Русский
English
Исследованы структурные и сорбционные характеристики бактериальной целлюлозы (БЦ), синтезированной симбиотической культурой чайного гриба Medusomyces gisevii на питательных средах с различными источниками углерода (3% сахароза, 6% сахароза, 6% меласса). Установлено, что максимальный удельный выход биомассы БЦ наблюдается при использовании 6% мелассы (11.807 г/г), в то время как наибольшее содержание чистой целлюлозы зафиксировано в среде с 6% сахарозой (3.81%). Методами сканирующей электронной микроскопии и газоадсорбционного анализа показано, что лиофилизированные образцы БЦ обладают развитой макропористой структурой. Изучена сорбционная способность материалов в отношении катионного красителя метиленового голубого. Установлено, что лиофилизированная БЦ обладает значительно более высокой сорбционной емкостью (22.809 мг/г) по сравнению с нативной пленкой, высушенной конвективным способом (11.689 мг/г). Показана перспективность использования бактериальной целлюлозы в качестве основы для сорбционных материалов и функциональных носителей.
Цели: исследование влияния условий культивирования и методов сушки на структурно-морфологические и адсорбционные характеристики бактериальной целлюлозы.
Методы. Для культивирования использовали питательные среды с вариацией источника углерода. Структуру образцов изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа Nova NanoSem 450 (FEI Company, США) и газоадсорбционного анализатора TriStar II 3020 (Micromeritics, США). Сорбционную емкость определяли с использованием спектрофотометра Nabi (MicroDigital Co., Республика Корея) по поглощению метиленового голубого из водного раствора.
Результаты. Установлены оптимальные условия культивирования для максимального выхода биомассы и содержания целлюлозы. Выявлено, что метод лиофильной сушки позволяет получить материал с высокой удельной поверхностью и развитой пористой структурой, что обуславливает его повышенную сорбционную активность.
Выводы. Бактериальная целлюлоза, в особенности её лиофилизированная форма, демонстрирует высокий потенциал в качестве эффективного и биосовместимого сорбента, а также перспективного носителя активных веществ и медицинских препаратов.
Цели: исследование влияния условий культивирования и методов сушки на структурно-морфологические и адсорбционные характеристики бактериальной целлюлозы.
Методы. Для культивирования использовали питательные среды с вариацией источника углерода. Структуру образцов изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа Nova NanoSem 450 (FEI Company, США) и газоадсорбционного анализатора TriStar II 3020 (Micromeritics, США). Сорбционную емкость определяли с использованием спектрофотометра Nabi (MicroDigital Co., Республика Корея) по поглощению метиленового голубого из водного раствора.
Результаты. Установлены оптимальные условия культивирования для максимального выхода биомассы и содержания целлюлозы. Выявлено, что метод лиофильной сушки позволяет получить материал с высокой удельной поверхностью и развитой пористой структурой, что обуславливает его повышенную сорбционную активность.
Выводы. Бактериальная целлюлоза, в особенности её лиофилизированная форма, демонстрирует высокий потенциал в качестве эффективного и биосовместимого сорбента, а также перспективного носителя активных веществ и медицинских препаратов.
1. Zinicovscaia I., Balintova M. Environmentally-Friendly Materials in Wastewater Treatment // Materials. 2023. V. 16 (18). P. 6181. https://doi.org/10.3390/ma16186181
2. Berillo D., Ermukhambetova A. The review of oral adsorbents and their properties // Adsorption. 2024. V. 30. P. 1505 – 1527. https://doi.org/10.1007/s10450-024-00515-1
3. Digel I., Akimbekov N., Rogachev E., Pogorelova N. Bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on glucose and sucrose: biosynthesis and structural properties // Cellulose. 2023. Vol. 30 (18). P. 11439 – 11453.
4. Pogorelova N., Rogachev E., Akimbekov N., Digel I. Effect of dehydration method on the micro-and nanomorphological properties of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on different substrates // Journal of materials science. 2024. Vol. 59(15). P. 6614 – 6626.
5. Skiba E.A., Shavyrkina N.A., Skiba M.A., Mironova G.F., Budaeva V.V. Biosynthesis of bacterial nanocellulose from low-cost cellulosic feedstocks: effect of microbial producer // International journal of molecular sciences. 2023. Vol. 24 (18). 14401. https://doi.org/10.3390/ijms241814401
6. Orobinskaya V.N., Pushmina I.N., Permyakov A.V., Galdin E.V., Konovalov D.A. Filler for confectionery based on the probiotic medusomyces gisevii (tea fungus)(Part I). In IOP // Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 852. No. 1. P. 012076. https://doi.org/10.1088/1755-1315/852/1/012076
7. Thatoi H., Behera S. Bacterial Cellulose Production from Renewable Feedstock // Bacterial Cellulose. CRC Press. 2023. P. 22 – 38.
