Физико-химические свойства бактериальной целлюлозы, полученной новым штаммом Komagataeibacter xylinus C-3 на оптимизированной питательной среде (ҚазҰУ Хабаршысы. Биология сериясы, 2017)
Бактериальная целлюлоза (БЦ) – природный полимер, характеризующийся высокой адсорбционной способностью, биологической совместимостью и механической прочностью. В отличие от растительной целлюлозы, БЦ химически чистый внеклеточный продукт. Благодаря своим уникальным свойствам БЦ является перспективным материалом для медицины.Исследования по разработке и применению БЦ в области медицинского материаловедения проводятся во многих странах. Однако в Казахстане до сих пор не налажено производство БЦ, а в коллекциях отсутствуют штаммы-продуценты для ее получения в производственных масштабах.Для этого было предпринято настоящее исследование, цель которого – выделить штамм продуцент бактериальной целлюлозы и подобрать оптимальные условия для его роста и биосинтеза гель-пленки БЦ в поверхностных условиях культивирования.Штаммы-продуценты бактериальной целлюлозы выделяли из смешанной культуры чайного кваса, а также яблочного уксуса фирмы «Эль-иксир» на среде S. Hestrin, M. Shramm. Факторами оптимизации питательной среды служили верхний и нижний уровни концентрации глюкозы, пивного сусла и этанола. Продуктивность штаммов оценивали путем измерения массы БЦ, которую предварительно высушивали при 80°С.  Культурально–морфологические свойства выделенного штамма изучали с помощью лабораторного микроскопа «БИОЛАМ». Для биохимической идентификации штаммов применяли баканализатор Vitek c стандартизированные тест-системы API 50 CH и API 20 E с программным обеспечением идентификации Аpiweb производства ВioMerieux (Франция). Видовая принадлежность штамма и чистота на контаминацию посторонней микрофлорой определена путем анализа нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК.  Исследование структуры пленок проводили на растровом электронном микроскопе. Механическую прочность БЦ определяли на разрывной машине «Instron».Выделен, идентифицирован и генотипирован новый продуцент бактериальной целлюлозы Komagataeibacter xylinus С-3. Определены параметры роста и продуктивности двух коллекционных (Gluconoacetobacter xylinus В-11240 и G. hansenii В-6756) и нового штамма Komagataeibacter xylinus С-3 на средах, содержащих разные источники углерода и питательные добавки в условиях статического культивирования.  Подобраны условия поверхностного культивирования штамма, обеспечивающие максимальный уровень биосинтеза БЦ, разработан способ очистки пленки. Оптимальной питательной средой для образования гель-пленки БЦ штаммом Komagataeibacter xylinus С-3 в статических условиях культивирования является среда НS c 1% глюкозой, 0,5% этанолом и добавлением пивного сусла в количестве 0,1%. Максимальный выход БЦ - 7,11 г/л достигался при культивировании продуцента в течение 5 дней при 300С. Новый штамм по уровню продуктивности превосходит коллекционные штаммы G. xylinus В-11240 и G. hansenii В-6756, рекомендованные для промышленного получения целлюлозы. Штамм размещен в Gen Bank под номером KU598766.Электронно-микроскопическое исследование структурных особенностей полученной гель-пленки показало, что она состоит из микрофибриллярных лент наноуровневых размеров (15-55 нм). Пористая структура гель-пленки и высокая степень кристалличности обеспечивает ей отличную механическую прочность (17,01+0,5 МПа). Пленка характеризуется высокой сорбционной мощностью, позволяющей удерживать 11 г воды на 1 г дегидратированного полимера.Бактериальная целлюлоза, синтезируемая штаммом Komagateibacter xylinus C-3 в условиях поверхностного культивирования, может быть основой для получения сверхпрочных нанокомпозиционных материалов в биомедицинских и других смежных областях.