это почти чистая целлюлоза, не содержащая лигнина и других посторонних веществ. [2] Хотя бактериальная целлюлоза получается в виде сильно набухшего геля, текстура ее совершенно уникальна и отличается от типичных гелей. Целлюлоза имеет сильно набухшую сеть волокон, возникающую из-за наличия пористых структур и туннелей внутри влажной пленки . Растительная целлюлоза имеет водоудерживающую способность 60%, тогда как бактериальная целлюлоза имеет водоудерживающую способность 1000%. [33] Образование целлюлозной пленки происходит на верхней поверхности супернатантной пленки . Большая площадь поверхности важна для хорошей производительности. Образование целлюлозы происходит на границе воздух/целлюлозная пленка, а не на границе среда/целлюлоза. Таким образом, кислород является важным фактором для производства целлюлозы. [1]После периода индукции и быстрого роста толщина неуклонно увеличивается. Фибриллы, по-видимому, не обязательно линейны, но содержат некоторые «точки трехстороннего разветвления» по всей длине. Этот тип разветвления считается связанным с уникальными характеристиками этого материала и происходит из точек разветвления, полученных в результате бинарного деления . [38]

Размеры синтетических и натуральных волокон [39]

Свойства и характеристика

Листовой материал, полученный из бактериальной целлюлозы, обладает замечательными механическими свойствами. По словам Брауна, пленка бактериальной целлюлозы была «очень прочной, особенно если попытаться разорвать ее поперек плоскости роста». [2] Сообщалось, что модуль Юнга для бактериальной целлюлозы достигает 15 ГПа поперек плоскости листа, тогда как самые высокие значения, достигнутые в прошлом полимерными пленками или листами, составляют < 10 ГПа максимум. Высокий модуль Юнга листа был приписан уникальной надмолекулярной структуре, в которой фибриллы биологического происхождения сохраняются и прочно связаны водородными связями . Этот модуль Юнга не меняется ни в зависимости от температуры, ни от используемого процесса культивирования. Очень высокий модуль Юнга этого материала следует приписать его надмолекулярной структуре. [37] [38]

Это свойство возникает из-за смежно выровненных глюкановых цепей, участвующих в меж- и внутрицепочечных водородных связях. [34] Бактериальные субфибриллы целлюлозы кристаллизуются в микрофибриллы, которые группируются, образуя пучки, которые затем образуют «ленты». Эти волокна на два порядка тоньше, чем волокна целлюлозы, получаемые при варке древесины. [8] Сегодня известно, что пленка состоит из случайного скопления фибрилл (шириной < 130 нм), которые состоят из пучка гораздо более тонких микрофибрилл (диаметром от 2 до 4 нм). Также известно, что пленка дает пленку или лист при высыхании, если усадка поперек плоскости ограничена. [38] Сверхтонкие ленты микробной целлюлозы образуют плотную сетчатую структуру, стабилизированную обширными водородными связями. Бактериальная целлюлоза также отличается от своего растительного аналога высоким индексом кристалличности (выше 60%). Две распространенные кристаллические формы целлюлозы, обозначенные как I и II, различаются с помощью рентгеновского , ядерного магнитного резонанса (ЯМР), спектроскопии Рамана и инфракрасного анализа. [8] Бактериальная целлюлоза кристаллографически относится к целлюлозе I, общей с натуральной целлюлозой растительного происхождения, в которой две целлюлозные единицы расположены параллельно в элементарной ячейке . [2] [40] Термин «целлюлоза I» используется для этого параллельного расположения, тогда как кристаллические фибриллы, несущие антипараллельные полиглюкановые цепи, возникают, образуя термодинамически стабильную целлюлозу II. [34] Молекулярное расположение в листе, подтвержденное рентгеновской дифракцией , было таким, что ось молекулярной цепи лежала случайным образом перпендикулярно толщине, так что плоскость (1 1 0) была ориентирована параллельно поверхности. [38]

Хотя целлюлоза образует отчетливую кристаллическую структуру, целлюлозные волокна в природе не являются чисто кристаллическими. В дополнение к кристаллическим и аморфным областям, целлюлозные волокна содержат различные типы неровностей, такие как перегибы или скручивания микрофибрилл, или пустоты, такие как поверхностные микропоры, большие ямки и капилляры . Таким образом, общая площадь поверхности целлюлозного волокна намного больше, чем площадь поверхности идеально гладкого волокна того же размера. Чистый эффект структурной неоднородности внутри волокна заключается в том, что волокна, по крайней мере, частично гидратируются водой при погружении в водную среду, а некоторые микропоры и капилляры достаточно просторны, чтобы обеспечить проникновение. [37]