8. Shavyrkina N.A., Budaeva V.V., Skiba E.A., Mironova G.F., Bychin N.V., Gismatulina Y.A., Kashcheyeva E.I., Sitnikova A.E., Shilov A.I., Kuznetsov P.S., Sakovich G.V. Scale-Up of Biosynthesis Process of Bacterial Nanocellulose // Polymers. 2021. Vol. 13 (12). 1920. https://doi.org/10.3390/polym13121920
9. Revin V.V., Liyaskina E.V., Parchaykina M.V., Kuzmenko T.P., Kurgaeva I.V., Revin V.D., Ullah M.W. Bacterial cellulose-based polymer nanocomposites: a review // Polymers. 2022. Vol. 14 (21). P. 46 – 70. https://doi.org/10.3390/polym14214670
10. Le H.V., Dao N.T., Bui H.T., Kim Le P.T., Le K.A., Tuong Tran A.T., Ho P.H. Bacterial cellulose aerogels derived from pineapple peel waste for the adsorption of dyes // ACS omega. 2023. Vol. 8 (37). P. 33412 – 33425.
11. Hirai A., Suzuki M., Sato K., Hoshi T., Aoyagi T. Adsorption capacity of activated carbon-encapsulated hollow-type spherical bacterial cellulose gels for uremic toxins in a simulated human gastrointestinal environment // Gels. 2024. Vol. 10 (7). P. 417.
12. Li J., Zhang X., Zhao Y., Ma M., Song Y., Zheng B., Ostrikov K.K. Nisin electroadsorption-enabled multifunctional bacterial cellulose membranes for highly efficient removal of organic and microbial pollutants in water // Chemical Engineering Journal. 2022. № 440. P. 135922.
2. Berillo D., Ermukhambetova A. The review of oral adsorbents and their properties // Adsorption. 2024. V. 30. P. 1505 – 1527. https://doi.org/10.1007/s10450-024-00515-1
3. Digel I., Akimbekov N., Rogachev E., Pogorelova N. Bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on glucose and sucrose: biosynthesis and structural properties // Cellulose. 2023. Vol. 30 (18). P. 11439 – 11453.
4. Pogorelova N., Rogachev E., Akimbekov N., Digel I. Effect of dehydration method on the micro-and nanomorphological properties of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on different substrates // Journal of materials science. 2024. Vol. 59(15). P. 6614 – 6626.
5. Skiba E.A., Shavyrkina N.A., Skiba M.A., Mironova G.F., Budaeva V.V. Biosynthesis of bacterial nanocellulose from low-cost cellulosic feedstocks: effect of microbial producer // International journal of molecular sciences. 2023. Vol. 24 (18). 14401. https://doi.org/10.3390/ijms241814401
6. Orobinskaya V.N., Pushmina I.N., Permyakov A.V., Galdin E.V., Konovalov D.A. Filler for confectionery based on the probiotic medusomyces gisevii (tea fungus)(Part I). In IOP // Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 852. No. 1. P. 012076. https://doi.org/10.1088/1755-1315/852/1/012076
7. Thatoi H., Behera S. Bacterial Cellulose Production from Renewable Feedstock // Bacterial Cellulose. CRC Press. 2023. P. 22 – 38.
8. Shavyrkina N.A., Budaeva V.V., Skiba E.A., Mironova G.F., Bychin N.V., Gismatulina Y.A., Kashcheyeva E.I., Sitnikova A.E., Shilov A.I., Kuznetsov P.S., Sakovich G.V. Scale-Up of Biosynthesis Process of Bacterial Nanocellulose // Polymers. 2021. Vol. 13 (12). 1920. https://doi.org/10.3390/polym13121920
9. Revin V.V., Liyaskina E.V., Parchaykina M.V., Kuzmenko T.P., Kurgaeva I.V., Revin V.D., Ullah M.W. Bacterial cellulose-based polymer nanocomposites: a review // Polymers. 2022. Vol. 14 (21). P. 46 – 70. https://doi.org/10.3390/polym14214670
10. Le H.V., Dao N.T., Bui H.T., Kim Le P.T., Le K.A., Tuong Tran A.T., Ho P.H. Bacterial cellulose aerogels derived from pineapple peel waste for the adsorption of dyes // ACS omega. 2023. Vol. 8 (37). P. 33412 – 33425.
11. Hirai A., Suzuki M., Sato K., Hoshi T., Aoyagi T. Adsorption capacity of activated carbon-encapsulated hollow-type spherical bacterial cellulose gels for uremic toxins in a simulated human gastrointestinal environment // Gels. 2024. Vol. 10 (7). P. 417.
12. Li J., Zhang X., Zhao Y., Ma M., Song Y., Zheng B., Ostrikov K.K. Nisin electroadsorption-enabled multifunctional bacterial cellulose membranes for highly efficient removal of organic and microbial pollutants in water // Chemical Engineering Journal. 2022. № 440. P. 135922.
Круть У.А., Шайдорова Г.М., Автина Н.В., Выросткова А.А., Миронова Н.А., Потапова М.С. Сорбционные характеристики бактериальной целлюлозы, полученной из симбиотической культуры Medusomyces gisevii // Chemical Bulletin. 2025. Том 8. № 4. 9. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-4-9