Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Интенсификация метаболизма Bacillus subtilis и saccharomyces cerevisiae под воздействием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона и комплексона гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация метаболизма Bacillus subtilis и saccharomyces cerevisiae под воздействием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона и комплексона гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты"

На правах рукописи

АСТРАX А Н ЦЕВ А МАРИЯ НИКОЛАЕВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА В А СЛХ Бив 77/.Л5 И ЯАССНАР.ОМГСЕБ СЕИЕУ15/АЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА И КОМПЛЕКСОНА ГИДРОКСИЭТИЛИДЕНДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

03.00.23 - Биотехнология

Ааторефераг диссертации па соискание ученой степени кандидата -технических наук

Казань 2006

Работа выполнена на кафедре пищевой биотехнологии Казанского государственного технологического университета

Научный руководитель;

доктор химических наук, профессор Гамаюрова Валентина Семеновна

Официальные оппоненты;

доктор технических наук, профессор Николаев Николай Алексеевич доктор физико-математических наук, профессор Бецкий Олег Владимирович

Ведущая организация:

Институт биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН

Защита состоится 2006 года в часов на засе-

дании диссертационного совета Д 212.0&).02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д, 68, КГТУ, Зал заседаний Ученого совета (А-330).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «, » ИОЙБ^Я 2006

Ученый секретарь диссертационного совета А.С. Сироткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Микроорганизмы являются неотъемлемой частью производственных процессов, используемых в биотехнологии, в пищевой промышленности, в сельском хозяПстве. Поэтому стимуляция их роста, улучшение технологических показателей, а также оптимизация процессов культивирования этих микроорганизмов на сегодняшний день представляются актуальными задачами. Решение этих задач имеет огромное практическое значение. ■

Одним из возможных путей стимуляции роста микроорганизмов является введение в среду хелатирующих агентов. Известна интенсификация процессов метаболизма у микробов при использовании комплексных соединений металлов с биологически активными комплексе нам и. Среди многих комплексе ное особый интерес представляют бифоефоноаые кислоты — структурные аналога гшрофосфата, являющегося природным регулятором кальциевого обмена.

В настоящее время большой интерес представляет комплексен гидроксиэтн-лщендифосфоновая кислота (ОЭДФ), Этот комплексен обладает высокой специфичностью взаимодействия с рядом важных катионов, содержит две фосфоновые группы и оксиэтильную группу, способные к комплексообразовапию. Кроме того, ОЭДФ разрешена к применению в пищевой промышленности..

Наряду с применением биохимических агентов, актуальным является использование физических факторов для воздействия на росг и физмологаческую активность микроорганизмов, применяющихся в промышленности.

Пристальное внимание в последнее время уделяется рассмотрению возможности использования электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ) миллиметрового диапазона (мм диапазона) как средства стимуляции биологических процессов. Этот вид излучений может оказывать значительное действие на различные биологические объекты, в том числе н на микроорганизмы. Причем, последние в этом аспекте наименее изучены. При правильном подборе параметров излучения, его применение позволяет существенно расширить возможности регулирования процессов метаболизма у микробных культур. Применение ЭМИ мм диапазона не оказывает отрицательного действия на окружающую среду, не оставляет токсичных отходов, оно безопасно для жизнедеятельности человека.

Объектами исследований в данной работе явились бактерии ВасШих зиЫШх и дрожжи 8ас<:Ъаготусе$ сегех'Ь^ае. Выбор именно этих объектов обусловлен несколькими причинами. Эти микроорганизмы находят широкое применение во многих областях народного хозяйства. Бактерии ВасШиз .тиЫШз 260 используются как основа при производстве биологически активного препарата для защиты растений. Дрожжи БассИаготусах сеге\'Шае 509 активно применяются в пишевоИ промышленности, в частности а хлебопечении.

Кроме того, эти микроорганизмы занимают различное таксономическое положение. Бактерии ВасШих хиЬ<иы 26П являются представителями прокариотическнх организмов, а дрожжи Хскс/гаготусез сегегШае 509 относятся к зукариотам.

В руководстве диссертационной работе й принимала участие к.б.п., доцент кафедры Пищевой биотехнологии Крыинцкая А.Ю.

Цель работы: Улучшение ростовых и технологических показателей культур дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 и бактерий Bacillus sabtilis 26D путем применения комплексона ОЭДФ и ЭМИ КВЧ. Подбор оптимальных значений концентрации указанного комплексона и оптимальных параметров излучения для последующего внедрения данных методов стимуляции в промышленность.

Научная новниня: Выявлено влияние комплексона ОЭДФ d широком диапазоне концентраций на ростовые и технологические характеристики Bacillus subüiis 26D и Saccharomyces cerevisiae 509.

Впервые проведено изучение влияния ЭМИ КВЧ в широком частотном диапазоне 53,5-54,5 ГГц и 61,0-63,0 ГГЦ на рост бактерий Bacillus sublilts 26D (прокариоты) и хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 (эукариоты).

Показано, что используемые химический (комплексом ОЭДФ) и физический (ЭМИ КВЧ) факторы могут оказывать на микробные культуры как стимулирующее, так и ингибирутощее действие. Характер этого действия зависит от количественной характеристики фактора (концентрация комплексона, частота ЭМИ КВЧ).

Методом ЯМР-релаксометрии проведен структурно-динамический анализ биополимеров клеток, подвергнутых различным воздействиям. Впервые показано, что ЭМИ КВЧ оказывает одновременное влияние на биополимеры, локализованные как в клеточных оболочках, так и в протоапазме. Установлено, что комплексообразующий агент ОЭДФ в зависимости от концентрации неодинаково влияет на биополимеры клеточных оболочек и протоплазмы.

Практическая значимость*. В результате исследований были установлены оптимальные для каждой культуры микроорганизмов концентрации комплексона. Показана возможность успешного применения комплексона ОЭДФ в процессе ферментации бактерий Bacillus subtilis 26D с целью усиления их биологической активности.

Получена опытная партия модифицированного препарата дня защиты растений «Фитоспорин». Проведены опытно-промышленные испытания препарата для зашиты растений, на основе бактерий Bacillus subtilis 26D, выращенных о присутствии оптимальной концентрации комплексона. Выявлено улучшение посевных качеств семян пшеницы, обработанных этим препаратом. При использовании данного препарата в вегетативный период наблюдалось увеличение его фумгицидной активности, что выражалось в снижении пораженности растений корневыми гнил я ми, мучнистой росой и бурой ржавчиной. ■■>

Показано, что использование ЭМИ КВЧ миллиметрового диапазона для облучения бактерий Bacillus sublilis 26D и дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 приводит К улучшению технологических показателей. Данный метод может быть рекомендован для использования в пищевой промышленности и в производстве БАВ.

Получена опытная партия модифицированного препарата для зашиты растений, посевной материал для которого предварительно был обработан ЭМИ КВЧ со стимулирующей частотой. Результаты полевых испытаний показали целесообразность использования этого препарата для зашиты растений. При обработке семян

пшеницы этим препаратом улучшается всхожесть, снижается пораженность болезнями. При обработке препаратом растений огурцов, гвоздик, каялов выявлено, что этот препарат обладает высокой антагонистической активностью по отношению к возбудителям корневых гнилей и фитофтороза,

Показано, что применение модифицированного препарата повышает иммунитет растений, увеличивает урожайност ь овощных культур.,

Выпушена опытная партия хлебопекарных дрожжей, посевной материал для которой предварительно подвергся обработке ЭМИ КВЧ стимулирующей частоты. Отмечено увеличение выхода биомассы дрожжей от потребленной мелассы. Технологические показатели выпущенных дрожжей соответствуют ГОСТ 171-81.Акты об опытно-промышленных испытаниях приведены в приложениях к диссертационной работе. .

