生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展(一)

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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。

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。

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ＰＢ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，ＨＰＢ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。
１１可生物降解性和生物相容性．ＰＢ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
ＩＣｌｇｉｃｅｃｓＮｏｔｅａｆｒｓｒｎｖｒｉＨｅｌｇａｇＨａｒｉ５００Ｃｉａ；．ｏｅｅｏｆＳｉｎｅ，ｒｈｓｔｏｅｔｙＵｉｅｓｔｌｆＬｅｙ，ｉｎｆｎｅｂｎ１０４，ｈｎｏｉ
２ＣｌｇｇｉｌｒｌＮｏｔｅｓｇｉｌｒｌＵｉｅｓｔ，ｉｎｊａｇＨａｒｉ５００Ｃｉａ．ｏｅｅｏｌｆＡｒｃｔａ，ｒａｔｒｃｔａｎｖｒｉＨｅｌｇｉｎｅｂｎ１０３，ｎ）ｕｕｈａｕｕｙｏｈ
带】ＰＢ经一定时间水解，，Ｈ聚酯链可被分散切断，用它利
（Ｈｉｉｒｕｅｉａｔｌ．ｅｒｅｒｈｐｇｅｓｏｂｏｙｔｅｉｍｔｄａｉｙａｐａｅ．ｔｓａｏａａｓａＰ）ｔｄｃｄｉｔｓｒｃｔｓａｒｒｓｆｉｓｎｓｅｏｒｍａｌｐｒｓｄＩｉｌｎｌｉｔｔｓｎｏｎｈｉｅｈｅｃｏｈｓｈｅｎｉｓｙｓｈ

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。

化学法合成生物完全降解塑料PHB及单体3_羟基丁酸的研究进展

收稿日期:2000212228作者简介:王加宁(19662),男,山东荣成人,在读博士,助理研究员,主要从事有机化工方面的研究。

文章编号:100224026(2001)0120043207・综述・化学法合成生物完全降解塑料PHB 及单体32羟基丁酸的研究进展王加宁1,马沛生1,杨合同2(11天津大学化工学院有机化工与高分子材料系,天津300072;21山东省科学院生物研究所,山东济南250014)摘要:本文介绍了新型生物降解塑料PHB 的应用前景,重点报道了采用化学法合成32羟基丁酸和PHB 的各种工艺路线,提出了一种采用乙醛为原料制备32羟基丁酸,并以32羟基丁酸乙酯为原料制备PHB 的化学合成法的新的工艺路线。

关　键　词:聚羟基丁酸酯;32羟基丁酸;化学合成;生物降解塑料中图分类号:　TQ 32212 文献标识码:A由于塑料具有质轻、防水、强度高、耐腐蚀、易加工等优良特性,因此广泛应用于国民经济各个领域。

塑料的产量和用量不断增加,随之出现的问题是废弃塑料量也不断增加。

废弃塑料特别是塑料地膜、垃圾袋、购物袋、餐具、食品包装袋、杂品和工业品包装袋等一次性塑料废弃物,污染农田、旅游胜地、海岸港口、缠绕海洋生物,废弃塑料造成的“白色污染”日益严重。

降解塑料具有下述有利于环境的优点[1]:(1)可快速制成堆肥回归大自然;(2)因降解而使体积减少,从而延长填埋场地的使用寿命和使填埋地稳定;(3)焚烧时的发热量减少;(4)减少因随意丢弃造成的对野生动物的危害。

因此研究开发降解塑料是治理“白色污染”的有效途径。

聚羟基丁酸酯(PHB )是一种生物可完全降解的新型塑料,其应用包括生产快餐盒、地膜及包装材料等一次性用品,更重要的是可应用于医学、光电子化学、精细化工等高新技术行业[2],在高新技术和高附加值领域市场广阔。

