Способ получения композиции с улучшенными реологическими свойствами (варианты) и композиция, полученная указанными способами


 


Владельцы патента RU 2428482:

СиПи Келко, Ю.Эс., Инк (US)

Изобретение относится к биотехнологии. Способы получения композиции с улучшенными реологическими свойствами, содержащей бактериальную целлюлозу, предусматривают получение бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации, возможного лизиса бактериальных клеток из бактериального целлюлозного продукта, смешивание его с, по меньшей мере, одним полимерным загустителем или осаждающим агентом и соосаждение полученной смеси спиртом. Стадия лизиса бактериальных клеток может осуществляться после смешивания с осаждающим агентом. В качестве полимерного загустителя могут быть использованы, по меньшей мере, один заряженный эфир целлюлозы, по меньшей мере, один осаждающий агент или их комбинация. Полученная указанными способами композиция с улучшенными реологическими свойствами, содержащая бактериальную целлюлозу, имеет характеристику вязкости по меньшей мере 300 сП (300 мПа·с) и величину предела текучести 1,0 дин/см2 (0,1 Н/м) при помещении ее в количестве не более 0,36% по массе в образец воды объемом 500 мл и после применения в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) не более двух проходов. 4 н. и 27 з.п. ф-лы.

 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится, в целом, к новому способу получения композиций бактериальной целлюлозы, которые проявляют улучшенные свойства модификации вязкости, особенно при низком потреблении энергии, необходимой для достижения изменений вязкости. Данный способ включает новое соосаждение водорастворимым со-агентом, дающим возможность осаждения в присутствии избытка спирта с образованием нерастворимого волокна, которое затем может быть использовано в качестве загустителя или суспендирующей добавки без необходимости введения стадии перемешивания, требующей высоких энергозатрат. Такие свойства бактериальной целлюлозы получали в прошлом, но исключительно в способах, требовавших крайне высоких затрат труда и энергии. Способ, предложенный согласно изобретению, таким образом, дает композицию, содержащую бактериальную целлюлозу, которая не только проявляет такие же эффективные свойства, как у предыдущих типов бактериальной целлюлозы, но и демонстрирует некоторые улучшенные свойства по сравнению с предыдущими типами. Некоторые практические композиции и области применения, включающие эти новые композиции, содержащие бактериальную целлюлозу, также входят в объем данного изобретения.

Предшествующий уровень техники

Бактериальная целлюлоза представляет собой широкую категорию полисахаридов, проявляющих чрезвычайно желательные свойства, хотя данные соединения имеют по существу ту же химическую структуру, что и целлюлозы, имеющие происхождение от растительного материала. Однако, как свидетельствует название, источник этих полисахаридов бактериальный по природе (в основном, она продуцируется микроорганизмами рода Acetobacter), являющийся результатом ферментации, очистки и выделения. Такие соединения бактериальной целлюлозы состоят из очень тонких целлюлозных волокон, имеющих уникальные размеры и их соотношение (с диаметром от примерно 40 до 100 нм каждое и длиной от 0,1 до 15 микрон) в форме пучка (с диаметром от 0,1 до 0,2 микрон в среднем). Такая переплетенная структура пучков образует сетчатую структуру, которая в водном растворе облегчает набухание, создавая таким способом отличные трехмерные сетчатые структуры. Эти трехмерные структуры осуществляют подходящую и желаемую модификацию вязкости, а также способствуют суспендированию посредством создания системы предела текучести в целевой жидкости и обеспечивают превосходную объемную вязкость. Вследствие этого образуются высокоэффективные суспензии материалов (таких как пищевые продукты, в качестве примера), которые со временем склонны оседать из раствора, в особенности из водных растворов. Кроме того, такие композиции бактериальной целлюлозы помогают предотвращать осаждение и разделение жидких пищевых продуктов быстрого приготовления (например, супов, напитков из шоколада, йогурта, соков, молочных продуктов, какао и тому подобного), несмотря на необходимость расхода относительно больших количеств энергии в процессе перемешивания или нагревания с целью изначально добиться желаемого уровня суспендирования таких пищевых продуктов.

Волокна, получающиеся в результате (и, соответственно, пучки), нерастворимы в воде и, обладая особенностями, указанными выше, проявляют свойства многоатомных спиртов и водозагущающие свойства. Один конкретный тип бактериальной целлюлозы, микрофибриллярная целлюлоза, обычно производится в незаряженном состоянии и обладает способностью связываться без приложения каких-либо воздействий. Однако без таких дополнительных добавок с целью загущения или какой-либо другой модификации вязкости, было показано, что полученные системы сами демонстрируют высокую степень нестабильности, особенно с течением времени, связанным с типичными требованиями к сроку годности пищевых продуктов. В результате, в бактериальные целлюлозные продукты вводили определенные со-агенты, такие как карбоксиметилцеллюлоза (CMC), известная также как целлюлозная камедь, посредством адсорбции на ее волокнах, за которой следовала распылительная сушка (без каких-либо стадий соосаждения) для обеспечения улучшенной стабилизации и дисперсии, наиболее вероятно, за счет присутствия отрицательных зарядов на CMC, самостоятельно переносимых на волокна бактериальной целлюлозы. Такие заряды, таким образом, по-видимому, придают способность к отталкиванию, не давая волокнистым пучкам ослабить сформированную сеть. Известно, что даже при такой возможности выбор подходящей CMC в большой степени влияет на результирующие реологические свойства целевой бактериальной целлюлозы вследствие определенной чувствительности к солям и кислотам некоторых CMC продуктов. Поэтому, хотя в прошлом были достигнуты улучшения в использовании бактериальной целлюлозы с подобными включениями CMC, необходимо со всей тщательностью убедиться, что надлежащий уровень рН и солевые условия являются подходящими для всей композиции. В связи с изложенным, огромный интерес для заинтересованных отраслей промышленности представляют дальнейшие усовершенствования, которые бы привели к большей надежности использования бактериальной целлюлозы во множестве областей.

