Циклодекстрини
Це гомологічний ряд полімерів із загальною формулою (С6Н10О5)n . 1,4-глюкозидне кільце містить 6(α), 7(β), 8(γ) молекул глюкози в піранозній формі. Реакційна здатність циклодекстринів визначається наявністю гідроксильних груп в молекулах глюкози, які є акцепторами в реакціях приєднання з утворенням полімерних розгалуджених і хімічно модифікованих циклодекстринів з необхідними властивостями.
Глюкозидні зв’язки в циклодекстринах більш стійкі, ніж в лінійних полімерах стосовно кислот та α-амілаз. Здатність циклодекстринів до утворення комплексів з неорганічними і органічними гідрофобними речовинами лежить в основі молекулярного інкапсулювання. Хімічно модифіковані похідні циклодекстринів іноді мають каталітичну дію. Так, приєднанням таких груп як імідазол (він імітує активний центр ферменту) одержали ензимоподібні каталізатори (це дуже перспективний напрям дослідження).
Одержання циклодекстринів
Циклодекстрини одержують лише ферментативним шляхом. В якості сировини використовують переважно кукурудзяний крохмаль. Його гідролізують α-амілазою, потім до суміші додають фермент циклоглюкантрансферазу (ЦГТ), витримують певний час і з суміші виділяють циклодекстрини. ЦГТ – це зовнішньоклітинний, індуцибельний фермент (в середовищі повинні бути крохмаль, його гідролізати або самі циклодекстрини). Продуцентами ЦГТ є переважно бацили: для β-циклодекстринів – Bacillus circulans, для α-циклодекстринів – B. macerans, для γ-циклодекстринів – B. sp.
З метою спрямування реакції в потрібному напрямку до реакційної суміші додають відповідний комплексоутворювач: деканол – для одержання α-циклодекстринів, толуол – β-циклодекстринів.
β-циклодекстрини виділяють з упареного розчину у вигляді кристалів, γ - адсорбцією (Японія). Для їх розділення застосовують різні синтетичні смоли, афінну хроматографію.
Застосування циклодекстринів
Найбільше практичне значення – це стабілізація багатьох речовин у результаті утворення комплексів. Навіть при нагріванні до 260° (це температура розкладу циклодекстринів) включена сполука не руйнується. Нестійкі речовини, зберігання яких відбувається в морозильній камері, в комплексі з циклодекстринами зберігаються довше і при кімнатній температурі.
Циклодекстрини не шкідливі для людини тому застосовуються в медицині, харчовій промисловості, в косметиці. Зокрема, в медицині – для стабілізації (вітаміни), збільшення розчинності (стероїдні гормони, барбітурати), для попередження випаровування (йодид, ментол, камфора), зниження неприємного запаху і смаку, захисту слизової оболонки шлунку від пошкодження (антибіотики). У харчовій промисловості – для стабілізації аромату, при збагаченні продуктів вітамінами, антиоксидантами, барвниками, тощо. Циклодекстрини як стабілізатори додають у шампуні, дезодоранти, зубні пасти. Їх застосовують для екстракції нафтопродуктів з піску, для захисту матеріалів від іржі. Можна використовувати для очищення повітря від домішок бензолу, дихлоретану, гексану.
2.Біоекстрактивна металургія.
Імовірно, із всіх аспектів мікробіологічної технології найменше рекламується і більше всього недооцінюється застосування мікроорганізмів для екстракції металів з мінералів, для концентрування і вилучення дорогоцінних металів з розчинів, а також для одержання нових промислових біоматеріалів.
Ще за 1000 років до нашої ери римляни, фінікійці і люди інших ранніх цивілізацій вилучали мідь з рудникових вод або вод, які проникли крізь рудні тіла. У XVII ст. в Англії і в XVIII ст. іспанці застосовували такий процес «вилужування» для одержання міді з мінералів. Ці древні гірники і не підозрювали, що в подібних процесах екстракції металів активну роль грали бактерії. У наш час цей процес відомий як бактеріальне вилужування, застосовується у широких масштабах в усьому світі для добування міді з бідних руд, що містять цей і інші коштовні метали в незначних кількостях. Біологічне вилужування застосовується також (правда, менш широко) для вивільнення урану. Проведено численні дослідження природи організмів, що беруть участь у процесах вилужування металів, їхніх біохімічних властивостей і можливостей застосування в даній галузі. Результати цих досліджень показують, зокрема, що бактеріальне вилужування, може широко використовуватися в гірничодобувній промисловості і, зможе цілком задовольнити потреби в енергозберігаючих, що не роблять шкідливого впливу на навколишнє середовище, технологіях.
Трохи менш відоме, але настільки ж важливе використання мікроорганізмів у гірничодобувній промисловості для вилучення металів з розчинів. Деякі прогресивні технології уже включають біологічні процеси для одержання металів у розчиненому стані чи у вигляді твердих часток з мийних вод, що залишаються від переробки руд. Про здатність мікроорганізмів накопичувати метали відомо вже давно, і ентузіасти здавна мріяли про використання мікробів для одержання коштовних металів з морської води. Проведені дослідження розсіяли деякі надії й у значній мірі визначили межі застосування мікроорганізмів. Вилучення металів з їх участю залишається багатообіцяючим способом екологічної обробки забруднених металами промислових стоків, а також економічного одержання коштовних металів.