Сканирующая электронная микроскопия сломанного края выявила кучу очень тонких слоев. Предполагается, что эти фибриллы в слоях связаны посредством межфибриллярных водородных связей, как в целлюлозной бумаге, но плотность межфибриллярных водородных связей должна быть намного выше, так как фибриллы тоньше, следовательно, площадь контакта больше. [38]

Приложения

Бактериальная целлюлоза имеет широкий спектр текущих и потенциальных будущих применений. Благодаря своим многочисленным уникальным свойствам она используется в пищевой промышленности, медицинской сфере, коммерческих и промышленных продуктах и ​​других технических областях. Бактериальная целлюлоза является универсальным структурным материалом, что позволяет придавать ей различные формы для различных целей. Было выдано несколько патентов на процессы, в которых задействован этот материал. [41] Бактериальные целлюлозные пленки были предложены в качестве временного заменителя кожи в случае человеческих ожогов и других дермальных повреждений. [42]

Еда

Самое старое известное применение бактериальной целлюлозы — в качестве сырья для nata de piña , традиционного сладкого десерта из конфет на Филиппинах . Несколько натуральных цветных пигментов (оксикаротиноиды, антоцианы и родственные им антиоксиданты и поглотители свободных радикалов) были включены в кубики бактериальной целлюлозы, чтобы сделать десерт более привлекательным. [43] Бактериальная целлюлоза также использовалась в качестве загустителя для поддержания вязкости в пище и в качестве стабилизирующего агента. Благодаря своей текстуре и содержанию волокон она добавлялась во многие пищевые продукты в качестве диетического волокна . Конкретным примером является Cellulon ®, который является наполнителем, используемым в качестве пищевого ингредиента для действия в качестве загустителя, текстуризатора и/или снижения калорийности. [44] Микробная целлюлоза также использовалась в качестве добавки в диетических напитках в Японии с 1992 года, в частности, в комбуче , ферментированном чайном напитке. [9]

Коммерческая продукция

Бактериальная целлюлоза также широко применяется в коммерческих отраслях. В производстве бумаги она используется как сверхпрочная бумага и как сетчатая тонковолокнистая сеть с покрытием, связыванием, загущением и суспендированием. [35] Благодаря своей высокой скорости звука и низким динамическим потерям бактериальная целлюлоза использовалась в качестве акустической или фильтрующей мембраны в высококачественных громкоговорителях и наушниках, продаваемых корпорацией Sony . [2] Бактериальная целлюлоза также используется в качестве добавки в косметической промышленности. Кроме того, она проходит испытания в текстильной промышленности с возможностью производства одежды на основе целлюлозы. [35]

Медицинский

В более современных приложениях микробная целлюлоза стала актуальной в медицинском секторе. Она была испытана и успешно использовалась в качестве перевязочного материала для ран , особенно в случаях ожогов. Исследования показали, что ожоги, обработанные покрытиями из микробной целлюлозы, заживали быстрее, чем при традиционном лечении, и имели меньше рубцов. Местное применение микробной целлюлозы эффективно благодаря способности целлюлозы удерживать воду и проницаемости водяного пара. Высокая способность удерживать воду обеспечивает влажную атмосферу в месте повреждения, что имеет решающее значение для заживления, в то время как способность впитывать влагу позволяет удалять просачивание из раны с места. Кроме того, микробная целлюлоза очень хорошо формуется на поверхности кожи , обеспечивая конформное покрытие даже в обычно сложных для перевязки местах ран, таких как области на лице. Эта технология оказалась настолько успешной, что были разработаны коммерческие продукты из микробной целлюлозы, такие как Biofill ®. [1] Другим коммерческим продуктом для лечения микробной целлюлозы является XCell, производимый корпорацией Xylos, который в основном используется для лечения ран от венозных язв . [45] Также были проведены исследования, в которых традиционные марлевые повязки обрабатывались микробным целлюлозным биополимером для улучшения свойств марли. Помимо увеличения времени высыхания и способности удерживать воду, жидкие лекарства могли впитываться микробной целлюлозной марлей, что позволяло им работать в месте повреждения. [46]

