生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展(一)
聚-β-羟丁酸(PHB)的生产
面对日益严峻的资源和环境问题,走可持续 发展道路,就要研究开发可自然降解的新材料. PHB是微生物合成型降解材料中的典型代表,具 有良好的生物降解性,分解产物可全部为生物利 用,目前研究较为深入并初步进入商品化阶段.
二,国内外研究现状
对 PHB的研究始于上世纪初期.1926 年, 法国巴斯德研究所Lemoigne 首次从巨大芽孢杆 菌(Bail2lus megatheriucm)细胞中发现并分离提 取了 PHB.20世纪70年代后,因石油危机和环保 运动,PHB 开始受到重视.英国帝国化学公司 ICI是世界上最早商品化生产 PHB 的厂家.1981 年该公司采用真养产碱杆(Alcaigeneseutrophus) 的一个突变株,成功地运用单细胞蛋白的发酵 装置,以糖和丙酸为主要碳源,首先生产出工业 化商品 PHBV ,命名为 Biopol.
三,投资,产值,可行性 投资,产值,
根据已有试验的生产水平,一个年产500吨PHB的工 厂,50 m3的发酵罐3台,配备相应的水,电,汽,气, 下游加工设备及2000m2的生产车间,建厂需一年左右, 约需投资2000万元.按国际上PHB的现行价格10美元/ kg计算,年产值为4000万元,而依据我们试验结果估算 的生产成本为40元/kg,企业每年获得利税2000万元. 若将用于组织工程材料的共聚体[P(HB-co-HH)],[P( HB-co-HO)]投入小规模生产,一个年产22吨P(HB-coHH)或P(HB-co-HO)的工厂,需5 m3的发酵罐3台,配备 相应的水,电,汽,气,下游加工设备及500 m2的生产 车间,约需投资170万元左右.倘若产品质量达到美国 FAD规定的医学组织工程使用的标准,出厂值以125美元 /kg计算,年产值为2200万元人民币.生产成本不超过为 100元/kg,企业每年获得利税1980万元.
聚β-羟基丁酸酯PHB
聚β-羟基丁酸酯PHB摘要:本文主要对可由微生物合成并可生物降解的一种新型塑料聚羟基丁酸酯PHB进行了介绍阐述。
并说明了PHB的研究近况、主要生产菌株和检测及提纯的主要方法。
关键词:PHA PHB随着科技的发展和社会的进步,世界各国对环境保护日益重视,处理废弃塑料垃圾这一课题已得到广泛关注。
“白色垃圾”已成为棘手问题。
可降解塑料成为了人类生产生活的需求。
目前研究和开发的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物双降解塑料。
“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根据制造方法的不同,生物降解塑料可分为“微生物合成系”,“化学合成系”和“利用天然高分子系”。
化学合成系是用化学方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己内酯和聚乙烯醇等。
利用天然高分子系主要是利用淀粉和纤维素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中许多微生物在生长受限制的情况下,在体内积聚的作为能源和碳源物质的一类热塑性聚酯,聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,简称PHA）。
PHA可被多种微生物完全降解为CO2和H2O,是理想的生物降解材料。
其性能与聚丙烯类似,能拉丝、压膜、注塑等。
除可被生物降解外,还具有生物相容性,光学活性,压电性,抗潮性,低透气性等其他性能,可广泛应用于工农业和医学等领域。
目前已经发现的PHA至少有125种不同的单体结构,并且还在不断地发掘出新的单体;大多数微生物产生的PHA中的R为甲基即聚β-羟基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,简称PHB)。
PHB是发现最早,分布最广,研究最多的一种PHA。
目前已经初步进入商品化生产阶段。