Кроме того, хотя такая бактериальная целлюлоза представляет несомненный интерес и важность для обеспечения эффективных реологических модификаций в пищевых продуктах, основу которых составляет жидкость, по причинам, упомянутым выше, оказалось, что затраты, связанные с производством таких целлюлозных материалов, очень высоки, в особенности в части необходимых трудозатрат и возникающих проблем с отходами. Ферментация таких материалов изначально дает очень низкий выход продукта. Как правило, производственный способ очистки и выделения таких бактериальных целлюлозных материалов по завершении ферментации влечет за собой серию громоздких стадий с целью получения влажного осадка со значительным количеством бактериального целлюлозного продукта, по сравнению с изначальной ферментацией. Дальнейшая распылительная сушка также может воздействовать на окончательный выход при выделении бактериальной целлюлозы в процессе получения порошка.

Такие дополнительные стадии не только требуют интенсивных затрат труда и энергии, но также приводят к большим количествам отработанной воды и отходов, которые нуждаются в устранении и переработке. В связи с этим установлено, что затраты на производство бактериальной целлюлозы (в особенности, микрофибриллярной целлюлозы), по сравнению с другими камедями, являются чрезмерно высокими, что ограничивает применение такого продукта определенной желаемой практической областью. До настоящего времени не был разработан эффективный способ, который бы искоренил данные проблемы, не существует и способа, который в конечном счете придал бы бактериальному целлюлозному материалу усовершенствованные для целевого использования свойства, по сравнению с материалами, получаемыми вышеупомянутым традиционным способом производства.

Краткое описание данного изобретения

Соответственно, данное изобретение охватывает способ получения композиции, содержащей бактериальную целлюлозу, включающий стадии: а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации, б) возможно, лизиса бактериальных клеток из полученного бактериального целлюлозного продукта, в) смешивания указанного полученного бактериального целлюлозного продукта со стадии "а" или "б" с полимерным загустителем, выбранным из группы, состоящей из по меньшей мере одного заряженного эфира целлюлозы, по меньшей мере одного осаждающего агента и любой их комбинации, и г) соосаждения смеси со стадии "в" смешивающейся с водой неводной жидкостью (такой как спирт в качестве неограничивающего примера). Возможный заряженный эфир целлюлозы со стадии "в" представляет собой соединение, используемое для диспергирования и стабилизации сетчатой структуры в окончательных готовых композициях, к которым добавляют данную композицию, содержащую бактериальную целлюлозу. Заряженные соединения облегчают, как упомянуто выше, способность к формированию необходимой сети волокон благодаря отталкиванию индивидуальных волокон. Возможный осаждающий агент со стадии "в" представляет собой соединение, используемое для сохранения функциональных свойств сетчатого волокна бактериальной целлюлозы во время сушки и измельчения. Примеры таких заряженных эфиров целлюлозы включают такие основанные на целлюлозе соединения, которые имеют суммарный либо положительный, либо отрицательный заряд, и включают, без ограничения, любую натрий-карбоксиметилцеллюлозу (CMC), катионную гидроксиэтилцеллюлозу и тому подобное. Осаждающий (осушающий) агент выбран из группы естественных и/или синтетических продуктов, включающих, без ограничения, ксантановые продукты, пектин, альгинаты, геллановую камедь, велановую камедь, диутановую камедь, рамзановую камедь, каррагенан, гуаровую камедь, агар, аравийскую камедь, гхатти камедь, камедь карайи, трагакантовую камедь, тамариндовую камедь, камедь плодов рожкового дерева и тому подобное. Осаждающий (осушающий) агент включен предпочтительно, но необязательно, по причинам, связанным с его способностью реактивировать бактериальную целлюлозу после распылительной сушки перед введением в целевую жидкость, реологические свойства которой модифицируют таким образом. Поэтому, один более конкретный способ, охваченный данным изобретением, включает стадии: а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации, б) возможно, лизиса бактериальных клеток из бактериального целлюлозного продукта, в) смешивания указанного полученного бактериального целлюлозного продукта со стадии "а" или стадии "б" с биологической камедью (которая при введении в качестве культуральной жидкости (fermentation broth) имеет бактериальные клетки, предпочтительно лизированные из нее), и г) соосаждения смеси со стадии "в", смешивающейся с водой, неводной жидкостью. В качестве альтернативы, такой конкретный способ может содержать стадии: а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации, б) смешивания указанного бактериального целлюлозного продукта с биологической камедью, в) совместного лизиса смеси со стадии "б" с целью удалить из нее бактериальные клетки, и г) соосаждения смеси со стадии "в", смешивающейся с водой, неводной жидкостью. Полученный в результате соосаждения продукт представлен в виде фильтр-прессного осадка, который затем можно высушить, а частицы, полученные таким образом, затем можно измельчить до желаемого размера. Более того, для некоторых целей эти частицы можно далее смешивать с другим гидроколлоидом, таким как карбоксиметилцеллюлоза (CMC), для придания определенных свойств. Дополнительно, продукт по изобретению следует определять как композицию, содержащую бактериальную целлюлозу, включающую по меньшей мере один бактериальный целлюлозный материал и по меньшей мере один полимерный загуститель, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного заряженного эфира целлюлозы, по меньшей мере одного осаждающего агента, выбранного из группы, состоящей из ксантановых продуктов, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, диутановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и им подобных и любых их смесей, где указанная композиция имеет вязкостную характеристику по меньшей мере 300 сП (300 мПа·с) и величину предела текучести 1,0 дин/см2 (0,1 Н/м) при помещении ее в количестве не более 0,36% по массе в образец воды объемом 500 мл и после применения в экстенсиональном гомогенизаторе (extensional homogenizer) при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) не более двух проходов.