Микробная целлюлоза также использовалась для внутренних процедур, таких как костные трансплантаты и другая тканевая инженерия и регенерация. Ключевой способностью микробной целлюлозы для медицинских применений является то, что ее можно легко формовать в различные формы, сохраняя при этом все ее полезные свойства. Формуя микробную целлюлозу в длинные полые трубки, их можно использовать в качестве замещающих структур для нескольких различных областей, таких как сердечно-сосудистая система , пищеварительный тракт , мочевыводящие пути или трахея . Недавнее применение микробной целлюлозы было в качестве синтетических кровеносных сосудов и стентов . Целлюлозу также можно моделировать в сетчатые мембраны, которые можно использовать для внутренних замещающих структур, таких как внешняя мембрана мозга, твердая мозговая оболочка . Помимо замены, эти структуры также использовались в качестве трансплантатов для взаимодействия с существующим внутренним биологическим материалом. Микробная целлюлоза также использовалась в направленной регенерации тканей . [45] Bioprocess ® и Gengiflex ® — некоторые из распространенных товарных знаков микробной целлюлозы, которые теперь широко применяются в хирургии и дентальных имплантатах. Один из примеров включает восстановление тканей пародонта путем отделения эпителиальных клеток полости рта и соединительных тканей десны от обработанной поверхности корня. [1]

Текущие исследования/будущие приложения

Областью активных исследований микробной целлюлозы является область электронной бумаги . В настоящее время растительная целлюлоза используется для производства основной массы традиционной бумаги, но из-за ее низкой чистоты ее необходимо смешивать с другими веществами, такими как лигнин . Однако из-за более высокой чистоты микробной целлюлозы и ее микрофибриллярной структуры она может оказаться отличным кандидатом на роль подложки для электронной бумаги. Микробную целлюлозу можно формировать в листы толщиной около 100 микрометров, что примерно соответствует толщине обычной бумаги, с помощью процесса мокрого синтеза. Микробная целлюлоза производит прочную подложку с микрофибриллярной структурой, которая позволяет имплантировать в бумагу легирующие вещества . Путем нанесения растворов на микробную целлюлозную бумагу в микрофибриллярную структуру можно поместить проводящие легирующие вещества и электрохромные красители . Бистабильные красители изменяют цвет с прозрачного на темный при приложении соответствующих напряжений , которые при помещении в пиксельную структуру позволят формировать изображения. Эта технология все еще находится на стадии исследования и еще не масштабирована до уровня коммерческого производства. Дальнейшие исследования были проведены для применения бактериальной целлюлозы в качестве субстрата в электронных устройствах с потенциалом использования в качестве электронных книг-планшетов, электронных газет, динамических обоев, перезаписываемых карт и учебных пособий. [47] Другим возможным примером использования бактериальной целлюлозы в электронной промышленности является производство органических светодиодов (OLED). [35]