Апробация работы: Результаты работы были доложены на IX Международной конференции молодых ученых «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 1998), на второй Межрегиональной конференции «Пищевая промышленность-2000» (Казань, 1998), на Всероссийских конференциях молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 1998, 2001, 2002, 2005), на V Меэадународной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Казань, 1999), на IV Республиканской конференции «Актуальные экологические проблемы республики Татарстан» (Казань, 2000), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффект в кости в сельскохозяйственном производстве» (Казань, 2001), на конференции «Экологические проблемы города Казани» (Казань,2001), на первом форуме молодых ученых и специалистов РТ (Казань, 2001), на объединенной международной научной конференции «Новая геометрия природы» (Казань, 2003), на ежегодных научных сессиях Казанского государственного технологического университета (Казань, 2001, 2003, 2004), на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), на II и III московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние н перспективы развития» (Москва, 2003, 2004), на всероссийской научно-технической конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2004).

Публикации: По материалам диссертации опубликовано 15 работ.

Объем и сттктуоя работы; диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и библиографического указателя (183 наименования источников), приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, включает в себя 9 таблиц, 12 рисунков.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В работе использовали два вида микроорганизмов, имеющих промышленное значение, относящихся к различным таксономическим группам. Прокариоты представлены бактериями Bacillus subHlis 26D, которые применяются при прои.зводстие биологически активного препарата для зашиты растений. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae раса 509, используемые а хлебопекарной промышленности, представители эу кар йот. Культивирование микроорганизмов осуществлялось периодическим способом. Для ферментации бактерий использовали питательную среду на основе пшеничных отрубей, дрожжи культивировали на глкжозо-аммокнНной среде. Для экспернментов использовались культуры, находящиеся в конце экспоненциальной фазы роста.

Растворы комплексона ОЭДФ вносили в виде водных растворов. Контролем служила микробная культура, выращенная в условиях, аналогичных опытным без внесения раствора комплексона.

Облучение опытных культур ЭМИ КВЧ проводили с использованием частотного генератора ГЧ-142. Параметры излучения (мощность излучения — 50 мВт/смг( время экспозиции - 5 мин, расстояние от рупора излучателя до объекта - 10 см), кроме изменяемых частотных характеристик, оставались постоянными для всех опытов. Контролем служила микробная культура, выращенная в условиях, аналогичных опытным, и не подверженная действию облучения.

Концетрацию биомассы определяли методом высушивания до постоянного веса (по абсолютно сухой биомассе) и турбиди метрическим методом. Концентрацию белка в культу рал ыюй жидкости определяли биуретовым методом. Количество редуцирующих веществ определяли с помощью стандартных методик - методом Бертрана и фенол-сернокислотным методом. Технологические характеристики дрожжей определяли по стандартным методикам, применяемым в дрожжевом производстве;

Все эксперименты проводили не менее, чем в пяти повторностях. При статистической обработке экспериментальных данных использовали Программный продукт Slalistika 6.0 дня описательной стаггистики, с помощью которого рассчитывался параметрический критерий Стьюденга, а так же проводилась проверка гипотез на статистическую достоверность результатов эксперимента. Все приведенные в автореферате экспериментальные данные статистически достоверны.

б

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Исследование влияния комплексона на рост микробных культур

Действие комплексона ОЭДФ на бактериальную культуру Bacillus subtilis

На первом этапе рассматривали влияние различных концентраций комплексона на состав питательной среды. Комплексен вводили на различных стадиях приготовления среды.

Одной из наиболее экономически выгодных промышленных питательных сред для культивирования Bacillus subtilis является среда на основе пшеничных отрубей. Пшеничные отруби представляют достаточно стойкий комплекс полисахаридов, белков и минеральных веществ, что вызывает необходимость использования дополнительных методов для повышения степени извлечения питательных веществ из отрубей. Принимая во внимание стабилизирующую роль катионов, в частности катионов кальция, была исследована возможность использования для этих целей ком-плексообразующего агента ОЭДФ.

Анализ полученных результатов показал, что изменение содержания редуцирующих веществ и белка в средах на разных стадиях их приготовления в зависимости от концентрации комплексона происходит неодинаково. После стадии заваривания изменения концентраций редуцирующих веществ и белка носят прямо противоположный характер. Максимумы выделения РВ соответствуют минимумам образования белков. Аналогичная картина наблюдается и на стадии автоклавирования. В зависимости от концентрации комплексона, вносимого в среду на стадии ее приготовления, можно получить среды с повышенным содержанием белка, либо увеличить содержание редуцирующих веществ. Таким образом, комплексен ОЭДФ можно рассматривать как инструмент изменения состава питательной среды в процессе ее пр и готовлен ия.

Культивирование бактерий на средах, приготовленных с использованием ком-плексообразующего агента, показало незначительное отличие достигнутого уровня биомассы по сравнению с контролем (прирост на 6%). При увеличении концентрации комплексона выше 2 г/л наблюдается резкое ингибирование роста. Очевидно, в этой области происходит объединение действия двух неблагоприятных факторов -высокой концентрации белка в составе питательной среды и непосредственного действия комплексона на микробную клетку.

С целью изучения прямого влияния ОЭДФ на рост Bacillus subtilis комплексен вносили в готовую питательную среду стандартного состава параллельно с посевным материалом (рис.1).

Обнаружен заметный эффект стимуляции при добавлении комплексона в концентрации 2 г/л. В целом прослеживается та же тенденция, что и для случая, когда комплексен вносили на стадии приготовления питательных сред: при содержании ОЭДФ ниже 2 г/л концентрация биомассы незначительно отличается от контрольного уровня, а превышение 2 г/л приводит к ингибированию роста культуры. Причем

ннгибирование при внесении комплексона в готовую среду выражено в меньшей

степени.

140-120" 100" 80-60-40-20" 0 --

- 0,8 " 0,7 -- 0,6 --0,5 -- 0.4 - 0.3 -- 0,2 -- 0,1 -- 0

о я

Контроль -з -2 -1 0 0,3 0,5 0,6 0,7 Lg С

0,001 0,01 0,1 1 2 3 4 5 Копц. ОЭДФ, г/л

Рисунок 1 - Уровень биомассы ВасШга хиЬШк в зависимости от кон центра-цин комплсксона ОЭДФ (комплектен вносили параллельно с иноку да том)

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод о целесообразности использования ОЭДФ для повышения прироста биомассы Bacillus subtilis. Предлагается вводить комплексообразующин агент в готовую питательную среду параллельно с инокулятом в концентрации 2 г/л.

Действие комплексона ОЭДФ на дрожжевую культуру Saccharomyces cerevisiae Зависимость концентрации биомассы дрожжей Saccharomyces cerevisiae раса 509 в целом носит экстремальный характер с максимумом в точке, соответствующей концентрации ОЭДФ 0,01г/л (рис.2). Обнаружено, что внесение в среду комплексона в стимулирующих концентрациях не влечет за собой ухудшения технологических показателей, как органолептических, так и физико-химических. Для дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509, выращенных в присутствии комплексона ОЭДФ в стимулирующей концентрации, отмечено, что подъемная сила, зимазная и мальтазная активности не ниже, чем у контрольных дрожжей, и находятся в пределах, определяемых ГОСТом 171-81 как «хорошее» качество дрожжей.