В качестве одного потенциально предпочтительного воплощения, данная композиция бактериальной целлюлозы и ксантана, полученная указанным способом, имеет явное преимущество, состоящее в том, что она облегчает активацию без интенсивных трудо- и энергозатрат. Другим явным преимуществом данного способа является возможность собрать полученную композицию, содержащую бактериальную целлюлозу, посредством осаждения изопропиловым спиртом либо с заряженным эфиром целлюлозы, либо с осаждающим агентом (агентом осушения), присутствующими в нем. Таким образом, поскольку данную бактериальную целлюлозу соосаждают способом, описанным выше, можно ожидать, не привязываясь к какой-либо конкретной научной теории, что нерастворимый в спиртах полимерный загуститель (такой как ксантан или натрий-CMC), по-видимому, обеспечивает защиту бактериальной целлюлозы, образуя покрытие по меньшей мере части формируемых волокон. При этом, по-видимому, полимерный загуститель действительно помогает волокнам целлюлозы связываться и подвергаться осушению вследствие добавления неводной жидкости (предпочтительно, такой как низкоалкиловые спирты), таким образом приводя в результате к сбору на данной стадии соосаждения значительных количеств этого полисахарида, который обычно имеет низкий выход. Исключение значительных количеств воды во время стадий очистки и выделения, приводит, таким образом, к большим количествам бактериальной целлюлозы в итоге. При помощи данного нового способа можно собрать самое большое количество ферментированной бактериальной целлюлозы, обеспечивая при этом высокую рентабельность производства желаемой продукции, а также исключение отработанной воды, как указывалось выше, и множественных этапов осушения и ресуспендирования, необходимых в типичном случае для получения требуемого продукта. Более того, как отмечено ранее, присутствие осушающего агента, в особенности ксантанового продукта, как одного неограничивающего примера, в качестве покрытия по меньшей мере части пучков волокон бактериальной целлюлозы, при включении его в целевую конечную композицию, по-видимому, приводит к улучшению условий, необходимых для активации. Неожиданным является тот факт, что наблюдается заметное снижение потребления энергии, необходимой для достижения желаемой модификации реологических свойств, которыми обладает композиция, содержащая бактериальную целлюлозу, по изобретению по сравнению с ранее практиковавшимися продуктами подобного типа. Кроме того, поскольку бактериальная целлюлоза (то есть микрофибриллярная целлюлоза, на которую здесь далее ссылаются как на "MFC") имеет уникальные функциональные и реологические свойства в сравнении с растворимым полимерным загустителем как таковым, конечный продукт, получаемый способом по изобретению, в противоположность типовым способам, позволяет снизить затраты с усовершенствованием условий реактивации, устойчивости к изменению вязкости во время высокотемпературной обработки пищевых продуктов и улучшением суспензионных свойств во время длительного срока хранения.

Подробное описание изобретения

Для целей данного изобретения подразумевается, что термин "композиция, содержащая бактериальную целлюлозу" охватывает бактериальный целлюлозный продукт в том виде, в котором его получают согласно способу по изобретению, и, соответственно, включающий ксантановый продукт, покрывающий по меньшей мере часть полученных пучков волокон бактериальной целлюлозы. Подразумевается, таким образом, что термин "композиция" обозначает, что производимый из нее продукт является комбинацией бактериальной целлюлозы и ксантана, полученной данным способом и обладающей такой конечной структурой и конфигурацией. Термин "бактериальная целлюлоза" охватывает любой тип целлюлозы, которую получают посредством ферментации бактерий рода Acetobacter, и включает материалы, обычно называемые микрофибриллярной целлюлозой, сетчатой бактериальной целлюлозой и тому подобным.

Как отмечено выше, бактериальную целлюлозу можно использовать в различных композициях в качестве эффективного реологического модификатора. При диспергировании в жидкостях такие материалы образуют тиксотропные смеси с высокой вязкостью, обладающие высоким пределом текучести. Предел текучести является мерой силы, необходимой для инициации течения в гелеобразной системе. Он указывает на способность жидкости к суспендированию, а также на способность данной жидкости оставаться in situ после нанесения на вертикальную поверхность.

В типичном случае, такое поведение реологической модификации обеспечивает некоторая степень обработки смеси бактериальной целлюлозы в гидрофильном растворителе, таком как вода, многоатомные спирты (например, этиленгликоль, глицерин, полиэтиленгликоль и так далее) или их смеси. Эта обработка называется "активацией" и включает, как правило, гомогенизацию под высоким давлением и/или смешивание с высоким сдвигом. Однако было обнаружено, что композиции по изобретению, содержащие бактериальную целлюлозу, можно активировать смешиванием при низких затратах энергии. Активация является процессом, при котором модифицируют трехмерную структуру целлюлозы таким образом, что целлюлоза придает свои функциональные свойства основному растворителю или смеси растворителей, где происходит активация, или той композиции, к которой добавляют активированную целлюлозу. Функциональные свойства включают обеспечение такими свойствами, как способность к загустеванию, которая определяет предел текучести, термостойкость, суспензионные качества, стабильность при многократном замораживании, регулирование текучести, стабилизация пены, образование покрытия и пленки и тому подобное. Обработка, которая происходит во время процесса активации, имеет значительно больший эффект, чем простое диспергирование целлюлозы в основном растворителе. Такая обработка "раздергивает" волокна целлюлозы, чтобы они увеличились в объеме. Композицию, содержащую бактериальную целлюлозу, можно использовать в форме влажной суспензии (дисперсии) или сухого продукта, который получают высушиванием данной дисперсии хорошо известными способами сушки, такими как распылительная или лиофильная сушка, для придания желаемых реологических преимуществ целевой жидкостной композиции. Активация бактериальной целлюлозы (такой как MFC или сетчатая бактериальная целлюлоза) увеличивает в объеме часть целлюлозы для создания сетчатого образования тесно переплетенных волокон с очень высокой площадью поверхности. Эта активированная сетчатая бактериальная целлюлоза обладает крайне высокой площадью поверхности, которая, как полагают, по меньшей мере в 200 раз больше, чем у традиционной микрокристаллической целлюлозы (то есть целлюлозы растительного происхождения).