1　PHB 的来源及性质1925年L em o igne 首先发现了聚羟基丁酸酯(PHB )[3],70年代初对PHB 进行冷冻蚀刻处理时,得知此类物质具有天然塑性[4],从此掀起了研究PHB 的高潮。

利用甲烷氧化混合菌生物合成聚β-羟基丁酸酯

利用甲烷氧化混合菌生物合成聚β-羟基丁酸酯聚p-羟基丁酸酯(PHB)是大多数细菌细胞内碳源和能源的储备物,具有生物可降解性,热塑性,且透氧率低,用作食品包装用膜、袋,饮料用包装内衬层和生鲜食品盘等,更利于食品的储藏运输,在食品包装领域具有广阔的应用前景,日益受到人们的关注。

目前,PHB的商业化生产主要基于野生菌和基因工程菌的纯菌种发酵工艺,严格控制的无菌底物和生产环境导致了较高的生产成本,从而限制了生物塑料PHB的大规模应用,特别是在食品包装中的应用。

富集高产PHB、组成稳定的混合菌在开放条件下,以甲烷甲醇等一碳化合物生产PHB成为目前实现PHB在食品包装领域中规模化应用最具前景的研究课题。

本学位论文利用从黑龙江省大庆油田富含沼气地区的土壤中培养筛选获得的甲烷氧化混合菌,以甲烷为碳源通过好氧瞬时供料方式(充盈-饥饿交替),筛选掉其中PHB含量少的菌株,对菌群中开放条件下稳定高产PHB的甲烷氧化菌进行了富集。

通过甲烷氧化混合菌的结构解析,对菌群中分离纯化的非甲烷氧化菌和甲烷氧化菌的生长和催化性能的初步探索,以及优化细胞培养环境,高密度甲烷氧化混合菌发酵培养方式的探索,建立了开放条件下以廉价碳源稳定合成PHB的方法。

(1)根据甲烷氧化混合菌细胞生长规律,建立基于Logistic模型的细胞生长动力学模型：经对比验证结果表明,对于不同的培养条件,该动力学模型对细胞生长密度(用吸光度OD600表示)的计算值与实验值之间都具有较好的相关性,相关系数均达到92%以上。

这表明应用" Logistic模型”建立的动力学模型对甲烷氧化混合菌具有较好的适用性,可以进行实际工作中的模拟研究,该模型中各参数和特征值随培养条件而变化,适用于发酵条件优化控制,为后续细胞高密度培养提供指导。

(2)采用充盈-饥饿(feast-famine cycle)模式间歇供料,以甲烷为底物好氧开放式培养甲烷氧化混合菌,利用苏丹黑染色法动态检测充盈和饥饿阶段胞内PHB含量变化,实现了菌群中高PHB存储能力的甲烷氧化菌的富集和稳定传代。

生物合成聚β羟基丁酸酯(PHB)的研究现状与应用前景

ＰＢ研究最为深入，Ｈ）并初步进入商品化生产阶段。
ＰｃＨＢ妇。通常，自然环境中微生物能储备干燥菌体在
质量５％～２％的Ｐ。在合适的条件如碳源过量、ＯＨＢ
１国内外研究概况
对ＰＨＢ的研究始于上世纪初期。１２９６年，国法巴斯德研究所Ｌｍｏｎ首次从巨大芽孢杆菌（ａｅｉｅｇＢｉ卜ｌｓｇｔｅｕｍ）胞中发现并分离提取了Ｐ。ｕａｒｃ细ｍｅｈｉＨＢ２世纪７年代后，ＯＯ因石油危机和环保运动，ＨＢ开Ｐ
的提高。但是，随着塑料制品的广泛使用，废弃的化学合成塑料由于不能被微生物降解，废弃塑料所造成
的” 白色污染 ” 已经成为世界性公害，这给人们的生产
２ＰＢ生物合成途径Ｈ
ＰＢ生物合成途径主要包括细菌发酵法、Ｈ构建
育出能利用葡萄糖发酵生产ＰＢ的优良菌株６—７Ｈ５、４ —５和３ —５摇瓶发酵水平都达１ｇＬＰ７４，０／，ＨＢ含量
７。清华大学生物系陈国强教授采用基因工程菌７
生产ＰＢ，品已实现产业化，Ｈ产市场前景看好Ⅲ 。
差异。但是，利用细菌发酵生产ＰＨＢ，量低，本产成
高，无法实现大规模工业化生产。
２２构建基因工程菌法合成ＰＢ．Ｈ
重８ｇＬＰ５／，ＨＢ浓度６．ｇＬ１５／。加拿大ＢｏｅｔｒｓｉｎｕｅｖＡｌｅｔＩｃ以重组大肠杆菌生产Ｐ。目前，了ｂｒ．ａｎＨＢ除