Для определения непосредственного влияния ОЭДФ на дрожжевые клетки был проведен их структурно-динамический анализ импульсным методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (табл.1).

140-■ 120 --100 - ■ 80-60-40-20-О-

-+-

Контроль

0,0001

-3 0,001

-2 0,01

-1 0.1

-- 2,5 - 2

-- 1.5 -- 1 --0,5

0,3 2

0

LgC

Конц. ОЭДФ, г/л

Рисунок 2- Уровень биомассы 5асскаготусе$ сегечШае $09 в зависимости от концентрации комплексом ОЭДФ

Таблица I

Параметры ЯМР-релаксации биомассы дрожжей, выращенной в присутствии компдексона

Концентрация ОЭДФ, г/л i Время спин-сп и новой релаксации Т2ь мс Населенности (относительное содержание) протонов с Т!=Ти, Рь %

1 - -

Контроль 2 0,135 38

3 0,018 62

1 - -

0,01 2 0,134 37

3 0,015 63

1 - -

0,001 2 0,085 40

3 0,019 60

Анализируя полученные значения времен спин-спиновой релаксации Т2| и на-селенностей Р: фаз, принимая во внимание природу высокомолекулярных соединений, образующих оболочки дрожжевых клеток, а так же опираясь иа литературные данные о временах релаксации отдельных химических соединений можно предположить следующее. Фаза, характеризуемая релаксационными параметрами Тц и Рг, сформирована либо гибко цепным и (макро)молекулами, либо их водными растворами или комплексами. Учитывая строение микробных клеток, можно предполагать, что эта фаза характеризует поведение протоплазмы. Третья фаза (Т23, Рз) с наиболее коротким временем спин-спиновой релаксации, характерным для жесткоцепных по-

лимеров (в том числе - для производных целлюлозы), закономерно связана с поведением твердоподобных высокомолекулярных соединений в основном сосредоточенных в составе клеточных стенок.

По результатам проведенного анализа можно сделать вывод, что влияние ком-плексонов на оболочки дрожжевых клеток оказывается весьма противоречивым: ин-гнбирующая концентрация комплексока никак не затрагивает клеточную оболочку как таковую, но подавляет активность протоплазмы, по-видимому, вследствие проникновения комплексона внутрь протоплазмы через клеточную оболочку. И наоборот, стимулирующая концентрация комплексона (на порядок превышающая инги-бирующую) оказывает влияние на клеточную оболочку, почти не затрагивая протоплазму.

Результаты экспериментов показали, что использование оптимальной концентрации комплексона ОЭДФ 0,01 г/л позволяет значительно повысить выход дрожжей при сохранении их качества.

2.Исследование влияния ЭМИ миллиметрового диапазона на рост микробных культур Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 53,47-54,57 ГГц на рост бактерий Bacillus subtilis Зависимость изменения концентрации биомассы от частоты излучения при постоянстве всех остальных параметров носит выраженный острорезонансный характер (рис.3). Явление резонансного отклика микробных культур на действие ЭМИ КВЧ отмечалось ранее в работах Девяткова Н.Д. и Бецкого О.В. Максимальная величина концентрации биомассы (на 30 % превышает контрольное значение) была достигнута при воздействии на культуру. ЭМИ с частотой 53,77 ГГц.

S § 1 140 •-

120--

§ * 100 --

SS э 80-•

1 60--

О 40 -■

55 Ю

=Г X £ 20--

0,8 0.7 0.6 0,5 0,4 0.3 -- 0,2 -- 0.1 о

$ ^ ^

частота, ГГц

Рисунок 3 - Зависимость концентрации биомассы Bacillus subtilis от частоты облучения в диапазоне 53.47-54.47ГТи.

Эффективность использования Сахаров для роста биомассы выше на 15,8% для культуры, подвергнутой облучению с частотой 53,77 ГГц, по отношению к контролю, Эффективность потребления субстрата у бактерий, подвергнутых воздействию ЭМИ с частотой 53,67 ГГц (ингибирующая), снизилась по сравнению С контрольным уровнем более чем в два раза. Следовательно, путем воздействия ЭМИ определенной частоты, можно моделировать изменение концентрации биомассы, а также эффективность ее образования.

Культура бактерий Bacillus sublilis используется в сельском хозяйстве для защиты растений. Один из механизмов биоцидного действия этих бактерий связан с выделением ими веществ полипептидной природы. Анализ изменения концентрации белка в составе культуральной жидкости показывает, что в процессе роста его содержание в культуральной жидкости нарастает для всех исследованных образцов. Однако при воздействии стимулирующей частотой экскреция белка незначительно превышает контрольное значение, а при воздействии ингибирующей частотой 53,67 ГГц концентрация белка заметно выше контроля.

Таким образом, обнаружено, что воздействие ЭМИ в частотном диапазоне 53,47-54,57 ГГц приводит к изменению метаболизма бактерий Bacillus sublilis. Обнаружена оптимальная в исследуемом диапазоне частота облучения - 53,77 ГГц, при которой происходит улучшение всех показателей роста бактериальной культуры, включая концентрацию биомассы, эффективность ее образования и выделение полипептидных биоцидов. В литературе имеются данные о влиянии ЭМИ КВЧ в близком частотном диапазоне на микробный метаболизм. Однако объектами исследований являлись бактерии Bacillus birmus.

Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 53,47-54,57 ГГц на рост дрожжей Saccharomyces cerevisiae Кривую изменения концентрации биомассы дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 в зависимости от частоты облучения при постоянстве остальных параметров можно представить как экстремальную (рис. 4). Экстремум полученной зависимости приходится на частоту облучения равную 54,17 ГГц. В этом случае достигнута максимальная величина прироста биомассы-36% по отношению к контролю.

Изучение технологических показателей продемонстрировало, что подъемная сила опытных дрожжей, облученных стимулирующей частотой 54,17 ГТц, увеличилась на 33 % по сравнению с контролем. Уровень зимазной активности, зарегистрированный в опытном варианте, составил 60 минут при величине в 45 минут этого показателя для контрольных дрожжей. Это свидетельствует о снижении активности ферментов утилизации глюкозы, однако оба показателя лежат в пределах, допускаемых ГОСТом 171-81. Вместе с тем, на 34% увеличился уровень мальтазной активности. Результаты определения осмочувствительности опытного и контрольного образцов не различаются.

160-Й 140 - -§

I" 120 100

3

8

ю =г

80 60 40 20 0

Т 3

2,5

§ 2 <

1,5 1

0,5 0

53,77 53,97 54,17 54,37 54,57 контроль Частота, ГГц

Рисунок 4 - Концентрация биомассы ЗассЬагомусю сегеуЫае в зависимости от частоты облучения в диапазоне 53.77 ГГи-54.57 Ги

С целью выявления влияния ЭМИ КВЧ непосредственно на структуру микробной клетки был проведен структурно-динамический анализ методом ЯМР-релаксометрии (табл. 2), Фаза Тц (с населенностью Р1) соответствует молекулам воды, связанным (сорбированным) на внешней поверхности клеток. Интерпретация характеристик двух других фаз не отличается от предложенной ранее.