1、PHB的研究状况由于PHB具有人类需要的多种优良特性,因此PHB的应用和价值也越来越大,其远景已得到国际社会的广泛认可,成为国际开发热点。
1925年,法国人Lemoigne首次从巨大芽抱杆菌(Baeillusme qatherium)细胞中发现PHB。
聚β-羟基丁酸酯PHB
聚β-羟基丁酸酯PHB作者：高爽来源：《中国科技纵横》2012年第14期摘要:本文主要对可由微生物合成并可生物降解的一种新型塑料聚羟基丁酸酯PHB进行了介绍阐述。
并说明了PHB的研究近况、主要生产菌株和检测及提纯的主要方法。
关键词:PHA PHB随着科技的发展和社会的进步,世界各国对环境保护日益重视,处理废弃塑料垃圾这一课题已得到广泛关注。
“白色垃圾”已成为棘手问题。
可降解塑料成为了人类生产生活的需求。
目前研究和开发的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物双降解塑料。
“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根据制造方法的不同,生物降解塑料可分为“微生物合成系”,“化学合成系”和“利用天然高分子系”。
化学合成系是用化学方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己内酯和聚乙烯醇等。
利用天然高分子系主要是利用淀粉和纤维素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中许多微生物在生长受限制的情况下,在体内积聚的作为能源和碳源物质的一类热塑性聚酯,聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,简称PHA）。
PHA可被多种微生物完全降解为CO2和H2O,是理想的生物降解材料。
其性能与聚丙烯类似,能拉丝、压膜、注塑等。
除可被生物降解外,还具有生物相容性,光学活性,压电性,抗潮性,低透气性等其他性能,可广泛应用于工农业和医学等领域。
目前已经发现的PHA至少有125种不同的单体结构,并且还在不断地发掘出新的单体;大多数微生物产生的PHA中的R为甲基即聚β-羟基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,简称PHB)。
PHB 是发现最早,分布最广,研究最多的一种PHA。
目前已经初步进入商品化生产阶段。
1、PHB的研究状况由于PHB具有人类需要的多种优良特性,因此PHB的应用和价值也越来越大,其远景已得到国际社会的广泛认可,成为国际开发热点。
PHB的化学合成与应用
1 文献综述1.1 前言聚羟基丁酸酯(PHB)是微生物在不平衡生长条件下储存于细胞内的一种天然高分子聚合物，是由β-羟基丁酸单体聚合而成的直链型脂质化合物。
1925年法国Lemoigne在巨大芽胞杆菌中首次发现，并于1927年从细胞中分离出来[1]。
由于PHB具有优良的生物相容性和生物可降解性, 目前研究多注重在药物释放和组织工程两个方面[2,3,4]。
微生物发酵生产是获得生物可降解塑料的主要途径，自然条件下，细菌中PHB含量仅为1%-3%，但在控制N、O、P和矿物离子的条件下，某些细菌会产生大量的PHB,另外，为提高PHB的产量，人们开始研究生物工程构建遗传工程菌发酵生产PHB或是植物生产PHB[5]。
此外，在国际上对于提高PHB产量，Simon 等[6]利用造纸废水的活性污泥生产PHA，动态底物投加方式富集具有PHA贮存能力的活性污泥，然后在批次反应器中积累PHB。
PHA最大累积量占MISS的48%。
Lemos等[7]人通过好氧动态补料方式驯化出具有稳定贮存能力的活性污泥，并通过分批补料式投加3次含碳60mmol／L的乙酸盐。
PHB的细胞含量高达78．5%。
但由普通的生化法生产PHB，生化法本身的工艺路线和操作条件，决定了其生产周期长、产量低，萃取和精制工艺成本较高，使PHB成本太高，PHB 的售价远远高于通用塑料，从而使其应用受到限制，只能用于开发高附加值的医用产品[8]。
而采用化学法合成可以在很大程度上降低成本，其生物活性并不改变。