生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

生物合成材料聚β－羟基丁酸（PHB）的研究进展发表时间：2009-09-09T14:04:03.873Z 来源：《科学之友》2009年7月第21期供稿作者：王利强，吕小妹，陈鸣镝（中国矿业大学化工学院，江苏徐州 2 [导读] 作为完全可生物降解材料，PHB越来越引起人们的关注。

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；降解中图分类号：Q599 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2009）21－0071－02 Advances in PHB Synthesized by microorganism Wang Liqiang，Lv Xiaomei，Chen Mingdi Abstract：PHB is a kind of polyester stored in organism body as carbon source and energy source, when prokaryotes is in imbalance of carbon and nitrogen nourishment. As a kind of degradable microorganiam materical, PHB has attracted more and moreattention from people. This article mainly introduced advances in biosynthesis, modification and degradability of PHB at home and abroad, and pointed that PHB had better development prospect. Key words：PHB; degradable article; biosynthesis; modification; degradability 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”。

可生物降解塑料聚-β=羟基丁酸酯（PHB）

可生物降解塑料聚-β=羟基丁酸酯（PHB）
佚名
【期刊名称】《化工文摘》
【年(卷),期】2001(000)009
【摘要】聚羟基链烷酯(Polyhydroxyalkanoate，PHAs)是一类微生物聚酯的简称，由于PHAs不仅具有化学合成塑料的特性，还具有一些特殊性能，如生物可
降解性、生物相容性、光学活性以及在生物合成过程中可利用再生原料等，因而在医学、农业、电子和食品等工业领域具有广阔的应用前景，可望成为一种替代传统塑料的新型高分子材料，为解决“白色污染”带来希望。

目前已鉴定的PHAs约
有40种，其中PHB是PHAs的典型代表。

它存在于多种微生物中，具有广泛的应用前景。

【总页数】1页(P31)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ324.9
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新型可降解塑料聚-β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

新型可降解塑料聚-β-羟基丁酸(PHB)的研究进展钱永雨;赵敏;潘俊波;刘哲君【摘要】介绍了PHB的性质用途和检测方法及提取工艺,重点评述了PHB的生物合成方法及其研究进展,并简要分析了PHB的应用前景和发展方向.【期刊名称】《黑龙江医药》【年(卷),期】2010(023)006【总页数】4页(P895-898)【关键词】聚-β-羟基丁酸(PHB);检测;提取;生物合成【作者】钱永雨;赵敏;潘俊波;刘哲君【作者单位】东北林业大学生命科学学院,黑龙江,哈尔滨,150040;东北林业大学生命科学学院,黑龙江,哈尔滨,150040;东北农业大学农学院,黑龙江,哈尔滨,150030;东北林业大学生命科学学院,黑龙江,哈尔滨,150040;东北农业大学农学院,黑龙江,哈尔滨,150030;东北林业大学生命科学学院,黑龙江,哈尔滨,150040【正文语种】中文【中图分类】TQ321化学合成塑料已是当今社会不可缺少的重要材料,然而它们的废弃物由于不能被降解,每年以 2500万吨的速度在地球上大量积累,形成了白色垃圾严重污染了我们的生存环境。

尤其在我国,农用地膜日渐得到广泛应用,其碎片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一[1]。

聚 -β-羟基丁酸 (poly-β-hydroxybutyric acid,简称 PHB)是其中最有代表性的一类,它是一种高度结晶的热塑性物质,和化学合成塑料一样能成膜和拉丝,物理化学特性与传统塑料相似,特别是具有生物可降解性和生物组织亲合性,使其具有广泛的应用前景。