Бактериальная целлюлоза, используемая согласно изобретению, может быть любого типа, связанного с продуктом ферментации микроорганизмов рода Acetobacter, и раньше могла быть доступна, например, от CPKelco U.S. под торговым наименованием CELLULON®. Такие продукты, полученные аэробным культивированием, характеризуются высокосетчатой разветвленной взаимопереплетенной структурой нерастворимых в воде волокон.

Производство таких бактериальных целлюлозных продуктов хорошо известно. Например, в патенте США №5079162 и патенте США №5144021, которые включены сюда посредством ссылки, раскрыты способ и среда для аэробного производства сетчатой бактериальной целлюлозы в условиях перемешивания культуральной среды с использованием бактериального штамма Acetobacter aceti war. xylinum. Использование условий перемешивания культуральной среды приводит к продолжительному продуцированию желаемой целлюлозы на протяжении в среднем более 70 часов, по меньшей мере в количестве 0,1 г/л в час. Сетчатую целлюлозу в виде влажного осадка, содержащего примерно 80-85% воды, можно получать, используя способы и условия, описанные в упомянутых выше патентах. Сухую сетчатую бактериальную целлюлозу можно получить, используя методы сушки, такие как распылительная сушка или лиофильная сушка, которые хорошо известны.

Acetobacter является типичной грам-отрицательной палочковидной бактерией размером от 0,6-0,8 микрон до 1,0-4 микрон. Это строго аэробный микроорганизм, что означает, что основу метаболизма составляют процессы дыхания, а не ферментации. Эту бактерию также распознают по способности продуцировать множественные цепочки поли-β-1,4-глюканов, химически идентичных целлюлозе. Цепочки микроцеллюлозы, или микрофибриллы, сетчатой бактериальной целлюлозы синтезируются на поверхности бактерии, на участках, внешних по отношению к клеточной мембране. Обычно эти микрофибриллы имеют размеры поперечного сечения примерно от 1,6 нм до 5,8 нм. В отличие от этого, в условиях статического или остановленного культурального режима микрофибриллы на поверхности бактерий объединяются с образованием фибриллы, обычно имеющей размеры поперечного сечения примерно от 3,2 нм до 133 нм. Малый размер поперечного сечения этих фибрилл, продуцируемых Acetobacter, совместно с сопутствующей большой поверхностью и присущей гидрофильностью целлюлозы, дает целлюлозный продукт с необыкновенно высокой способностью к абсорбции водных растворов. В комбинации с сетчатой бактериальной целлюлозой часто использовали добавки, способствующие образованию устойчивых вязких дисперсий.

Вышеперечисленные проблемы, неотделимые от очистки и сбора такой бактериальной целлюлозы, привели к определению того, что способ, использованный здесь, до необходимой степени обеспечивает превосходные результаты. Первая стадия общего способа заключается в получении любого количества целевой бактериальной целлюлозы в ферментированной форме. Способ производства для этой стадии описан выше. Доказано, что выход такого продукта очень трудно генерировать на сообразно высоких уровнях, поэтому крайне необходимо достигать сохранения целевого продукта, чтобы в итоге получить собранный продукт с наименьшей стоимостью.

Очистка этих материалов является хорошо известной. Лизирования бактериальных клеток из бактериального целлюлозного продукта достигают введением щелочи, такой как гидроксид натрия, или любой подобной добавки с высоким рН (рН выше примерно 12,5, предпочтительно) в количестве, достаточном для тщательного удаления возможно большего количества отработанных бактериальных клеток из целлюлозного продукта. При необходимости это может быть осуществлено в более чем одной стадии. Затем обычно следует стадия нейтрализации кислотой. Можно использовать любую подходящую для взаимодействия кислоту с достаточно низким рН и соответствующей молярностью (и таким образом эффективно нейтрализовать или снизить уровень рН продукта как можно ближе к 7,0). Серная кислота, соляная кислота и азотная кислота являются подходящими примерами для данной стадии. Специалист в данной области легко определит для этих целей выбор надлежащего реактива и его количество. В качестве альтернативы, клетки можно лизировать и разлагать энзиматическими методами (обработкой лизоцимом и протеазой при соответствующем рН).

Далее лизированный продукт подвергают смешиванию с полимерным загустителем с целью эффективного покрытия целевых волокон и пучков бактериальной целлюлозы. Полимерный загуститель не должен растворяться в спирте (в частности, изопропиловом спирте). Такой загуститель является либо вспомогательным средством диспергирования бактериальной целлюлозы в целевой жидкостной композиции, либо вспомогательным средством осушения бактериальной целлюлозы для более легкого удаления из нее воды, а также потенциальным вспомогательным средством диспергирования или суспендирования этих волокон в целевой жидкостной композиции. Подходящие диспергирующие вспомогательные средства (агенты) включают, без ограничения, CMC (различных типов), катионную НЕС (гидроксиэтилцеллюлозу) и так далее; по существу, любое полимерное по природе соединение, которое обладает необходимой способностью к диспергированию по отношению к волокнам бактериальной целлюлозы при введении в целевой жидкий раствор. Предпочтительно, такое диспергирующее вспомогательное средство представляет собой CMC, такую как CEKOL® от CP Kelco. Подходящие осаждающие средства (агенты), как отмечено ранее, включают любое количество биокамедей, в том числе ксантановые продукты (такие как KELTROL®, KELTROL Т® и подобные им от CP Kelco), геллановую камедь, велановую камедь, диутановую камедь, рамзановую камедь, гуаровую камедь, камедь плодов рожкового дерева и им подобные и другие типы натуральных полимерных загустителей, таких, как пектин в качестве неограничивающего примера. Предпочтительно, полимерным загустителем является ксантановый продукт и его вводят и смешивают с бактериальной целлюлозой в виде бульона. В основном, смешивание этих двух продуктов в бульоне, в форме порошка или в форме регидратированного порошка, предусматривает желаемое образование ксантанового покрытия по меньшей мере на части волокон и/или пучков бактериальной целлюлозы. В одном воплощении, бульоны бактериальной целлюлозы и ксантана смешивают после очистки (лизиса) обоих с целью удаления оставшихся бактериальных клеток. В другом воплощении, эти бульоны можно смешивать друг с другом без предварительного лизиса, но совместно лизировать во время перемешивания для осуществления такой очистки.