Проблемы/ограничения

Из-за неэффективного процесса производства текущая цена бактериальной целлюлозы остается слишком высокой, чтобы сделать ее коммерчески привлекательной и жизнеспособной в больших масштабах. [35] Традиционные методы производства не позволяют производить микробную целлюлозу в коммерческих количествах, поэтому необходимо достичь дальнейшего прогресса в производстве на основе реакторов, чтобы иметь возможность продавать множество продуктов из микробной целлюлозы. [29]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Jonas, R.; Farah, Luiz F. (1998). «Производство и применение микробной целлюлозы». Polymer Degradation and Stability . 59 (1–3): 101–106. doi :10.1016/S0141-3910(97)00197-3.
  2. ^ abcdef Игучи, М.; Яманака, С.; Будионо, А. (2000). «Бактериальная целлюлоза – шедевр искусства природы». Журнал материаловедения . 35 (2): 261–270. Бибкод : 2000JMatS..35..261I. дои : 10.1023/А: 1004775229149. S2CID  81685441.
  3. ^ Сутанто, Агус Три (2012). «Жидкие отходы ананаса как сырье для Ната Де Пина». Макара, Технологии . 16 (1): 63–67. дои : 10.7454/mst.v16i1.1286 . S2CID  56381771.
  4. ^ Вергара, Бенито С.; Идову, Панна Мелиза Х.; Сумангил, Джулия Х. (1999). Ната де Коко: филиппинский деликатес (PDF) . Национальная академия наук и технологий, Филиппины. ISBN 9718538615. Архивировано (PDF) из оригинала 2021-06-28 . Получено 2021-03-07 .
  5. ^ Браун, AJJ Chem. Соц., 49,172, 432(1886);51,643(1887).
  6. ^ Браун, Калифорния (1906). "АНАЛИЗ САХАРНЫХ СМЕСЕЙ. 1 ". Журнал Американского химического общества . 28 : 439–453. doi :10.1021/ja01970a001.
  7. ^ Тарр, Х. Л. А., Хиббери, Х. Кэн. J. Research , 4, 372 (1931)
  8. ^ abcd А. Штайнбюхель, «Бактериальная целлюлоза». Биополимеры. Weinheim: Wiley-VCH, 2001. Печать.
  9. ^ abc Bajaj, I; Chawla, P; Singhal, R; Survase, S. «Микробная целлюлоза: ферментативное производство и применение». Пищевые технологии и биотехнологии . 47 (2): 107–124.
  10. ^ Shoda, M.; Sugano, Y. (2005). «Последние достижения в производстве бактериальной целлюлозы». Biotechnol. Bioprocess Eng . 10 : 1–8. doi :10.1007/BF02931175.
  11. ^ С. Белецкий, А. Кристинович, М. Туркевич, Х. Калиновска: Бактериальная целлюлоза. В: Полисахариды и полиамиды в пищевой промышленности, А. Штайнбухель, С.К. Ри (ред.), Wiley-VCH Verlag, Weinhein, Германия (2005), стр. 31–85.
  12. ^ ab Brown, Jr (1987). «Биосинтез целлюлозы». Пищевые гидроколлоиды . 1 (5–6): 345–351. doi :10.1016/S0268-005X(87)80024-3.
  13. ^ Delmer, DP; Amor, Y. (1995). «Биосинтез целлюлозы». Plant Cell . 7 (7): 987–1000. doi :10.1105/tpc.7.7.987. PMC 160898. PMID 7640530  . 
  14. ^ ab Iannino, NI De; Couso, RO; Dankert, MA (1998). «Связанные с липидами промежуточные продукты и синтез ацетана в Acetobacter xylinum». J. Gen. Microbiol . 134 (6): 1731–1736. doi : 10.1099/00221287-134-6-1731 .
  15. ^ Морган, Джейкоб Л. В.; Макнамара, Джошуа Т.; Фишер, Майкл; Рич, Джейми; Чен, Хонг-Мин; Уизерс, Стивен Г.; Циммер, Йохен (2016). «Наблюдение за биосинтезом целлюлозы и перемещением мембран в кристаллах». Nature . 531 (7594): 329–334. doi :10.1038/nature16966. ISSN  0028-0836. PMC 4843519 . PMID  26958837. 
  16. ^ Рамана, К. В.; Сингх, Л.; Сингх, Локендра (2000). «Влияние различных источников углерода и азота на синтез целлюлозы Acetobacter xylinum». World J. Microbiol. Biotechnol . 16 (3): 245–248. doi :10.1023/A:1008958014270. S2CID  83658095.
  17. ^ Аб Масаока, С.; Ох, Т.; Сакота, Н. (1993). «Производство целлюлозы из глюкозы Acetobacter xylinum». Дж. Фермент. Биоинж . 75 : 18–22. дои : 10.1016/0922-338X(93)90171-4.