Таблица 2

Параметры ЯМР-релаксометрии биомассы дрожжей, подвергнутой воздействию ЭМИ КВЧ

Частота ЭМИ КВЧ, ГГц 1 Время спин-спиновой релаксации Тгн МС Населенности (относительное содержание) протонов с Т^Т*, Р;,%

1 19,6 70

Контроль 2 0,22 12

3 0,020 18

1 19,5 43

54,17 2 0,28 23

3 0,024 34

1 11,6 77

53,97 2 0,14 10

3 0,018 13

Анализируя данные ЯМР можно предположить, что происходит одновременное воздействие излучения на динамику конформационных переходов и на соотно-

шение конформеров в составе биополимеров независимо от места их локализации. Это закономерно приводит к перераспределению свободного объема в системе и (или) активизации одной из возможных изомерных форм у склонных к таутомерным переходам реакционно-способных центров клетки.

Таким образом, при ингибировании происходит падение активности большинства компонентов клеточной структуры. В то же время при стимулировании создаются благоприятные условия для повышения активности протоплазмы, в том числе за счет роста проницаемости цитоплазматическон мембраны и сокращения пери-плазматического пространства.

По результатам проведенного эксперимента можно сделать вывод, что облучение ЭМИ оптимальной в исследуемом диапазоне частотой 54,17 ГГц приводит в целом к улучшению качества дрожжей. В работах Брюховой А.К. с соавторами показана возможность использования ЭМИ КВЧ в аналогичном частотном диапазоне для улучшения технологических характеристик пивоваренных дрожжей Saccharo-myces carisbergensis.

Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 61,0-63,0 ГГц на рост бактерий Bacillus subtilis

Полученный график зависимости уровня накопления биомассы от частоты облучения (рис.5) носит, как и в ранее проведенных экспериментах, резонансный характер, который в большей степени проявляется в области частот выше 62 ГГц. Максимальная величина прироста биомассы (30% по отношению к контролю) была достигнута при воздействии ЭМИ с частотой 63,0 ГГц.

S 140 --120-

и м 100"

чО о4- 2 80--

о 60--

*5 40-

i § 20--

0.S 0,7 0.6 0.5 0.4 -■ 0,3 -0,2 -■0,1 о

О4 ^ ^ ^ ^ ^ & Контроль

Частота,ГГц

Рисунок 5 - Зависимость концентрации биомассы Bacillus subtilis от частоты облучения в диапазоне 61,0-63,0 ГГц)

Выход по субстрату дня культуры, облученной стимулирующей частотой превышает контрольное значение .на 10,7%. Выход по субстрату у культуры, облученной ингибирующей частотой, составил всего 48% от выхода контрольной культуры.

Результаты анализа культуральной жидкости показывают значительное увеличение концентрации белка во всех образцах. Этот показатель у облученной ЭМИ с частотой 63,0 ГГц культуры значительно выше контрольного. Однако, концентрация белка, выделенного культурой, облученной ингибирующей частотой, тоже превышает контрольное значение.

Результаты данной серии экспериментов показали, что в исследуемом диапазоне частот стимулирующей является частота 63,0 ГГц, При действии этой частоты на микробную культуру происходит заметное увеличение уровня накапливаемой биомассы. Эффективность потребления Сахаров находится так же на высоком уровне. Кроме того, возрастает экскреция веществ полнпептидной природы в культураль-ную жидкость.

Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 61,0-63,0 ГГц на рост дрожжей $ккс}1аготусез сегемШае

Характер полученной зависимости уровня накопления биомассы дрожжами ЗассИаготусез сегеушае 509 от частоты облучения сходен с подобной для бактериальной культуры. На всем протяжении рассматриваемого частотного спектра наблюдается явление резонанса (рис.6).

2 140 | 120 % 100

^ 80 §

| 60

I 40

8

20--

Т 3

- 2,5 -- 2 -- 1,5 - 1 0.5

* ^ ^ # ^^ <<?? # Контроль

частота, ГГц

Рисунок 6 - Зависимость концентрации биомассы БассНаготусе! сегегиЫае от частоты облучения в диапазоне 61,0-63,0 ГГц

Максимальный стимулирующий эффект наблюдается при действии на дрожжи ЭМИ с частотой 61,8 ГГц. Прирост биомассы в этом случае составил 28% по отношению к контролю.

Оптимальная частота в исследуемом диапазоне оказывает сходное действие на технологические показатели дрожжевой культуры, как в ранее изученном диапазоне (час-гота 54,17 ГГц), Подъемная сила облученных дрожжей на 43% превышает аналогичный показатель контрольных дрожжей. Обращает на себя внимание тот факт, что, как и в другом частотном диапазоне, зимазнаи активность облученных дрожжей не только не превышает контрольного уровня, но и на 20% ниже этого показателя. А мальтазная активность облученной культуры на 40% выше, чем у контрольных дрожжей.

По совокупности полученных результатов можно сделать заключение о том, что частоту 61,8 ГГц для культуры дрожжей можно считать оптимальной. При вол-действии этой частотой происходит значительное увеличение прироста биомассы по сравнению с контролем, а так же в целом улучшаются технологические характеристики культуры,

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Полученные экспериментальные результаты нашли подтверждение в ходе опытно-промышленных испытаний.

1. Опытно-промышленные испытания препарата для защиты растений (Бактериальная культура подвергалась облучению стимулирующей частотой^

Для подтверждения положкгепьного влияния ЭМИ КВЧ на культуру ВасШт хиЬННз проводили опытно-промышленные испытания модифицированного препарата для защиты растений «Фитоспорин-2»на базе совхоза «Декоративные культуры» и НПО «Хасилат». Модификация состояла в облучении посевного материала бактериальной культуры ЭМИ с частотой 53,77 ГГц. Затем облученная культура использовалась для выпуска опытно-промышленной партии препарата. Семена зерновых обрабатывались раствором модифицированного препарата за два дня до посева. Контрольные семена обрабатывались раствором стандартного препарата.

Результаты испытаний показали, что при использовании модифицированного препарата происходит снижение поражсиности болезнями мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной всходов яровой пшеницы (таблица 3).

Кроме того, препарат испытывал« на растениях огурцов, гвоздик и к алло в. Выявлено, что модифицированный препарат обладает высокой антагонистической активностью но отношению к возбудителям корневых гнилей и фитофтороза. Применение модифицированного препарата повышает иммунитет растений, увеличивает урожайность овощных культур.

Таблица 3

Поражекн(м:ть яровой тиениг/ы сорта «Лада» листовыми формами болезней после обработки препаратом «Фитоспор>ш-2»

Варианты . опытов Пораженность болезнями

Мучнистой росой Бурой листовой ржавчиной

Фаза кущения Начало цветения Фаза начала налива зерна

% Характерно тика % Характеристика % ■ Характеристика

Контроль-увлажнение водой, Юл/г 28,0 Средняя 16,0 Слабая 5,0 Очень слабая

Фитоспорин, 1 л/т семян 24,0 Средняя 13,0 Слабая '5,0 Очень слабая

Фито спори н-2, 1 л/г семян 21,6 Слабая 12,2 Слабая 4,5 Очень слабая

2. Опытно-промышленные испытания препарата для защиту растений (При культивировании бактериал^юй культуры в среду вводился комплектен в стимулирующей концентрации).

Изменение процессов жизнедеятельности бактерий ВасШих зиЫШз и увеличение их биологической активности при введении в среду комплексона в стимулирующей концентрации подтверждается проведенными полевыми испытаниями. Испытывала модифицированный препарат для защиты растений «Фитоспорин-1», а состав которого входили бактерии, выращенные в присутствии комплекоона,

Испытания проводили на семенах яровой пшеницы сортов <сПада», «Люба». Изучалось влияние исследуемого препарата и способа его внесения на посевные качества семян, а также на поражены ость корневыми гнилями, мучнистой росой, бурой листовой ржавчиной в условиях стационарного и мел коделя ночного опытов в вегетационный период на базе НПО «Хасилат»,

Результаты показали, что модифицированный препарат обладает большей фуигицидной активностью , по сравнению с препаратом, изготовленным по стандартному технологическому регламенту (таблица 4).