1 PHB的性质与用途作为原核生物中的脂类聚合物,PHB在细胞内呈颗粒状存在,由于具有较低的溶解性和相对高的摩尔质量,故可以在细菌胞内大量储存而不影响胞内外的渗透压,是一种理想的储存材料,PHB成A2螺旋结构,熔点180℃。

它的分子量很大,一般为106(随培养条件和抽提方法不同有所变化),分子式为PHB不仅具有与传统化学合成高分子材料相似的分子结构,还具有与其类似的物理性质,如类似的摩尔质量、软化点、结晶度、拉伸强度等;并具有密度大、光学活性好、透氧性低、抗紫外线辐射、生物可降解性、生物组织相容性、压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。

生物降解材料聚β-羟基丁酸酯的研究进展

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙ — Ｂ－ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ（ＰＨＢ）ｈａｓｇｏｏｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｉｔｅｓ，ａｎｄｉｓ
第５卷第２期２０１３年４月
包
装
学
报
Ｖｏ１．５ＮＯ．２
ＰａｃｋａｇｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ
Ａｐｉｌｒ２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－７１００．２０１３。０２．００２
ＷａｎｇＨｕｉｆｅｎ，ＨａｏＸｉｈａｉ，ＬｉＫｕｉ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅｗＭａｔｅｉｒａｌｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＰａｃｋａｇｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｕｚｈｏｕＨｕｎｎａ４１２００７，Ｃｈｉｎａ）
主要合成途径有遗传工程茵发酵生产、植物生产、活性污泥等工程生产法，常用的提取方法有溶剂萃取法、化学试剂法、酶法等，主要改性方法有共聚改性、与纳米材料改性以及与其他高分子材料共混改性等。筛

一种污泥中提取生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011436726.1(22)申请日 2020.12.11(71)申请人辽宁大学地址 110000 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号(72)发明人包红旭　王淑桐　胡家伟　刘洪源　巨承文　延晨波　王翰林　贾浩琛　苗贺　(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207代理人金春华(51)Int.Cl.C12P 7/42(2006.01)C08G 63/78(2006.01)C08G 63/06(2006.01)C02F 11/00(2006.01)G01N 21/33(2006.01)(54)发明名称一种污泥中提取生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的方法(57)摘要本发明公开一种污泥中提取生物合成材料聚β‑羟基丁酸(PHB)的方法。

包括如下步骤：取活性污泥离心，蒸馏水洗涤，再次离心；离心后的湿菌体，加入SDS溶液，水浴处理；处理后的菌液离心，弃上清液，加入次氯酸钠溶液，水浴处理，洗涤沉淀，于烘箱中烘干；菌体中加入氯仿溶液，抽提，获得PHB的氯仿溶液；加热该溶液除去氯仿；加入浓硫酸，水浴加热，冷却至室温并混匀；测定含有PHB硫酸溶液的DO值，对照标准曲线即可得出PHB含量。

经本发明的方法分析检测聚β‑羟基丁酸(PHB)，本发明确定的方法，防止污泥对环境造成二次污染以及污泥中PHB资源浪费，极大的减少了对环境的污染，测定结果误差小，所需费用低。

权利要求书1页说明书3页附图2页CN 112708642 A 2021.04.27C N 112708642A1.一种污泥中提取生物合成材料聚β‑羟基丁酸(PHB)的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)取活性污泥离心，蒸馏水洗涤，再次离心；2)离心后的湿菌体，加入SDS溶液，搅拌均匀，水浴处理；处理后的菌液离心，弃去上清液，3)加入次氯酸钠溶液，水浴处理，洗涤沉淀，于烘箱中烘干；4)菌体中加入氯仿溶液，抽提，获得PHB的氯仿溶液，加热该溶液除去氯仿；5)加入浓度为98％浓硫酸，水浴加热，使PHB溶解，冷却至室温并混匀；6)测定含有PHB硫酸溶液的DO值，对照标准曲线即可得出PHB含量。