Количества каждого компонента в данном способе могут сильно варьировать. Например, бактериальная целлюлоза в типичном случае присутствует в количестве от примерно 0,1% до примерно 5% по массе добавленного полимерного загустителя, предпочтительно от примерно 0,5 до примерно 3,0%, тогда как полимерный загуститель может присутствовать в количестве, образующем от 10 до примерно 900% по массе бактериальной целлюлозы.

После перемешивания и покрытия бактериальной целлюлозы полимерным загустителем получающийся в результате продукт затем собирают путем соосаждения в смешивающейся с водой неводной жидкости. Предпочтительно, по причинам токсичности, доступности и стоимости, такая жидкость является спиртом, при этом наиболее предпочтителен изопропиловый спирт. Другие типы спиртов, такие как этанол, метанол, бутанол и им подобные, также можно использовать, не говоря уже о других смешивающихся с водой неводных жидкостях, таких как ацетон, этилацетат и любые их смеси. Можно использовать любые смеси таких неводных жидкостей также для данной стадии соосаждения. Как правило, соосажденный продукт обрабатывают с использованием прибора для разделения твердых и жидких веществ, в котором предусмотрено удаление спирторастворимых компонентов и сохранение в нем желаемой композиции, содержащей бактериальную целлюлозу.

Оттуда продукт в виде влажного осадка собирают и далее переносят в сушильный аппарат и затем измельчают для получения частиц подходящего размера. Для придания дополнительных свойств и/или преимуществ к влажному осадку или высушенным материалам можно добавлять дополнительные со-агенты. Данные со-агенты включают полисахариды, полученные из растений, водорослей или бактерий, и их производные, вместе с углеводами с более низкой молекулярной массой, такими как сахароза, глюкоза, мальтодекстрин и им подобные. Другие добавки, которые могут присутствовать в композиции, содержащей бактериальную целлюлозу, включают, без ограничения, гидроколлоид, полиакриламиды (и гомологи), полиакриловые кислоты (и гомологи), полиэтиленгликоль, поли(этиленоксид), поливиниловый спирт, поливинилпирролидоны, крахмал (и ему подобные молекулы на сахаров), модифицированный крахмал, животный желатин и незаряженные эфиры целлюлозы (такие как карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и им подобные вещества).

Композиции по изобретению, содержащие бактериальную целлюлозу, затем могут быть введены во множество возможных пищевых композиций, включая напитки, замороженные продукты, молочные продукты с культурами, и тому подобное; непищевых композиций, таких как бытовые моющие средства, кондиционеры для тканей, кондиционеры для волос, продукты для укладки волос; или в качестве стабилизаторов или агентов, используемых для приготовления битумных эмульсий, пестицидов, ингибиторов коррозии в металлообработке; в производстве латекса, а также в обработке бумаги и нетканых материалов; они могут найти применение в биомедицине, в качестве фармацевтических эксципиентов, компонентов буровых растворов на углеводородной основе и так далее. Жидкие композиции, включая композицию по изобретению, полученные как описано выше, могут включать такие композиции, содержащие бактериальную целлюлозу, в количестве от примерно 0,01% до примерно 1% по массе и предпочтительно от примерно 0,03% до примерно 0,5% по массе от общей массы данной жидкой композиции. Полученная в итоге композиция, содержащая бактериальную целлюлозу, должна придавать модификацию вязкости образцу воды объемом 500 мл (при добавлении в количестве не более 0,36% по массе) по меньшей мере 300 сП (300 мПа·с), а также величину предела текучести в том же тестируемом образце по меньшей мере 1,0 дин/см2 (0,1 Н/м).

Предпочтительные воплощения изобретения

Следующие неограничивающие примеры демонстрируют доктрины различных способов, охваченных данным изобретением.

Пример 1

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=2/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Затем порцию фильтр-прессного осадка сушили в печи при 70°С в течение 2 ч и измельчали на мельнице Brinkmann до 60 меш. Далее измельченную в порошок композицию вводили в раствор (500 мл) стандартной водопроводной воды (STW, 2,782 г CaCl2·2H2O и 18,927 г NaCl растворяют в 5 галлонах (18,927 л) деионизированной воды) в количестве примерно 0,36% по массе, причем одновременно добавляли карбоксиметилцеллюлозу (CMC) в количестве 20% по массе (что приводило к количеству 0,288% смеси MFC/ксантан и 0,072% CMC), и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 10 мин. Вязкость продукта (измеренная в вискозиметре Brookfield, 61 шпиндель при 5 об/мин за 1 мин) и предел текучести составляли 1176 сП (1176 мПа·с) и 4,91 дин/см2 (0,491 Н/м), соответственно.