Кроме того, при обработке семян модифицированным препаратом улучшаются их посевные качества.

Таблица 4

Результаты анапиа структуры урожая а опыте с изучением эффективности биологического средства «Фитоспорин-1 »

Варианты опытов Количество растений на 1 м1, шт. Число зерен с одного колоса, игг. Вес зерна с одного колоса, г Абсолютный вес 1000 зерен, г Вес зерна с 1 м:, г

Контроль - увлажнение водой, Юл/т 277 22 0,58 25,17 423

Фитоспорин, 1 л/т 280 22 0,53 25,2 43,5

Фитоспорин-1, 1 л/т . 301,3 22 0,54 25,37 44,9

.1.Выпуск опытной партии хлебопекарных дрожжей.

Для исследования стимулирующего действия ЭМИ на дрожжевую культуру в промышленных условиях был проведен выпуск опытных партий дрожжей на ОАО «Буи некий сахарный завод». Все параметры технологического процесса, сырье и оборудование, использованные для производства опытной и контрольной партий дрожжей были идентичными.

Первая партия была выпущена в соответствии с технологическим регламентом. В конце культивирования получено 113,5 кг товарных дрожжей.

Для выпуска второй партии технологический регламент был несколько изменен. Дрожжевая культура, полученная после пересева с музейной, была подвергнута действию ЭМИ с частотой 54,17 ГГц. В дальнейшем разведение дрожжей проводили по традиционной схеме.

Во второй партии получено 139,5 кг товарных дрожжей. Выход дрожжей увеличился по сравнению с контрольной партией на 26 кг биомассы, что соответствует 23%.

По окончании процесса ферментации были проведены анализы технологических характеристик обеих партий дрожжей. Результаты показа™, что эти характеристики соответствуют требованиям ГОСТа 171-81.

По результатам проведенного расчета технико-экономических показателей производства можно сделать выводы:

- годовой выпуск продукции увеличивается на 23%;

- увеличивается производительность труда при сохранении численности рабо-■ тающих;

- снижение себестоимости продукта составляет 3,75%;

- рентабельность продукции возрастает на 6,4%;

- годовой экономический эффект составляет 1753160 руб.

выводы

1. Показана возможность стимуляции роста бактерий Bacillus subtilis 26D и дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 путем введения комплексона ОЭДФ, как на стадии приготовления питательных сред, так и непосредственно перед началом процесса культивирования. Определены концентрации комплексона, позволяющие достичь максимального прироста биомассы - 29% для бактерий и 18% для дрожжей, при сохранении технологических показателей качества.

2. При воздействии ЭМИ миллиметрового диапазона на микробные культуры обнаружен острорезонансный характер зависимости изменения концентрации биомассы от частоты облучения для обеих микробных культур в исследованных диапазонах частот 53,5-54,5 ГГЦ и 61,0-63,0 ГГц.

3. Впервые показано, что при воздействии ЭМИ КВЧ с частотами 53,77 ГГц и 63,0 ГГц наблюдается максимальный прирост биомассы для бактерий Bacillus subtilis 26D по 30% для обеих частот. При этом значительно улучшаются фи-зиолого-технологические показатели.

4. Установлено, что наибольший прирост биомассы дрожжей Saccharomyces сег-evistae 509 удается достичь при воздействии ЭМИ с частотами 54,17 ГГц и 61,8 ГГц (соответственно 36% и 28%), при этом улучшаются технологические показатели.

5. Структурно-динам и чес кий анализ импульсным методом ЯМР-релаксометрии биополимеров дрожжевых клеток, подвергнутых воздействию ЭМИ КВЧ и комплексона ОЭДФ, показал, что ЭМИ КВЧ воздействует на все структурные компоненгы клетки в целом, Комплексен ОЭДФ в зависимости от концентрации способен влиять на метаболитические процессы в отдельных клеточных структурах (клеточные оболочки и протоплазма).

6. Наработаны опытные партии бактериальных препаратов, полученных как с использованием стимулирующей частоты 53,77 ГГц («Фитоспорин-2»), так и оптимальной концентрации комплексона 2 г/л («Фитоспорин-1»), Показана эффективность полученных препаратов в отношении увеличения всхожести семян злаковых культур и снижения пораженности семян и вегетирующих растений корневыми гнилями.

7. Выпущена опытно-промышленная партия хлебопекарных дрожжей по технологии, включающей использование облученного оптимальной частотой 54,17 ГГц посевного материала. Выход товарных дрожжей увеличился на 23%, при соответствии технологических характеристик готового продукта требованиям ГОСТа.

Основное содержание диссертации изложено в работах: I. Крыницкая А.Ю. Влияние когерентного КВЧ-изл учения нетепловой интенсивности на рост Bacillus subtilis/ А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астраханцева, B.C. Гамагоро-

ва, А.П. Монахов, Ю.В. Глазырииа // Биомедицинская радиоэлектроника, - 200).

—Ха2, - С.49-53.

2. Гамаюрова B.C. Стимуляция роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae действием комплексен а ОЭДФК/ B.C. Гамаюрова, А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астраханцева // Труды объединенной международной научной конференции «Новая геометрия природы». - Казань, 25 aelycra - 5 сентября 2003 года, — С. 72-75,

3. Крыницкая А.Ю. Особенности индивидуального и совместного действия комплексна ОЭДФ и КОЧ излучения на рост хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae / А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астраханцева, П.П. Суханов, B.C. Гамаюрова //Вестник Казанского Технологического Университета. - 2004, -Jfil-2. -С.138-146.

4. Гамаюрова B.C. Влияние ЭМИ КВЧ нетепловой ин-генсивности на рост дрожжей Saccharomyces cerevisiae / B.C. Гамаюрова, А.Ю, Крыницкая, М.Н. Астраханцева // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2004. - Л'з 1 -2. - С.117-120.

5. Крыницкая А.Ю. Влияние последействия КВЧ-излучения на активности хлебопекарных дрожжей / А.Ю. Крыницкая, П.П. Суханов, Ю.Е. Седельников, М.Н. Астраханцева, B.C. Гамаюрова // Миллиметровые волны в биологии и медицине. - 2004. - №4 (36). - С. 17-27.

6. Астраханцева М.Н, Особенности роста дрожжей Saccharomyces cerevtsiac под действием комплексе на ОЭДФ и КВЧ-излучений / М.Н. Астраханцева, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова, П.П. Суханов // «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». Сб. док. Всеросс, Научно-технической конференции-выставки. 4.1 — Москва, 2004. -С.291-295.

7. Асграханцева М.Н. Влияние комплексов гидрооксиэтнлндеидифосфоново й кислоты на изменение состава питательной среды и рост бактерий Bacillus subtilis / М.Н. Астраханцева, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова // Вестник Казанского Технологического Университета. -2005.-№1. - С.200-208.

S. Крыницкая А.Ю. Совершенствование технологии получения биологически-активного препарата защигы растений / А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астраханцева, Ю.В. Глазырина, B.C. Гамаюрова // Материалы четвертой республиканской научной конференции «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан».-Казань «Новое знание», 14-15 декабря 2000 года.-С. 167-168.

9. Астраханцева М.Н. Использование физического воздействия в качестве стимулятора биологической активности препарата для защиты растений/ М.Н. Астраханцева, Ю.В. Глазырина, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова //Материалы конференции «Экологические проблемы города Казани» - Казань, 2001.- С. 13.