PHB的研究进展和应用前景

丁酸酯（简称ＰＨＢ）、ＰＨＢ与ＰＨＢＶ的共混物及ＰＨＢ与ＰＬＡ（聚乳酚、
淀粉、纤维素等的共混物的研究始终是人们关注的热点。建立可持续发展的友好型社会迫使人们寻求一种新的材料来满足生活的需要，可生物降解材料应运而生。ＰＨＢ（聚，ｐ一羟基丁酸
酯）是一种由细菌发酵产生的热塑陛聚酯，具有良好的生物降解性和生物相容性，可以为医用材料、包装材料、光学材料等，能部分替代通用塑料在许多方面得到应用，已受到人们的广泛关注。ｌ、Ｐ衄的研究进展１．ｉ目前ＰＨＢ的生产成本据报道，目前以石油为原料的合成塑料价格约为ｉ－６．６美元
项目基盒：哈尔滨商业大学大学生创新创业训练计划省级项目，项目编号：２０１３１０２４００２０。
随着塑料工业的迅速发展，塑料因其质轻、价廉、具有良好的性能在工业和日常生活中逐步取代玻璃和纸成为人们广泛使用的重要材料，尤其在包装领域的应用越来越普遍。正是作为食品包装材料的塑料在废弃前仅使用短短几天，废弃后又难以回收再利用，带来了大量的塑料垃圾。完全可生物降解塑料如聚Ｂ一羟基规模化的生物塑料生产工艺的发展。２、ＰＨＢ的应用前景ＰＨＢ是最具代表『生的一类生物塑料，因为其具有良好的生物相容性和生物降解性，所以它在组织工程等医学领域有广泛的发展前景。应用领域包括心血管系统、肠胃系统、角膜、胰腺、肾脏和泌尿系统、神经系统、牙齿和口腔、肌肉骨骼系统、支架、骨骼植入物，缓释药物传递系统等。目前，有关ＰＨＢ及其共混物作为医用材料，在外科缝线、药物载体、外科移植和组织工程材料以及皮肤等方面也有广泛应用。其次，ＰＨＢ等生物塑料极具商业吸引力的原因就在于其优越的物理性能，其熔点或机械强度与传统

聚β-羟基丁酸酯分子链

聚β-羟基丁酸酯分子链全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：β-羟基丁酸酯，简称PCHB，是一种聚合物分子链，在化学结构上含有β-羟基丁酸酯单体，属于聚酯类的一种。

它具有良好的生物相容性、可降解性和可成型性，被广泛应用于医学、生物工程、环境保护等领域。

本文将就PCHB分子链的结构、性质、制备方法以及应用进行探讨。

一个PCHB分子链由多个β-羟基丁酸酯单体经过聚合反应而成，其结构中还可能含有其他官能团。

β-羟基丁酸酯单体是通过合成方法合成得到的，该方法通常是通过酯化反应将1,4-丁二醇与羟基丁酸酯酸酐縮合，得到β-羟基丁酸酯单体。

在聚合反应过程中，β-羟基丁酸酯单体之间通过酯键相连，形成线性的聚合物链。

PCHB具有许多优秀的性质，其中最显著的就是其生物相容性和可降解性。

由于PCHB是由生物可吸收的单体合成而成，因此其在人体内具有良好的生物相容性，不会引起过敏反应或排斥反应。

PCHB分子链中的酯键结构使其具有可降解性，能够在体内逐渐分解为小分子，最终被人体代谢掉。

这使得PCHB在医学领域中的应用更加广泛，比如可作为缝合线、修复材料等。

除了生物相容性和可降解性外，PCHB还具有良好的可成型性。

由于其分子链的结构特点和物理性质，可以通过熔融成型、溶液浇铸等方式进行成型，得到各种形状的制品。

这为其在生物工程、环境保护等领域的应用提供了便利。

制备PCHB分子链的方法多种多样，其中最常用的是溶液聚合法。

在这个方法中，将β-羟基丁酸酯单体溶解于有机溶剂中，加入催化剂并施加适当的温度和压力，使得单体发生聚合反应，生成PCHB分子链。

还有其他方法如熔融聚合法、悬浮聚合法等，可以根据不同需求选择不同的制备方法。

PCHB在医学领域中有着广泛的应用。

作为生物可降解材料，PCHB可以用于制备缝合线、修复材料等，在手术中起到有效的作用。

PCHB还可以用于制备药物缓释系统，通过调控其降解速度和释放速度，实现药物的持续释放，提高药效。