После этого 210 мл полученного раствора активированной MFC (0,36%) смешивали в одном лабораторном стакане с 15,5 г фракционированного песка (через 60 меш, но на 80 меш) и перемешивали в течение 1 мин. В отдельном стакане другой 210 мл образец полученного раствора активированной MFC затем смешивали с 15,5 г мелкозернистого СаСО3 и перемешивали в течение 1 мин. Содержимое каждого стакана затем переливали в отдельные градуированные цилиндры объемом 100 мл и доводили до отметки 100 мл в каждом цилиндре. В каждом случае данные растворы демонстрировали превосходные суспензионные качества, а твердое вещество (или песок, или карбонат кальция) не осаждалось из целевых растворов. Затем градуированные цилиндры хранили при комнатной температуре (22-25°С) в течение 24 часов, чтобы определить, произошло ли осаждение за этот период времени. В каждом образце, по истечении 24 часов разделение фаз для образцов как сверху, так и со стороны дна составило менее 10% (по визуальной оценке), что указывало на отличные свойства долговременных суспензий.

Пример 2

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=3/1, на сухое вещество) при высоком сдвиге и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 10 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 709 сП (709 мПа·с) и 1,96 дин/см2 (0,196 Н/м), соответственно.

Пример 3

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=4/1, на сухое вещество) при высоком сдвиге и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 10 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 635 сП (635 мПа·с) и 1,54 дин/см2 (0,154 Н/м), соответственно.

Пример 4

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=3/1, на сухое вещество) при высоком сдвиге и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок затем сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 10% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 10 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 1242 сП (1242 мПа·с) и 4,5 дин/см2 (0,45 Н/м), соответственно.

Пример 5

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=3/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок затем сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 10 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 1242 сП (1242 мПа·с) и 4,5 дин/см2 (0,45 Н/м), соответственно.

Пример 6

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,49% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=3/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок затем сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта и предел текучести составляли 1010 сП (1010 мПа·с) и 1,76 дин/см2 (0,176 Н/м), соответственно.

Пример 7

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,93% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=3/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок затем сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20%, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 5 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 690 сП (690 мПа·с) и 2,19 дин/см2 (0,219 Н/м), соответственно.

Пример 8

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,93% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью и раствора CMC (MFC/XG/CMC=3/1/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок затем сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 5 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 1057 сП (1057 мПа·с) и 3,65 дин/см2 (0,365 Н/м), соответственно.

Пример 9

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,93% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством раствора пектина (МРС/пектин=6/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 20% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 5 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 377 сП (377 мПа·с) и 1,06 дин/см2 (0,106 Н/м), соответственно.

Пример 10

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,93% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством раствора CMC (MFC/CMC=3/1, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 5 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 432 сП (432 мПа·с) и 1,39 дин/см2 (0,139 Н/м), соответственно.

Пример 11

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,93% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 194 млн-1 протеазы. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством растворов пектина и CMC (МРС/пектин/СМС=6/1/2, на сухое вещество) и полученную смесь затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), чтобы получить фильтр-прессный осадок. Этот фильтр-прессный осадок сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец STW в количестве примерно 0,36% по массе, и композицию затем перемешивали в смесителе Silverson при 8000 об/мин в течение 5 мин. Вязкость продукта и предел текучести составляли 552 сП (552 мПа·с) и 1,74 дин/см2 (0,174 Н/м), соответственно.

Пример 12

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,51% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=2/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор STW в количестве примерно 0,2% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 10% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта при 6 об/мин составила 377 сП (377 мПа·с).

Пример 13

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,6% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=2/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор деионизированной воды, раствор STW и 0,25% раствор CaCl2, соответственно, в количестве примерно 0,2% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 10% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта составила 512 сП (512 мПа·с), 372 сП (372 мПа·с) и 358 сП (358 мПа·с) в деионизированной воде, STW и 0,25% растворе CaCl2, соответственно.

По аналогии с тестом, приведенным в примере 1, в данном тесте в каждый из растворов (в деионизированную воду, STW или 0,25% раствор CaCl2) опустили примерно 20 нейлоновых гранул с диаметром 3,2 мм (каждая имела плотность примерно 1,14 г/мл) и растворы оставили при комнатной температуре на 24 часа. Ни одна из гранул не осела на дно лабораторных стаканов после истекшего периода времени, указывая, таким образом, на превосходные свойства долговременной суспензии.

Пример 14

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,51% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью (MFC/XG=2/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в образец деионизированной воды в количестве примерно 0,2% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 10% по массе, и композицию затем активировали в смесителе с пропеллерной мешалкой при 2500 об/мин в течение 10 минут. Вязкость продукта составила 185 сП (185 мПа·с).

Пример 15

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,4% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с ксантановой камедью и раствором, предварительно гидратированной CMC (MFC/XG/CMC=6/3/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор STW и 0,25% раствор CaCl2, соответственно, в количестве примерно 0,2% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта составила при 6 об/мин 343 сП (343 мПа·с) и 334 сП (334 мПа·с) в растворе STW и 0,25% растворе CaCl2, соответственно. В каждый из растворов (в STW или 0,25% раствор CaCl2) опустили примерно 20 нейлоновых гранул с диаметром 3,2 мм (1,14 г/мл) и растворы оставили при комнатной температуре на 24 часа. Ни одна из гранул не осела на дно лабораторных стаканов после периода времени 24 часа.

Пример 16

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,6% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством растворов предварительно гидратированного пектина и CMC (MFC/пенктин/CMC=6/3/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор STW и 0,25% раствор CaCl2, соответственно, в количестве примерно 0,2% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта составила при 6 об/мин 306 сП (306 мПа·с) и 293 сП (293 мПа·с) в растворе STW и 0,25% растворе CaCl2, соответственно. В каждый из растворов (в STW или 0,25% раствор CaCl2) опустили примерно 20 нейлоновых гранул с диаметром 3,2 мм (1,14 г/мл) и растворы оставили при комнатной температуре на 24 часа. Ни одна из гранул не осела на дно лабораторных стаканов после периода времени 24 часа.