10.Астраханцева М.Н. Воздействие ЭМИ КВЧ как фактор стимуляции микробного метаболизма/ М.Н. Астраханцева, Ю.В. Глазырина, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова //1 форум молодых ученых и специалистов РТ. - Казань, 1W2 декабря 2001 года. - С. 95.

11. Крыницкая А.Ю. Пути совершенствования технологии производства биопрепарата для защиты растений от болезней/ А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрооа, Ф.М. Менликеев, М.Н. Астраханцева, Ю.В. Глазырина // Материалы международной научно-практической конференция «Актуальные проблемы развития прикладных

исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве», -* Казань, 10-12 июля 2001 года. - С. 357-359:'

12. Астраханцева М.Н. Использование комплексен а ОЭДФ для стимуляции роста бактерий Bacillus subtilis и дрожжей Saccharomyces cerevisiae/ М.Н. Астраханцева, A.IO. Крыницкая, B.C. Гамаюрова // «XVI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии». Тезисы докладов. - Казань, 21-26 сентября 2003 года. - С. 198.

13. Астраханцева М.Н. Стимуляция роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae и бактерий Bacillus subtil is действием комплексна ОЭДФ! М.Н. Астраханцева, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова // Материалы И Международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». - Москва, 10-14 ноября 2003 года. - С.302.

14. Астраханцева М.Н. Стимуляция роста микробных культур действием ЭМИ КВЧ / М.Н. Астраханцева, А.Ю. Крыницкая, B.C. Гамаюрова // Тезисы докладов общероссийской конференции молодых ученых «Пищевые технологии». - Казань, 14 апреля 2005 года,-С.112.

15.Крыницкая А.Ю. Способ воздействия на рост н физиологическую активность хлебопекарных дрожжей / А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астраханцева, B.C. Гамаюрова //Известия ВУЗов. Пищевая технология.-2006,-Kai.-С. 15-16.

Соискатель М.Н. Астраханцсва

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического унимреитста

Заказ (/CS Тираж 80 эо.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Астраханцева, Мария Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ДЕЙСТВИЕ КОМПЛЕКСОНОВ И ЭМИ КВЧ

НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1 ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМОМ.

1.2 ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОНОВ

ДЛЯ РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА МИКРООРГАНИЗМОВ.

1.2.1 СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ

ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСОНОВ.

1.2.2 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ К0МГ1ЛЕКС0110В.

1.2.3 ДЕЙСТВИЕ КОМПЛЕКСОНОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ.

1.2.4 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВА ГИДРООКСИЭТИЛИДЕНДИФОСФО! ЮВОЙ КИСЛОТЫ

1.3 ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КРАЙНЕ ВБ1СОКОЙ ЧАСТОТБ1 (ЭМИ КВЧ)

НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ.

1.3.1 ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ГИПОТЕЗЫ

О СУЩНОСТИ ОСТРОРЕЗОНАНСНОГО ВЛИЯНИЯ

ЭМИ НА ОРГАНИЗМБ1.

1.3.2 МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ КЛЕТКАМИ КОГЕРЕНТНЫХ ВОЛН.

1.3.3 ВОЗДЕЙСТВИЕ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН

НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ.

1.3.4 ВОЗДЕЙСТВИЕ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛЫ

НА МИКРООРГА11ИЗМЫ.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.2 УСЛОВИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

И ХРАНЕНИЯ МИКРОБНЫХ КУЛЬТУР.

2.3 МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ.

2.4 СОСТАВ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕ11ИЯ

ПИТАТЕЛЫ1ЫХ СРЕД И РАБОЧИХ РАСТВОРОВ.

2.5 МЕТОДЫ АНАЛИЗА.

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСОНА

НА РОСТ МИКРОБ11ЫХ КУЛЬТУР.

3.1.1 Действие комплексона ОЭДФ на бактериальную к-ультуру Bacillus subtilis.

3.1.1.1 Введение комплексона на стадии приготовления питательной среды.

3.1.1.2 Влияние присутствия комплексона в питательной среде на рост бактериальной культуры.

3.1.1.3 Введение комплексона в готовую питательную среду и его влияние на рост Bacillus subtilis.

3.1.2 Действие комплексона ОЭДФ на дрожжевую культуру Saccharomyces cerevisiae.

3.1.3 Обобщение результатов влияния ОЭДФ на культуру бактерий Bacillus subtilis D и дрожжи Saccharomyces cerevisiae

3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭМИ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА РОСТ МИКРОБНЫХ КУЛЬТУР.

3.2.1 Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 53,77-54,57 ГГн на рост Bacillus subtilis.

3.2.2 Влияние ЭМИ в диапазоне частот 53,77-54,57 I Гц на дрожжи Saccharomyces cerevisiae.

3.2.3 Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 61,0-63,0 ГГц на бактерии Bacillus subtilis

3.2.4 Влияние ЭМИ КВЧ в диапазоне частот 61,0-63,0 ГГц на рост дрожжей Saccharomyces cerevisiae

3.2.5 Обобщение результатов воздействия ЭМИ КВЧ на культуры бактерий Bacillus subtilis 26D и дрожжей Saccharomvces cerevisiae5Q9.

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕ1 II1ЫЕ ИСПЫТАНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Интенсификация метаболизма Bacillus subtilis и saccharomyces cerevisiae под воздействием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона и комплексона гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты"

Актуальность работы: Микроорганизмы являются неотъемлемой частью производственных процессов, используемых в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и в биотехнологии. Поэтому стимуляция их роста, улучшение технологических показателей, а также оптимизация процессов культивирования этих микроорганизмов на сегодняшний день представляются актуальными задачами. Решение этих задач имеет огромное практическое значение.

Одним из возможных путей стимуляции роста микроорганизмов является введение в среду хелатирующих агентов. Известна интенсификация процессов метаболизма у микробов при использовании комплексных соединений металлов с биологически активными комплексонами. Среди многих комплексонов особый интерес представляют бифосфоновые кислоты - структурные аналоги пирофосфата, являющегося природным регулятором кальциевого обмена.

В настоящее время большой интерес представляет комплексон гидрооксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ). Этот комплексон обладает высокой специфичностью взаимодействия с рядом важных катионов, содержит две фосфоновые группы и оксиэгильную группу, способные к комплексообразованию. Кроме того, ОЭДФ разрешена к применению в пищевой промышленности.

Наряду с применением биохимических агентов, актуальным является использование физических факторов для воздействия на рост и физиологическую активность микроорганизмов, применяющихся в промышленности.

Пристальное внимание в последнее время уделяется рассмотрению возможности использования электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ) миллиметрового диапазона как средства стимуляции биологических процессов. Этот вид излучений может оказывать значительное действие на различные биологические объекты, в том числе и на микроорганизмы. Причем, последние в этом аспекте наименее изучены. При правильном подборе параметров излучения, его применение позволяет существенно расширить возможности регулирования процессами метаболизма у микробных культур. Применение ЭМИ ЮЗЧ мм диапазона не оказывает отрицательного действия на окружающую среду, не оставляет токсичных отходов, оно безопасно для жизнедеятельности человека.

Объектами исследований в данной работе явились бактерии Bacillus subtilis и дрожжи Saccharomyces ccrevisiae. Выбор именно этих объектов обусловлен несколькими причинами. Эти микроорганизмы находят широкое применение во многих областях народного хозяйства. Бактерии Bacillus subtilis 26D используются как основа при производстве биологически активного препарата для защиты растений. Дрожжи Saccharomyces ccrevisiae 509 активно применяются в пищевой промышленности, в частности в хлебопечении.

