Вестник МГТУ, 2026, Т. 29, № 3.

Введение Ксантановая камедь представляет собой высокомолекулярный разветвленный анионный гетерополисахарид с брутто-формулой (Сз5Н49029)п и молекулярной массой от 2 1 0 6 до 20106 Да (Song et al., 2015). Основная цепь ксантановой камеди состоит из остатков p-D-глюкопиранозы, связанных между собой Р-(1^4)-гликозидными связями; ответвлениями являются трисахариды с последовательностью в порядке удаления от основной цепи: p-D-манноза, p-D-глюкуроновая кислота и a -D -манноза (Layek, 2024). Часть гидроксильных групп боковой цепи замещена на ацетильные и пируватные группы (Layek, 2024). Как правило, ацетилировано до 90 % маннозы, находящейся ближе к основной цепи ксантана, а к 30-50 % терминальной маннозы кетальной (ацетальной) связью в положениях С-4 и С-6 присоединены остатки пировиноградной кислоты, но могут быть и другие сочетания (Wu et al., 2019). Так, в одной молекуле ксантана встречаются до шести вариантов структуры боковой цепи, в которых оба остатка маннозы могут быть свободными, или наоборот - оба замещенными, или только один остаток маннозы связан с уксусной или пировиноградной кислотой в различных сочетаниях (Kool et al., 2013). С увеличением количества остатков пировиноградной кислоты в молекуле ксантана увеличивается и его вязкость (Flores Candia et al., 1999; Wu et al., 2019). Ксантановую камедь получают с помощью бактерий Xanthomonas campestris аэробной ферментацией на питательных средах, содержащих источники усваиваемых углеводов и азота. В процессе ферментации ксантановая камедь выделяется бактериями в среду культивирования. По окончании ферментации среду пастеризуют, осаждают ксантановую камедь этиловым или изопропиловым спиртом, полученный осадок отделяют фильтрацией или центрифугированием и высушивают1 (Rosalam et al., 2006; Palaniraj et al., 2011; Bajic et al., 2017). Ксантановая камедь хорошо растворяется в воде при любой температуре и даже в незначительных концентрациях (~ 1,0 %) заметно повышает вязкость жидкости, в связи с чем она используется в качестве загустителя, гелеобразователя и стабилизатора в пищевой (Rashidi et al., 2023), косметической (Furtado et al., 2022), текстильной ( Cao et al., 2019), нефтедобывающей отраслях промышленности (Магадова и др., 2023; Абаас и др., 2013), при производстве стройматериалов для загущения и структурообразования строительных смесей (Masoumi et al., 2023), в медицине для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов (Cortes et al., 2020; Layek, 2024), в сельском хозяйстве для повышения влагоудерживающих свойств почвы (Palaniraj et al., 2011; Berninger et al., 2021), а также для повышения прочности песчаных и глинистых грунтов и замедления эрозии почв ( Аржакова и др., 2022; Kwon et al., 2023; Kumar et al., 2024). Вязкость растворов ксантановой камеди мало зависит от рН и ионной силы раствора (Rosalam et al., 2006). Для растворов ксантановой камеди характерна псевдопластичность, т. е. они становятся менее вязкими при увеличении сдвигового воздействия, что облегчает их перекачивание, и снова густеют при переходе в состояние покоя (Garcia-Ochoa et al., 2000). Производство ксантановой камеди, основанное на культивировании бактерий X. campestris на синтетических питательных средах, является дорогостоящим, поэтому мировым трендом в исследованиях, посвященных получению ксантана, является изучение возможности использования питательных сред, приготовленных из вторичных ресурсов, образующихся при переработке сельскохозяйственного сырья (Palaniraj et al., 2011; Rashidi et al., 2023). В качестве источников углерода для биосинтеза ксантана предлагалось использование свекловичной мелассы (Moosavi et al., 2010; Богатырева и др., 2016) и мелассы из сахарного тростника (Abd El-Salam et al., 1994), крахмала (Krishna Leela et al., 2000), гидролизатов крахмала (Niknezhad et al., 2014), гидролизата жмыха маниоки (Woiciechowski et al., 2004; Sujithra et al., 2019), молочной сыворотки (Silva et al., 2009; Savvides et al., 2012), отходов сахарной свеклы (Yoo et al., 1999), отходов производства соевого молока (Асасе и др., 2024), сточных вод кондитерских производств (Bajic et al., 2017), панцирей ракообразных (de Sousa Costa et al., 2014), гидролизатов древесины (Илалова и др., 2024; Способ получения..., 2025), кокосовой скорлупы и шелухи какао (da Silva et al., 2018). На биосинтез ксантана существенное влияние оказывает также источник азота; его вносят в органической и неорганической форме (Хисаметдинов и др., 2009). Однако в рекомендациях по использованию источников углерода и азота при микробиологическом синтезе ксантана встречаются противоречия. В ряде источников утверждается, что наибольший выход ксантана наблюдается на глюкозе (Krishna Leela et al., 2000), в других - на сахарозе (Souw et al., 1979; Kumara Swamy et al., 2012). То же и с источниками азота: в публикациях содержатся указания о предпочтительном использовании азота в форме органических молекул (Ozdal et al., 2018) [дрожжевой экстракт (Kumara Swamy et al., 2012), пептон, аминокислоты, например глутаминовая кислота (Souw et al., 1979)], но также есть рекомендации по применению неорганических соединений азота [нитраты калия (Woiciechowski et al., 2004), натрия или аммония (Souw et al., 1979; Shamala et al., 2001), диаммоний фосфат (Carignatto et al., 2011), хлорид аммония (Abd El-Salam et al., 1994; Flores Candia et al., 1999), мочевина (Sujithra et al., 2019) и др.]. Частично данные противоречия могут быть связаны с культуральными различиями 1Ревин В. В., Лияськина Е. В. Биотехнология бактериальных экзополисахаридов. Саранск, 2019. 192 с.