1.2 PHB的化学合成化学法合成PHB目前主要存在两种工艺路线：一种是以β-丁内酯为单体制备PHB，另一种以β-羟基丁酸为单体制备PHB。
由于β-羟基丁酸分子中同时含有羟基和羰基，且β-羟基丁酸本身受热不稳定，因此要实现β-羟基丁酸聚合制备PHB，反应过程中必须保护分子中的羟基和羰基，反应复杂，每步反应要求的反应条件严格，工艺复杂，该法也不适合大规模的工业化生产。
生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯的研究进展
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.03SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 高新技术生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯的研究进展张帅1辛嘉英1王冬梅2（1哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150076;2黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨150040）摘要:本文对国内外生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯（P HB ）的研究现状进行了较为详尽的综述，分析了目前各种提取技术的原理、特点和存在的问题以及今后的发展前景。
关键词:可降解性塑料聚β羟基丁酸酯（PHB ）提取中图分类号：Q61文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2008)01(c )-0007-01环境污染问题已成为任何国家都无法忽视的重大问题。
其中，固体废弃物的污染就占有相当大的比重。
随着科学技术和工农业的高速发展以及塑料工业的崛起，各种塑料制品的需求量与日俱增，同时也带来废旧塑料“白色污染”的公害，废弃塑料积累大约4000万吨/年，且数量正以惊人的速度增长。
为此，1984年以来，美国、日本、欧洲等一些国家一面相继立法，限制合成塑料的适用范围，一面投入大量资金进行可降解塑料的研究开发[1]。
生物可降解塑料就是一种在使用过程中能保持与不降解的通用塑料相似的力学强度和材料性能，而使用后可以在自然环境中微生物的作用下，经过一段时间被降解成C O 2和H 2O 等无毒副产物的一种聚合物。
它在消费后能进入生态循环系统，自然降解，不留残毒，可以从根本上解决塑料废弃物污染环境的问题，因此最为人们所看好。
聚羟基脂肪酸酯（Po l yh yd r ox ya l -ka n oa t e s ，PHA ）是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下，作为碳源和能源贮存而合成的一类热塑性聚酯。
目前已经发现P HA 至少有125种不同的单体结构，并且还在不断地发掘出新的单体；而聚β-羟基丁酸酯（P HB ）是P HA 中发现最早、研究最多的一种，目前已经初步进入商品化生产阶段。
新型可降解塑料聚-β-羟基丁酸(PHB)的研究进展
称 Ｐ Ｂ 是 其 中最 有 代 表 性 的 一 类 ， 是 一 种 高 度 结 晶 的 热 Ｈ ） 它 塑性 物质 ， 化 学 合成 塑料 一 样 能 成 膜 和 拉 丝 ， 理 化 学 特 和 物
少 了对森林 资源 的破 坏。此外 ， Ｈ Ｐ Ｂ在 人体 内也 能 自然 降 解 ； 的最终降解产物 Ｂ一羟基脂肪酸是人体血 液中的一种 它 普通的代 谢 物 ， 会 给 人体 带 来 任 何 毒 副作 用 。再 加 之 不
电性和抗凝血性等一般化学合成 高分子材料 没有 的特殊性
质。
１ １ 可生物降解性和生 物相容性 ． Ｐ Ｂ有 良好 的生物 降解性 ， Ｈ 能够被 自然 界 的众多微 生
滞留于土壤 中会破 坏土 壤 的结 构和 性质 ， 妨碍农 作物 的生
长。因此 开发可降解性塑料 已成为生 物工程界研究 热点之