Кроме того, эти микроорганизмы занимают различное таксономическое положение. Бактерии Bacillus subtilis 2613 являются представителями прокариотических организмов, а дрожжи Saccharomyces ccrevisiae 509 относятся к эукариотам.

Цель работы: Улучшение ростовых и технологических показателей культур дрожжей Saccharomyces ccrevisiae 509 и бактерий Bacillus subtilis 26D путем применения комилексона ОЭДФ и ЭМИ КВЧ миллиметрового диапазона. Подбор оптимальных значений концентрации указанного комилексона и оптимальных параметров излучения для последующего внедрения данных методов стимуляции в промышленности!.

Научная новизиа; Выявлено влияние комплексона ОЭДФ в широком диапазоне концентрации на ростовые и технологические характеристики Bacillus suhtilis 26D и Saccharomyccs cerevisiae 509.

Впервые проведено изучение влияния ЭМИ КВЧ в широком частотном диапазоне 53,5-54,5 ГГц и 61,0-63,0 ГГЦ на рост бактерий Bacillus suhtilis 261) (прокариоты) и хлебопекарных дрожжей Saccharomyccs cerevisiae 509 (эукариоты).

Показано, что используемые химический (комплексон ОЭДФ) и физический (ЭМИ КВЧ) факторы могут оказывать на микробные культуры как стимулирующее, так и ингпбирующее действие. Характер этого действия зависит от количественной характеристики фактора (концентрация комплексона, частота ЭМИ КВЧ).

Методом ЯМР-релаксометрии проведен структурно-динамический анализ биополимеров клеток, подвергнутых различным воздействиям. Впервые показано, что ЭМИ КВЧ оказывает одновременное влияние на биополимеры, локализованные как в клеточных оболочках, так и в протоплазме. Установлено, что комплексообразующий агент ОЭДФ в зависимости от концентрации неодинаково влияет на биополимеры клеточных оболочек и протоплазмы.

Практическая значимость: В результате исследований были установлены оптимальные для каждой культуры микроорганизмов концентрации комплексона. Показана возможность успешного применения комплексона ОЭДФ в процессе ферментации бактерий Bacillus suhtilis 26D с целыо усиления их биологической активности.

Выпушена опытная партия модифицированного препарата для защиты растений «Фитоспорин». Проведены опытно-промышленные испытания препарата для защиты растений, на основе бактерий Bacillus suhtilis 26D, выращенных в присутствии оптимальной концентрации комплексона. Выявлено улучшение посевных качеств семян пшеницы, обработанных этим препаратом. При использовании данного препарата в вегетативный период наблюдалось увеличение его фунгицидной активности, что выражалось в снижении пораженности растений корневыми гнилями, мучнистой росой и бурой ржавчиной.

Показано, что использование ЭМИ КВЧ миллиметрового диапазона для облучения бактерий Bacillus subtilis 26D и дрожжей Saccharomyces cerevisiae 509 приводит к улучшению технологических показателей. Данный метод может быть рекомендован для использования в пищевой промышленности и в производстве БАВ.

Выпущена опытная партия модифицированного препарата для защиты растений, посевной материал для которого предварительно был обработан ЭМИ КВЧ со стимулирующей частотой. Результаты полевых испытаний показали целесообразность использования этого препарата для защиты растений. При обработке семян пшеницы этим препаратом улучшается всхожесть, снижается поражепиость болезнями. При обработке препаратом растений огурцов, гвоздик, каллов выявлено, что этот препарат обладает высокой антагонистической активностью по отношению к возбудителям корневых гнилей и фитофтороза.

Показано, что применение модифицированного препарата повышает иммунитет растений, увеличивает урожайность овощных культур.

Выпущена опытная партия хлебопекарных дрожжей, посевной материал для которой предварительно подвергся обработке ЭМИ КВЧ стимулирующей частоты. Отмечено увеличение выхода биомассы дрожжей от потребленной мелассы. Технологические показатели выпущенных дрожжей соответствуют ГОСТу 171-81.

Акты об опытно-промышленных испытаниях приведены в приложениях к диссертационной работе.

Апробация работы: Результаты работы были доложены на девятой Международной конференции молодых ученых «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений»

Казань 1998), на IX Международной конференции молодых ученых «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань 1998), на второй Межрегиональной конференции «Пищевая промып1ленность-2000» (Казань 1998), на конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 1998), на V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Казань 1999), на IV Республиканской конференции «Актуальные экологические проблемы республики Татарстан» (Казань 2000), на второй Межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань 2001), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве» (Казань 2001), на конференции «Экологические проблемы города Казани» (Казань 2001), на первом форуме молодых ученых и специалистов РТ (Казань 2001), на ежегодных отчетных конференциях КГТУ (2001,2004), на первом форуме молодых ученых и специалистов РТ (Казань 2001), на третьей Межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань 2002), на объединенной Международной научной конференции «Новая геометрия природы» (Казань 2003), на научной сессии Казанского государственного технологического университета (Казань 2003), на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань 2003), на II Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва 2003), на Всероссийской научно-технической конференции-выставки

Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва 2004), на III Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва 2004), на Общероссийской конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань 2005).

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и библиографического указателя (183 наименования источников). Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, включает в себя 9 таблиц, 12 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Астраханцева, Мария Николаевна

выводы

1. Показана возможность стимуляции роста бактерии Bacillus subtilis 261) и дрожжей Saccliaromyccs cerevisiae 509 путем введения комплексона ОЭДФ, как на стадии приготовления питательных сред, так и непосредственно перед началом процесса культивирования. Определены концентрации комплексона, позволяющие достичь максимального прироста биомассы - 29% для бактерий и 18%) для дрожжей, при сохранении технологических показателей качества.

2. При воздействии ЭМИ миллиметрового диапазона на микробные культуры обнаружен острорезонансный характер зависимости изменения концентрации биомассы от частоты облучения для обеих микробных культур в исследованных диапазонах частот 53,5-54,5 ГТЦ и 61,0-63,0 ГГц.

3. Впервые показано, что при воздействии ЭМИ КВЧ с частотами 53,77 ГГц и 63,0 ГГц наблюдается максимальный прирост биомассы для бактерий Bacillus subtilis 26D по 30%) для обеих частот. При этом значительно улучшаются физиолого-технологическис показатели.

4. Установлено, что наибольший прирост биомассы дрожжей Saccliaromyccs cerevisiae 509 удается достичь при воздействии ЭМИ с частотами 54,17 ГГц и 61,8 ГГц (соответственно 36%) и 28%>), при этом улучшаются технологические показатели.

5. Структурно-динамический анализ импульсным методом ЯМР-релаксометрии биополимеров дрожжевых клеток, подвергнутых воздействию ЭМИ КВЧ и комплексона ОЭДФ, показал, что ЭМИ КВЧ воздействует на все структурные компоненты клетки в целом. Комплексом ОЭДФ в зависимости от концентрации способен влиять на метаболитические процессы в отдельных клеточных структурах (клеточные оболочки и протоплазма).

Наработаны опытные партии бактериальных препаратов, полученных как с использованием стимулирующей частоты 53,77 ГГц («Фитоспорин-2»), так и оптимальной концентрации комплексона 2 г/л («Фптоспорин-1»). Показана эффективность полученных препаратов в отношении увеличения всхожести семян злаковых культур и снижения пораженное™ семян и вегетирующих растений корневыми гнилями.

