Ксантан

Ксантан синтезується Xanthomonas campestris при рості на глюкозі, сахарозі, крохмалі, кукурудзяній декстрозі і барді у дві стадії (перша – стадія росту продуцента, друга – синтез ксантану). Як джерела вуглецю можуть використовуватися промислові відходи, наприклад сироватка. Добавка цитрату і глутамату в поживне середовище збільшує продуктивність, фосфати її знижують. Лімітуючий фактор – азот. Висока продуктивність досягнена дією на продуцент ультрафіолету, опромінення і нітрозогуанідіну. Мутанти відібрані в чашках з агаром, що містив карбеніцилін. Товста капсула ксантану – фізичний захист від дії антибіотика.

Цей полімер, побудований з повторюваних п’ятичленних блоків, що містять D-глюкозу, D-маннозу, D-глюкуронову кислоту; до деяких з них приєднані залишки оцтової і піровиноградної кислот. Мол. маса його варіює від 2  10⁶ до 15  10⁶. Точна третинна структура ксантану ще не визначена, однак результати конформаційного аналізу дозволяють припустити, що полімер має форму спіралі. Ксантан був першим мікробним полісахаридом, який почали випускати у промисловому масштабі у 1967 р.. Ця речовина має високу в'язкість при малих концентраціях. В'язкість його залишається постійною в широкому діапазоні рН, не залежить від температури і присутності солей, наприклад хлористого калію. У сполученні з рослинним полісахаридом з насіння лжеакации водні розчини ксантану утворюють стабільні гелі. Ксантан одержують звичайним способом у ферментері з використанням D-глюкози. Перед осадженням полімеру метанолом чи ізопропанолом у присутності хлористого калію клітини не видаляють. Унікальні властивості ксантану визначили його широке застосування в самих різних галузях промисловості як стабілізатора і засобу для контролю за станом суспензій, гелеутворенням і в'язкістю.

Ксантан широко використовується при видобутку нафти. Зокрема для підвищення виходу нафти, де в сполученні з поверхнево-активними речовинами і вуглеводнями контролює в'язкість рідини, що закачується у нафтоносні шари. Молекули полімеру, що використовується для підвищення виходу нафти, повинні бути досить малого розміру, щоб вони могли проникати в пори породи, утворити розчини з високою в'язкістю, яка не змінюється при високих концентраціях солей, високих температурах і тиску, а також під дією роботи насосів. У комплексах з содою ксантан застосовують у якості гелеутворюючого агента при виробництві вибухових речовин.

У 1969 р. було дозволено використовувати ксантан у харчовий: промисловості для поліпшення смакових властивостей консервованих і заморожених продуктів, приправ, соусів, продуктів швидкого приготування, заправок, кремів і фруктових напоїв, а також у виробництві кормів, наприклад консервованого корму для домашніх тварин, де він конкурує з агаром. Прості і складні ефіри ксантану застосовують у косметиці при виготовленні зубних паст, гелєвих дезодорантів. у текстильній промисловості, для покраски коврів

Декстран

Декстран – це a-D-глюкан, синтезований різними грампозитивними і грамнегативними бактеріями, такими як Aerobacter spp., Streptococcus bovis і S. viridans, а також Leuconostoc mesenteroides. У промисловості цей полімер одержують вирощуванням останнього з перерахованих мікроорганізмів на сахарозі. Більшість полісахаридів є продуктами внутрішньоклітинного синтезу, однак при утворенні декстрану субстрат не проникає в клітину. Синтез його швидкий і не потребує аерації.

Декстрани класифікують у залежності від відносного вмісту кожного з трьох наявних типів зв'язків (-1-3,. -1-4 і -1-6), а також по розчинності у воді. Високомолекулярний полімер осаджують органічними розчинниками, а потім руйнують ферментативним шляхом (використовуючи екзо- та ендодекстранази), за допомогою гідролізу слабкою кислотою .або нагріванням до одержання продукту з потрібною молекулярною масою. Ступінь такої деградації контролюється зміною в'язкості. Як альтернативу можна використовувати низькомолекулярні полісахариди як затравку для одержання .декстранів з бажаним ступенем полімеризації. Крім природи акцептора глюкози, молекулярна маса декстрану визначається також концентрацією сахарози у поживному середовищі і температурою реакції. При високій концентрації сахарози (70%) утвориться в основному однорідний набір низькомолекулярних декстранів. При використанні низькомолекулярної декстранової затравки (10000–25000) і невеликих концентрацій сахарози (10%, рН 5, 15°С) значна частина одержуваного продукту (50%) має молекулярну масу в межах 50000–100000; при цьому відпадає необхідність у його подальшому фракціонуванні для застосування в медицині.

Насамперед декстрани використовують як замінники плазми (для збільшення обсягу крові); крім того, вони застосовуються в медицині для створення гідрофільного шару на обпечених поверхнях тіла. Для розділення й очищення біологічних молекул знаходять широке застосування похідні декстранів з поперечними зшивками, у яких функціональні групи (наприклад, карбоксиметильні чи диаміногрупи) з'єднані з глюкозними залишками ефірними зв'язками. Сульфатовані декстрани використовують як поліелектроліти.