ＩＣ ｌ ｇ ｉ ｃｅ ｃｓ Ｎｏｔｅａ ｆ ｒｓｒ ｎｖ ｒｉ Ｈｅｌ ｇ ａ ｇＨａｒｉ ５ ００ Ｃ ｉａ； ． ｏ ｅｅｏ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ， ｒｈｓ ｔｏ ｅｔｙＵ ｉｅｓｔ ｌ ｆＬ ｅ ｙ， ｉ ｎｆ ｎ ｅｂｎ １０ ４ ， ｈｎ ｏ ｉ
２ Ｃ ｌｇ ｇ ｉ ｌ ｒｌＮｏｔｅ ｓ ｇ ｉ ｌ ｒｌＵ ｉｅｓｔ ， ｉ ｎ ｊａ ｇＨａ ｒｉ ５ ０ ０ Ｃ ｉ ａ ． ｏｅ ｅｏ ｌ ｆＡ ｒｃ ｔ ａ ， ｒ ａｔ ｒｃ ｔ ａ ｎｖ ｒｉ Ｈｅｌ ｇｉｎ ｅｂｎ １０３ ， ｎ ） ｕｕ ｈ ａ ｕｕ ｙ ｏ ｈ
带 】Ｐ Ｂ经 一 定 时 间 水 解 ， ，Ｈ 聚酯 链 可 被 分 散 切 断 ， 用 它 利
（ Ｈ ｉ ｉ ｒ ｕｅ ｉ ａｔｌ． ｅｒ ｅｒｈｐ ｇｅｓｏ ｂｏｙｔｅｉ ｍ ｔ ｄａ ｉ ｙａｐａ ｅ．ｔｓａ ｏａａ ｓ ａ Ｐ ） ｔ ｄ ｃｄｉ ｔ ｓ ｒｃ ｔ ｓａ ｒ ｒｓ ｆ ｉｓｎ ｓ ｅ ｏ ｒ ｍａ ｌ ｐ ｒ ｓｄ Ｉ ｉ ｌ ｎ ｌ ｉ ｔ ｔ ｓｎ ｏ ｎ ｈ ｉ ｅ ｈ ｅ ｃ ｏ ｈ ｓ ｈ ｅ ｎ ｉ ｓ ｙ ｓｈ
聚β-羟基丁酸酯phb的研究进展
料开始进行研究。到1 987 年研究者确定了生产菌株并开始小量生产， 直至19 92 年被列入“八五”项目开始进行大量生产试验。此后，中科
1 PHB的合成及性质
院又利用紫外线诱 变的方法研制出了生产PHB的优良菌株。此外清华
PHB利用 细菌发酵 生产， 在控制 0、 N等养 料环境 中，在 发酵期 间某些细菌会产生 大羹PHB，再通过 破壁、分离、提取、提纯等后处
大学的陈国富教授采用 基因工程培育的菌株生产的PHB已经实现了产 业化 。
理后能得到一定分子量的PHB。细菌中自然积累量较多的有：产检t - T-
4 PHB的前景
菌属、假单胞菌属、甲基鹰扬属和固氦菌属。另外，人们还利用遗传工
பைடு நூலகம்
现今人们已经离不开石油工业，但石油工业给人类及整个世界带
程菌发酵生产、植物生产、活性污泥等工程生产。其中遗传等基因工程
方面能够被利用。 现在PHB在替代塑 料制品以及医学应用方面的研究
产物能被全部被生 物利用。此外，PHB还具有化学合成材料没有的特 性如：密度大、光学活l 叠好、透暂陛1氏、抗紫外线辐射、生物组织相容
已经得到了很好的成果，在实际使用方面也已经有了很好的效果。
性、压电性和抗凝血性等优点。但天然PHB还存在机械性能差、容易
代。1925年，法国巴斯德研究所Lemoi gne首次从巨大芽孢杆菌
定的生产规模。比如，日本一所大学在实验室条件下，发酵水平已达到
( Ba i l —l us me ga t her i uc m) 细胞中发现并分离 提取了PHB。 后由于环 保行动 和能源危机PHB才得到 重视。PHB具有良好 降解性，其降 解产
p ] B ( PHi ) 陆要] 本文综述了国内外对PHB的研究和应用情况，并介ggT PHB在各个领域的应用情况和发碾前景。
真养产碱杆菌发酵生产聚β—羟基丁酸（ＰＨＢ）的研究
真养产碱杆菌发酵生产聚∥一羟基丁酸(P隅)的研究杨明李红旗赵焕铸章银良沈忠耀(清华大学化工系北京100084)抽姜本文对真养产碱杆菌(A／caligcnos eutrophus)NCIMB ii 599在10L发酵罐中利用葡萄糖作为唯一碳承发酵生产聚芦一羟基丁酸《PHB)的发酵过程进行了研究．在咀葡萄糖为唯一碳器的发酵中，分别在缺氧情况下，限氧情况下．限磷情况下厦限磷扫缺氧情况下对茼体生长厦PIIB积累规律进行了研究．实验表明，氧和磷在茵体生长厦PHB的积】I【过程中起着重要作用．缺氧不利于茵体生长度积累PHB；在一定程度上睢制溶解氧则可促进PHB的积累；在供氧充足时．限磷有利于PHB大量积累：而限磷和缺氧条件下则抑制茵体生长和PHi]积累．采用限磷法发酵生产PHB，经72．5h后得到菌体细胞干重为138．29／L，PHB含量为111 789／L，PHB占细胞干重80．9x．关t词真养产碱杆茸聚芦一羟基丁酸发酵限氟限磷1引言聚卢羟基丁酸酯(PHB)是微生物在不平衡生长条件下作为储能物质而贮存于细胞内的一种高分子聚合物”“。