  18. ^ Park, JK; Jung, JY; Park, YH (2003). «Производство целлюлозы Gluconacetobacter hansenii в среде, содержащей этанол». Biotechnol. Lett . 25 (24): 2055–2059. doi :10.1023/B:BILE.0000007065.63682.18. PMID  14969408. S2CID  6660565.
  19. ^ Кешк, С.; Самешима, К. (2006). «Влияние лигносульфоната на кристаллическую структуру и производительность бактериальной целлюлозы в статической культуре». Ферментная и микробная технология . 40 : 4–8. doi :10.1016/j.enzmictec.2006.07.037.
  20. ^ Тода, К.; Асакура, Т.; Фукая, М.; Энтани, Э.; Кавамура, Ю. (1997). «Производство целлюлозы устойчивыми к уксусной кислоте Acetobacter xylinum». Дж. Фермент. Биоинж . 84 (3): 228–231. дои : 10.1016/S0922-338X(97)82059-4.
  21. ^ Bae, S.; Shoda, M. (2005). «Статистическая оптимизация условий культивирования для производства бактериальной целлюлозы с использованием дизайна Бокса-Бенкена». Biotechnol. Bioeng . 90 (1): 20–28. doi :10.1002/bit.20325. PMID  15712301.
  22. ^ Premjet, S.; Premjet, D.; Ohtani, Y. (2007). «Влияние ингредиентов патоки сахарного тростника на производство бактериальной целлюлозы Acetobacter xylinum ATCC 10245». Sen-I Gakkaishi . 63 (8): 193–199. doi :10.2115/fiber.63.193.
  23. ^ Сон, Х. Дж.; Ким, Х. Г.; Ким, К. К.; Ким, Х. С.; Ким, И. Г.; Ли, С. Дж. (2003). «Увеличение производства бактериальной целлюлозы Acetobacter sp. V6 в синтетических средах при условиях встряхивания культуры». Bioresour. Technol . 86 (3): 215–219. doi :10.1016/S0960-8524(02)00176-1. PMID  12688462.
  24. ^ Мацунага, М.; Цучида, Т.; Мацусита, К.; Адачи, О.; Ёсинага, Ф. (1996). «Синтетическая среда для производства бактериальной целлюлозы с помощью Acetobacter xylinum subsp. Sucrofermentans». Biosci. Biotechnol. Biochem . 60 (4): 575–579. doi :10.1271/bbb.60.575.
  25. ^ Чао, Y.; Митари, M.; Сугано, Y.; Шода, M. (2001). «Влияние добавления водорастворимых полисахаридов на бактериальное производство в 50-литровом эрлифтном реакторе». Biotechnol. Prog . 17 (4): 781–785. doi :10.1021/bp010046b. PMID  11485444. S2CID  33497254.
  26. ^ Чжоу, Л. Л.; Сан, Д. П.; Ху, ЛИ; Ли, И. В.; Ян, Дж. З. (2007). «Влияние добавления альгината натрия на производство бактериальной целлюлозы Acetobacter xylinum». J. Ind. Microbiol. Biotechnol . 34 (7): 483–489. doi : 10.1007/s10295-007-0218-4 . PMID  17440758.
  27. ^ Хестрин, С.; Шрамм, М. (1954). «Синтез целлюлозы Acetobacter xylinum: II. Подготовка лиофилизированных клеток, способных полимеризовать глюкозу в целлюлозу». Biochem. J . 58 (2): 345–352. doi :10.1042/bj0580345. PMC 1269899 . PMID  13208601. 
  28. ^ Шираи, А.; Такахаши, М.; Канеко, Х.; Нисимура, С.; Огава, М.; Ниши, Н.; Токура, С. (1994). «Биосинтез нового полисахарида Acetobacter xylinum». Межд. Ж. Биол. Макромол . 16 (6): 297–300. дои : 10.1016/0141-8130(94)90059-0. ПМИД  7727342.
  29. ^ abc Ким, JY; Ким, JN; Ви, YJ; Парк, DH; Рю, HW (2007). «Производство бактериальной целлюлозы Gluconacetobacter sp. RKY5 в роторном биопленочном контакторе». Appl. Biochem. Biotechnol . 137–140 (1–12): 529–537. doi :10.1007/s12010-007-9077-8. PMID  18478414. S2CID  38869200.
  30. ^ Кристинович, А.; Чая, В.; Викторовска-Езерска, А.; Гонсалвес-Мишкевич, М.; Туркевич, М.; Белецкий, С. (2002). «Факторы, влияющие на выход и свойства бактериальной целлюлозы». Дж. Индийский микробиол. Биотехнология . 29 (4): 189–195. дои : 10.1038/sj.jim.7000303. PMID  12355318. S2CID  505777.