Пример 17

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,6% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством раствора, предварительно гидратированной CMC (MFC/CMC=3/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор STW и 0,25% раствор CaCl2, соответственно, в количестве примерно 0,2% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта составила при 6 об/мин 206 сП (206 мПа·с) и 202 сП (202 мПа·с) в растворе STW и 0,25% растворе CaCl2, соответственно. В каждый из растворов (в STW или 0,25% раствор CaCl2) опустили примерно 20 нейлоновых гранул с диаметром 3,2 мм (1,14 г/мл) и растворы оставили при комнатной температуре на 24 часа. Ни одна из гранул не осела на дно лабораторных стаканов после периода времени 24 часа.

Пример 18

MFC получали в ферментаторе объемом 1200 галлон (4542,5 л) с конечным выходом 1,54% (масс). Бульон обрабатывали 350 млн-1 гипохлорита и затем обрабатывали 70 млн-1 лизоцима и 350 млн-1 протеазы с последующей обработкой дополнительными 350 млн-1 гипохлорита. Порцию обработанного MFC бульона смешивали с заданным количеством бульона с Диутаном (МРС/Диутан=2/1, на сухое вещество), затем осаждали изопропиловым спиртом (85%), сушили и измельчали, как в примере 1. Затем измельченную в порошок композицию вводили в раствор деионизированной воды в количестве примерно 0,2% по массе, с одновременным добавлением карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в количестве 10% по массе, и композицию затем активировали в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) в течение двух проходов. Вязкость продукта при 6 об/мин составила 214 сП (214 мПа·с).

Каждый образец демонстрировал превосходные и крайне желательные результаты модификации вязкости и предела текучести. В отношении бактериальных целлюлозных продуктов такие результаты до сих пор были недостижимы, касается ли это самих бактериальных целлюлозных материалов и/или способов их производства низкой сложности.

Пример 19

1,1 л лизированного MFC бульона смешивали с заданным количеством ксантана и растворов CMC (соотношение МFС/ксантан/СМС=6/3/1). Эту смесь затем осаждали чистым этанолом (99%). Полученный фильтр-прессный осадок сушили и измельчали на лабораторном столе. После активации с помощью гомогенизатора APV при 2500 фунт/кв. дюйм (16,6 МПа) вязкость продукта (0,3%), определенная с помощью вискозиметра Брукфильда при 60 об/мин (шпиндель 61) в стандартной водопроводной воде, составила 91,7 сП (91,7 мПа·с).

Пример 20

1 л лизированного MFC бульона смешивали с заданным количеством гуаровой камеди и растворов, CMC (соотношение MFC/гуаровая камедь/СМС=3/1/1). Эту смесь затем осаждали чистым этанолом (99%). Полученный фильтр-прессный осадок сушили и измельчали на лабораторном столе. После активации с помощью гомогенизатора APV при 2500 фунт/кв.дюйм (16,6 МПа) вязкость продукта (0,3%), определенная с помощью вискозиметра Брукфильда при 60 об/мин (шпиндель 61) в стандартной водопроводной воде, составила 64,5 сП (64,5 мПа·с).

Хотя данное изобретение будет описано и изложено в связи с конкретными предпочтительными воплощениями и практическими осуществлениями, данное изобретение ни в коей мере не должно быть ограничено данными конкретными воплощениями, они скорее предназначены для охвата эквивалентных структур и всех альтернативных воплощений и модификаций, как можно определить на основании объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалента.

1. Способ получения композиции с улучшенными реологическими свойствами, содержащей бактериальную целлюлозу, включающий стадии:
а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации;
б) возможно, лизиса бактериальных клеток из бактериального целлюлозного продукта;
в) смешивания указанного бактериального целлюлозного продукта со стадии "а" или стадии "б" с полимерным загустителем, выбранным из группы, состоящей из по меньшей мере одного заряженного эфира целлюлозы, по меньшей мере одного осаждающего агента и любой их комбинации; и
г) соосаждения смеси со стадии "в" спиртом.

2. Способ по п.1, где указанный полимерный загуститель со стадии "в" представляет собой заряженный эфир целлюлозы.

3. Способ по п.2, где указанный заряженный эфир целлюлозы выбран из группы, состоящей из натрий-карбоксиметилцеллюлозы, катионной гидроксиэтилцеллюлозы и любых их смесей.

4. Способ по п.1, где указанный полимерный загуститель со стадии "в" представляет собой осаждающий агент.

5. Способ по п.4, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, диутановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей.

6. Способ по п.1, где указанный бактериальный целлюлозный продукт представляет собой микрофибриллярную целлюлозу.

7. Способ по п.5, где указанный полимерный загуститель со стадии "в" представляет собой заряженный эфир целлюлозы.

8. Способ по п.7, где указанный заряженный эфир целлюлозы выбран из группы, состоящей из натрий-карбоксиметилцеллюлозы, катионной гидроксиэтилцеллюлозы и любых их смесей.

9. Способ по п.5, где указанный полимерный загуститель со стадии "в" представляет собой осаждающий агент.

10. Способ по п.9, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, диутановой камеди, велановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей.

11. Способ по п.10, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантана, пектина, диутановой камеди и любых их смесей.

12. Способ получения композиции с улучшенными реологическими свойствами, содержащей бактериальную целлюлозу, включающий стадии:
а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации;
б) возможно, лизиса бактериальных клеток из бактериального целлюлозного продукта;
в) смешивания указанного полученного бактериального целлюлозного продукта со стадии "а" или стадии "б" с по меньшей мере одним осаждающим агентом, выбранным из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, диутановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей; и
г) соосаждения смеси со стадии "в" спиртом.

13. Способ по п.12, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантана, пектина, диутановой камеди и любых их смесей.