1925年法国巴斯德研究所M．Lemoigne在巨大芽孢杆菌中首次发现，并于1927 年从细胞中分离出来。
PHB不仅具有与化学合成塑料(如聚丙烯)相似的性质，而且还具有化学合成塑料所没有的特殊性能，如生物降解性，生物相容性，光学活性以及可利用再生资源进行生物合成等”“。
近十年来，随着化学合成塑料对环境造成日趋严重的“白色污染”，可生物降解材料的研究受到人们的广泛重视。
人们期待一种新型可生物降解塑料替代现有的石化合成材料。
其中，聚卢羟基丁酸(PHB)最为引人注目。
英国ICI公司经过15年努力，率先于1990 年采用真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)小批量生产出了商品名为“Biopol”的生物可降解塑料并继续对其进行研究开发。
目前，其生产规模已达年产1000t左右的水平并计划扩大生产规模■目前PHB大规模工业生产的最大障碍是成本较高。
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生物合成材料聚β－羟基丁酸（ＰＨＢ）的研究进展(一)
作者：王立强吕小妹陈鸣镝
摘要:聚β-羟基丁酸(PHB)是许多原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下作为能量和碳源储藏在生物体内的一类热塑性聚酯。
作为完全可生物降解材料,PHB越来越引起人们的关注。
有力文章主要阐述了国内外PHB合成方法、性能改良、降解等方面的进展,并对其发展前景作出展望。
关键词:PHB;生物降解材料;生物合成;改良;降解随着石油化学工业的发展,化学合成塑料的使用越来越广泛,作为合成高分子材料,化学合成塑料在自然环境下难以分解,造成了严重的“白色污染”。
过去对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧,土埋浪费大量的土地,焚烧则会产生大量的二氧化碳及其它对人有害的氮、硫、磷、卤素等化合物,助长了温室效应及酸雨的形成。
面对日益严峻的资源和环境问题,走可持续发展道路,就要研究开发可自然降解的新材料。
PHB是微生物合成型降解材料中的典型代表,具有良好的生物降解性,分解产物可全部为生物利用,目前研究较为深入并初步进入商品化阶段。
1PHB的性质
聚羟基丁酸酯PHB,作为一种天然高分子聚合物,具有生物相容性、生物可降解性、无刺激性、无免疫原性和组织相容性等特殊性能,在组织工程、药物缓释控释系统、骨科以及医用手术缝合线领域获得成功的应用。
PHB有良好的生物降解性,其分解产物可全部为生物利用,对环境无任何污染;其熔融温度为175～180℃,是一种可完全分解的热塑性塑料。
它的物理性质和分子结构与聚丙烯(PP)很类似,如摩尔质量、软化点、结晶度、拉伸强度等,目前主要应用于医疗、工业、包装、农业等领域。
2PHB的生物合成
PHB的生物合成途径有微生物发酵法,转基因植物法。
2.1微生物发酵
微生物发酵生产是获得生物可降解塑料的主要途径,近30年大量的研究工作集中于发酵工艺的改进和高效菌株的筛选来提高PHA的容积产率和胞内含量。
最近利用污水处理系统中的活性污泥合成PHB,大大降低了底物成本且无需灭菌操作,大大降低了成本,吸引了广泛的关注。
2.1.1细菌发酵合成PHB工艺改良
到目前为止,已发现100种以上的细菌能够生产PHB。
通常,在自然环境中微生物能储备干燥菌体质量5%～20%的PHB。
在合适的条件,如碳源过量、限制氮、磷等发酵条件下,PHB含量可以达到细胞干重的70%～80%自然界中许多属、种的细菌在细胞内都能积累PHB颗粒,如产碱杆菌、甲基营养菌及鞘细菌等。
于平、励建荣等在相关研究文献1]中指出真养产碱杆菌发酵生产聚β-羟基丁酸(PHB)的最优化培养基组成和培养条件为:葡萄糖 4.0%,硫酸铵
0.3%,pH7.2,装液量80mL/250mL,接种量10%,PHB的质量浓度达到最高值0.825g/L,细胞干重为
1.734g/L。
鞘细菌对环境的适应能力较强,且有研究表明,其细胞内的PHB贮存比例较高。
全桂静和程文辉2]通过实验表明:以甘油和蛋白胨为碳源和氮源,适宜条件下100mL发酵液的PHB产量最高可达10.58mg。
