Биотехнология ответственный редактор академик И. И. Гительзон

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) 
5.10
5
2.10
5
Температура стеклования (°С) 15 
-10 
Удельный вес (г/см
3
) 1.250 
0.905 
Модуль изгиба (ГПа) 4.0 
1.7 
Прочность на разрыв (МПа) 40 
38 
Растяжение на разрыв (%) 
6 
400 
Устойчивость к ультрафиолету 
хорошая 
плохая 
Устойчивость к растворителям 
плохая 
хорошая 
Т а б л и ц а 2 . 5
Затраты сырья и выход полиоксибутирата на различных субстратах (по Collins, 1987)
Субстрат 
Цена, долл/т 
Выход ПОБ, т/т субстрата Затраты, долл/т ПОБ 
Метанол 110 0.18 
610 
Этанол 440 0.50 880 
Ацетат 370 
0.33 1220 
Декстроза 360 0.33 
1180 
Тростниковый сахар
200 0.33 
500 
Водород 500 1.0 
500 

---

88 
фосфоэнолпируват
3ФГК
2ФГК
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 м
3
. 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.