14. Способ получения композиции с улучшенными реологическими свойствами, содержащей бактериальную целлюлозу, включающий стадии:
а) получения бактериального целлюлозного продукта посредством ферментации;
б) смешивания указанного бактериального целлюлозного продукта с по меньшей мере одним осаждающим агентом, выбранным из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, диутановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей;
в) совместного лизиса смеси со стадии "б" с целью удаления из нее бактериальных клеток; и
г) соосаждения смеси со стадии "в" спиртом.

15. Способ по п.14, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантана, пектина, диутановой камеди и любых их смесей.

16. Композиция с улучшенными реологическими свойствами, содержащая бактериальную целлюлозу, включающая по меньшей мере один бактериальный целлюлозный материал и по меньшей мере один полимерный загуститель, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного заряженного эфира целлюлозы, по меньшей мере одного осаждающего агента и любых их смесей, где указанная композиция имеет вязкостную характеристику по меньшей мере 300 сП (300 мПа·с) и величину предела текучести 1,0 дин/см2 (0,1 Н/м) при помещении ее в количестве не более 0,36 мас.% в образец воды объемом 500 мл и после применения в экстенсиональном гомогенизаторе при давлении 1500 фунт/кв. дюйм (10342,5 кПа) не более двух проходов.

17. Композиция по п.16, где указанный полимерный загуститель представляет собой по меньшей мере один заряженный эфир целлюлозы.

18. Композиция по п.17, где указанный заряженный эфир целлюлозы выбран из группы, состоящей из по меньшей мере одной натрий-карбоксиметилцеллюлозы, по меньшей мере одной катионной гидроксиэтилцеллюлозы и любых их смесей.

19. Композиция по п.16, где указанный полимерный загуститель представляет собой осаждающий агент.

20. Композиция по п.19, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей.

21. Композиция по п.16, где указанный бактериальный целлюлозный продукт представляет собой микрофибриллярную целлюлозу.

22. Композиция по п.21, в которую включены как указанный заряженный эфир целлюлозы, так и указанный осаждающий агент.

23. Композиция по п.22, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантанового продукта, пектина, альгинатов, геллановой камеди, велановой камеди, диутановой камеди, рамзановой камеди, каррагенана, гуаровой камеди, агара, аравийской камеди, гхатти камеди, камеди карайи, трагакантовой камеди, тамариндовой камеди, камеди плодов рожкового дерева и любых их смесей.

24. Композиция по п.23, где указанный заряженный эфир целлюлозы представляет собой натрий-карбоксиметилцеллюлозу.

25. Композиция по п.24, где указанный осаждающий агент выбран из группы, состоящей из ксантана, пектина, диутановой камеди и любых их смесей.

26. Композиция по п.25, где указанный осаждающий агент представляет собой ксантан.

27. Композиция по п.25, где указанный осаждающий агент представляет собой пектин.

28. Композиция по п.25, где указанный осаждающий агент представляет собой диутановую камедь.

29. Композиция по п.20, где указанный осаждающий агент представляет собой ксантан.

30. Композиция по п.20, где указанный осаждающий агент представляет собой пектин.

31. Композиция по п.20, где указанный осаждающий агент представляет собой диутановую камедь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки древесного сырья, в частности его отходов, для последующего получения из них сахаров (полисахаридов и др.), используемых, например, в производстве спиртов.
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу получения биологического средства - пищевых волокон, улучшающих работу пищевого тракта. .
Изобретение относится к технологии переработки торфа. .

Изобретение относится к слоистым двойным гидроксидам, содержащим два или более органических заряд-компенсирующих анионов, и их применению. .
Изобретение относится к способу получения полимерной композиции и материалам, пропитанным ей. .

Изобретение относится к способу получения электропроводящего газочувствительного материала для химических сенсоров газа, в частности к способу получения электропроводящего газочувствительного материала для химического сенсора диоксида азота путем ИК-отжига.

Изобретение относится к композиции, которая включает в себя специфическую несшиваемую среду и, по меньшей мере, один микрогель, способам ее получения, использования названных композиций, микрогель-содержащих полимеров, резин, смазочных материалов, покрытий и т.д., полученных из них.

Изобретение относится к антибактериальному средству, состоящему из серебросодержащих частиц гидроксида сульфата алюминия, представленных следующими формулами (X-I) или (Y-I): (Ag aBb-a)bAlcAx (SO4)y(OH)z·pH2 O (X-I), где а, b, с, х, у, z и р удовлетворяют неравенствам 0,00001 а<0,5 0,7 b 1,35; 2,7<с<3,3; 0,001 х 0,5; 1,7<у<2,5; 4<z<7 и 0 р 5 соответственно, В представляет собой по меньшей мере один одновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из Na+,NH4 +, K+ и Н3О+ , суммарная величина (1b+3с), полученная путем умножения валентностей на число молей катионов, удовлетворяет неравенству 8<(1b+3с)<12, и А представляет собой анион органической кислоты; [Aga Bb-a]b[M3-cAlc](SO 4)y(OH)z·pH2O (Y-I), где а, b, с, у, z и р удовлетворяют неравенствам 0,00001 а<0,5; 0,8 b 1,35; 2,5 с 3; 1,7<у<2,5; 4<z<7 и 0 р 5 соответственно, В представляет собой по меньшей мере один одновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из Na+, NH4 +, К+ и Н3О+ , и М представляет собой Ti или Zn.

Изобретение относится к полимерным материалам, предназначенным для изготовления изделий по технологии ротационного формования. .

Изобретение относится к способу получения модифицированного полимера или сополимера. .

Изобретение относится к составам для защитного покрытия. .
Изобретение относится к способу получения композиций, подвергающихся биодеструкции, на основе метилцеллюлозы, которая может быть использована в косметических или медицинских целях.

Изобретение относится к слоистым двойным гидроксидам, содержащим два или более органических заряд-компенсирующих анионов, и их применению. .
Наверх