2.1.2筛选高效菌种
国内外对于高效菌种的选育主要有构建基因工程菌法和紫外线诱变法。
1987年,吉利亚JamesMadison大学的Dennis成功地从A.eutrophus中克隆到合成PHB的基因,并转入E.coil 中构建成重组E.coil突变株,其细胞比正常细菌细胞大10倍,该菌株可以直接利用各种碳源,如葡萄糖、蔗糖、乳糖、木糖等廉价底物,进一步降低了成本。
奥地利维也纳大学在组建工程大肠杆菌的同时引入热敏噬菌体溶解基因,可使细菌易裂解释放PHB,这一成果的最大特点是可降低提取成本,为推向市场打下基础。
在国内也有一些紫外诱变法筛选优良菌株的研究,使原始菌株PHB产量得到很大的提高,如国家重点基础研究发展计划项目中徐爱玲、张帅等
采用紫外线照射和放射性元素钴60辐射诱变方法,对AcidiphiliumcryptumDX1-1进行了诱变改良,诱变后筛选得到的一株菌UV60-3,PHB含量达到28.56g/L,是原菌株的1.45倍,并且可稳定遗传。
对菌株UV60-3积累PHB的碳氮比进行了探索,结果显示在碳源浓度60g/L,氮源浓度30g/L,C/N为3.76时PHB含量最高,PHB含量达到30.57g/L。
3]
2.1.3活性污泥合成PHB
利用活性污泥的混合碳源与微生物群合成PHB是生物合成PHB的一条新途径,既处理了污水,又降低了合成费用,而且得到的产物其性能比单一菌株在纯碳源培养得到的PHB要优越。
在污水处理过程中,活性污泥微生物常常将可快速降解的碳源物质贮存为PHA,而不是首先将它们用于生物量的增长,因此,可以通过适当的工艺调控将活性污泥驯化为PHA的生产者。
日本东京大学的Satoh.H.研究小组发现采用“微嗜气2好气”供气过程可以提高PHB在污泥中的产量,4、5]表明了工艺过程、营养组成及条件控制影响PHAs的产率。
中国科学院生态环境研究中心曲波、刘俊新在活性污泥合成可生物降解塑料PHB的工艺优化研究中结果中表明——溶解氧(DO)浓度、pH值和底物-生物量比(food-microorganismratio,F/M)是对PHB生产影响的关键参数底物的吸收速率、PHB产率和胞内含量均随溶解氧浓度的提高而提高,本研究最优操作条件下获得的PHB含量已经接近纯培养方法所获得的典型的PHB含量,展现了活性污泥合成PHB的应用前景。
6]
2.2转基因植物法
由于PHB的高成本生产和生物技术的进步,人们开始将注意力转移到用转基因植物来生产PHB,1992年,Poirier首先探讨了用植物生产PHB的可行性,在拟南芥细胞质中定向合成PHB 但是拟南芥的生长却受到抑制,把细菌PHB生物合成的途径定位于质体中,PHB占叶子干重的40%,但发现了植物生长和PHB含量有负关系。
John等对用转基因棉花合成PHB做了尝试。
转基因棉花纤维的长度,强度都正常,但其绝缘性能却提高了。
热性能改变很小,可能是因为只有很少量的PHB在纤维细胞的细胞质中(占纤维重的0.34%)7]王潮岗、胡章立以莱茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)作为受体材料,将合成的相关酶基因phbB和phbC导入衣藻中,实现了PHB在胞质中的合成,但含量较少。
3PHB性能的改良
PHB是一种全同立构结晶性的聚酯,结晶度高达80%,常温及玻璃化温度(4℃)下表现为脆性,耐冲击性能较差;加工成型只能在190℃附近的一个狭窄的温度区间内进行,且熔融状态极不稳定,易发生降解。
这些缺点使其无法作为一种实用的塑料使用,同时也限制了在降解材料方面的应用。
PHB改性主要体现在增韧和增塑改性,PHB增韧主要通过弹力体、聚乙二醇(PEO)、淀粉等与之共混改性,文献报道的有效增塑剂有低相对分子质量PEO、柠檬酸三丁(三乙)酯、三乙酸(丁酸)甘油酯、ESO等从改良途径讲主要有物理共混、化学改性、生物改性。
4PHB的降解
PHB的生物降解归因于许多细菌和真菌能够分泌胞外PHB解聚酶PHB在解聚酶的作用下得到3-羟基丁酸,经过三羟基丁酸脱氢酶、乙酰乙酰辅酶和β-酮硫解酶作用下依次得到三羟基丁酸、乙酰乙酰辅酶A、乙酰辅酶A最后进入TCA循环。