  31. ^ Jung, JY; Khan, T.; Park, JK; Chang, HN (2007). «Производство бактериальной целлюлозы Gluconacetobacter hansenii с использованием нового биореактора, оснащенного спин-фильтром». Korean J. Chem. Eng . 24 (2): 265–271. doi :10.1007/s11814-007-5058-4. S2CID  56424486.
  32. ^ Yoshino, T.; Asakura, T.; Toda, K. (1996). «Производство целлюлозы Acetobacter pasteurianus на силиконовой мембране». J. Ferment. Bioeng . 81 : 32–36. doi :10.1016/0922-338X(96)83116-3.
  33. ^ ab Клемм, Д.; Шуман, Д.; Удхардт, У.; Марш, С. (2001). «Бактериально синтезированная целлюлоза — искусственные кровеносные сосуды для микрохирургии». Progress in Polymer Science . 26 (9): 1561–1603. doi :10.1016/S0079-6700(01)00021-1.
  34. ^ abc Росс, П.; Майер, Р.; Бензиман, М. (1991). «Биосинтез и функция целлюлозы у бактерий». Microbiol. Mol. Biol. Rev. 55 ( 1): 35–58. doi :10.1128/mr.55.1.35-58.1991. PMC 372800 . PMID  2030672. 
  35. ^ abcde Vandamme, EJ; Baets, S. De; Vanbaelen, A.; Joris, K.; Wulf, P. De (1998). «Улучшенное производство бактериальной целлюлозы и потенциал ее применения». Polymer Degradation and Stability . 59 (1–3): 93–99. doi :10.1016/S0141-3910(97)00185-7.
  36. ^ Сан, Д.; Янг, Дж.; Ван, Х. (2010). «Гибридные нановолокна бактериальной целлюлозы/TiO2, полученные методом поверхностного гидролиза с молекулярной точностью». Nanoscale . 2 (2): 287–292. Bibcode : 2010Nanos...2..287S. doi : 10.1039/b9nr00158a. PMID  20644807.
  37. ^ abc Lynd, L.; Weimer, P.; Van Zyl, WH; Pretorius, IS (2002). «Использование микробной целлюлозы: основы и биотехнология». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 66 (3): 506–577. doi :10.1128/MMBR.66.3.506-577.2002. PMC 120791. PMID  12209002 . 
  38. ^ abcde Nishi, Y.; et al. (1990). «Структура и механические свойства листов, полученных из бактериальной целлюлозы». Journal of Materials Science . 25 (6): 2997–3001. Bibcode : 1990JMatS..25.2997N. doi : 10.1007/BF00584917. S2CID  135518566.
  39. ^ Ёсинага, Фумихиро; Тонучи, Н.; Ватанабэ, К. (1997). «Исследовательский прогресс в производстве бактериальной целлюлозы методом аэрации и перемешивания и ее применение в качестве нового промышленного материала». Biosci. Biotechnol. Biochem . 61 (2): 219–224. doi : 10.1271/bbb.61.219 .
  40. ^ Куга, С.; Браун, Р. М. (1988). «Серебряная маркировка восстанавливающих концов бактериальной целлюлозы». Carbohydrate Research . 180 (2): 345–350. doi :10.1016/0008-6215(88)80091-0.
  41. ^ Легге, Рэймонд (1990). «Микробная целлюлоза как специализированный химикат». Biotechnology Advances . 8 (2): 303–319. doi :10.1016/0734-9750(90)91067-Q. PMID  14546639.
  42. ^ Фонтана, Дж. Д. и др.: «Целлюлозная пленка Acetobacter как временный заменитель кожи». Прикладная биохимия и биотехнология, Humana Press (1990) 24-25: стр. 253-264
  43. ^ Фонтана, Дж. Д. и др.: Справочник по пищевой биоинженерии, Elsevier / Academic Press (2017), Глава 7: Новые взгляды на бактериальную целлюлозу, стр. 213-249
  44. ^ Окияма, А., Мотоки, М. и Яманака, С., Food Hydeocoll. , 1992, 6, 479.
  45. ^ ab Czaja, Wojciech; et al. (2007). «Будущие перспективы микробной целлюлозы в биомедицинских приложениях». Biomacromolecules . 8 (1): 1–12. doi :10.1021/bm060620d. PMID  17206781.
  46. ^ Мефтахи, А.; и др. (2009). «Эффекты покрытия хлопковой марлей микробной целлюлозой». Целлюлоза . 17 : 199–204. doi :10.1007/s10570-009-9377-y. S2CID  97758926.
  47. ^ Шах, Дж.; Браун, М. (2005). «К электронным бумажным дисплеям из микробной целлюлозы». Прикладная микробиология и биотехнология . 66 (4): 352–355. doi :10.1007/s00253-004-1756-6. PMID  15538556. S2CID  25566915.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Бактериальная целлюлоза .