Выпущена опытно-промышленная партия хлебопекарных дрожжей по технологии, включающей использование облученного оптимальной частотой 54,17 ГГц посевного материала. Выход товарных дрожжей увеличился на 23%, при соответствии технологических характеристик готового продукта требованиям ГОСТа.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Астраханцева, Мария Николаевна, Казань

1. Исследование физиологического состояния микроорганизмов при непрерывном хемостатном культивировании. / ВИНИТИ, Итоги науки и техники. Сер. Микробиология. М., 1975. - Т.4. - 128с.

2. Dean, A.C.R. Chem.-Biol. Interactions/ A.C.R. Dean, D.A. Moss -№2, 1970.- p.281-296.

3. Tempest, D.W., Strange, R.F. Ibid., 1966. 44, №2, p.273-279

4. Robinson, A., Tempst, D.W. Ibid., 1973, 78, №2, p.361-370

5. Кисловский, Л.Д. О стабилизации активных комплексов в додекаэдрических структурах воды / Л.Д. Кисловский // Структура и роль воды в живом организме.- Ленинград: Изд-во ЛГУ. -1966.-Вып.1-С.!71-178

6. Снеговая вода стимуля тор роста и продуктивности бактерий // Сельское хозяйство Сибири. - 1961. -№7-С. 66-69.

7. Лях, С.П. Адаптация микроорганизмов к низким температурам / С.П. Лях М: Наука, 1976. -160 с.

8. Ластков, О.А., Влияние низкотемпературной обработки жидких питательных сред на размножение микроорганизмов/ О.А. Ластков, В.Т. Подгорнова // Прикладная биохимия и микробиология. -1975. Т.П. - №4.-С. 523-525.

9. Straube, G. Zbl. Bakteriol., Parasitenk./ G. Straube, S.I. Toros //InfektionKrankh.und Hyd. Adt. II. 1975. - Bbl 29. - №8. - S.685-690.

10. Хмельницкая, Д.Л. Коррелятивная связь основных параметров роста микроорганизмов в присутствии поверхностно-активных веществ/

11. Д.Л. Хмельницкая, I I.В. Дзулидзей, Р.В. Кучер // Микробиология. 1980. -Т.49- №6- с. 1004-1009.

12. Кислухина, О.В. Сверхсинтез микробных стеринов/ О.В. Кислухина, К.А. Колунянц, Г.А. Удровский //Микробиологическая промышленность. 1974. - Вып. 11 (119). - с.8-9.

13. Маршавина, З.В. Влияние олеиновой кислоты и твин-80 на биосинтез лизина культурами Corynebacterium glutamicum/ З.В. Маршавина, В.А. Газарян // Прикл. биохим. и микробиол.-1975.- Т.11,-№3.-с.365-361

14. Работнова, ИЛ. Роль физико-химических условий (рН, гИ2) в жизнедеятельности микроорганизмов/ ИЛ. Работнова М.: Изд-во АН СССР, 1957.-218с.

15. Лирова, С.А. Физиологические особенности Candida utilis при шоке низким значением рН среды в хемостате и после возвращения к оптимальным условиям/ С.А. Лирова, Е.А. Дубова// Микробиология. -1981,-Т.50.- вып.1.- С.69.

16. Лирова, С.А. Морфологические изменения хсмостатной культуры Candida utilis при циклических изменениях рН и р02/ С.А. Лирова, Д.П. Соколов, А.А. Сенюшкин, Н.Д. Берестенникова, ИЛ. Работнова // Микробиология.-1986.-Т.55.-вып. 1.- С. 120-126.

17. Чистякова, Т.И. Влияние рН среды на состав биомассы Candida valida/ Т.И. Чистякова, Э.Г. Дедюхина, В.Я. Ильченко, В.К. Ерошин // Микробиология. -1984.- Т.53.-вып.4.-С.609-614.

18. Watson T.G. Ibid., 1970, 64, №1, P. 91-99

19. Straubc, G. Zbl. Bakteriol., Parasitenk./ G. Straube, S.I. Toros //Infektions Kranks unci I lug. Abt.l 1.- 1975.- Bbl29.-№8.-S.685-690.

20. Demain, A.L. In: 21st Symposium of society of general microbiology. Cambridge Univ. Press.-1971.-P. 71-102

21. Armstrong, David W. Влияние железа и ЭДТУ на образование этилацетата дрожжами Candida utilis. Effect of iron and EDTA on ethylacetate accumulation in Candida utilis/ David W. Armstrong, Hiroshi Yamazaki//Biotecnol. Lett.- 1996.-№ 12.- p.819-824

22. Марьина, Т.Б. Термохимическое исследование окситгилидендифосфоновой кислоты и ее комплексов с Na+, Mg21, Са2, в водном растворе: дис. . канд. хим. наук / Т.Б. Марьина,- Иваново, 1983. -169с.

23. Васильев, В.П. Комплексоны и комплексонаты/ В.П. Васильев. -М.: Химия, 1996.-325с.

24. Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1984,- Т.29,- В.З. (выпуск посвящен комплексным соединениям).

25. Ефимова, Г.В. Комплексоны ОЭДФ как катализаторы пароксида водорода/ Г.В. Нфимова, Ю.А. Макашев // Ж. Общей химии. -1986. -Т.56.- вып. 10. С. 2295-2302

26. Дятлова, Н.М. Комплексоны в биологии и медицине / Н.М. Дятлова, J1.B. Криницкая, Т.А. Матковская и др.//НИИТЭХИМ.- М., 1986. 50с. (Сер. Реактивы и особо чистые вещества: обзорная информация)

27. Ermilova, E.V Role Са " in chemotacxis of Chlamidomonas reinhardtii/ E.V. Ermilova, Z.M. Zalutskaya, K.M. Krupnov// Rus. J. Plant. Physiol. 1995. - V.42.- №2. - p.284-285

28. Laurie, S.H. Influence of EDTA on plant uptake of magnase (II)/ S.I I. Laurie, N.P. Tancock, S.P. McGraph et al.// Plant Science.- 1995. V.109, № 2. - p. 231-235

29. Brogmann, U. EDTA toxicity and background concentration of copper and zink in Ilualella azteca/ U. Brogmann, W.P. Norwood // Con. J. Fisheries Aquatic Science. 1995. - V.42.- № 4 - p. 875-881

30. Alaync В. Smith, Robert A. Bulman // J. Toxical. And Environ. Health. 1989. - 28. - № 4 - C.501-508

31. Hunter, K., Rose A.M. Biochem.et biophys. Acta. -1972,- 250.-№4.- p. 639-653.

32. Rogers P.J., Stewart P.R. Ibid.-1973.-79.-№2.-P.205-217

33. Thorn S.R., Marquis R.E.// ppl. A. Envir. Microbiology. 1984. -47. №4. - P.780-787.

34. Blomberg A, Adler L // J. Bact. 1989. - 171, №2 - P. 1087-1092.

35. Писарницкий, А.Ф. Осмотические эффекты ферментации микроорганизмов/ А.Ф. Писарницкий, М.А. Титова, Е.Н. Одинцова, З.Н. Кишковский // Прикладная биохимия и микробиология. 1989. - 25,№1. -С.72-76.

36. Кузнецов, А.Е. Космические излучения/ А.Е. Кузнецов, А.В. Орешников // Труды МХТИ им. Менделеева. 1987. - вып. 149. - С. 113123.

37. Чижевский, А.Л. Земное эхо солнечных бурь/ АЛ. Чижевский.-М.-1976.-366с.

38. Пархоменко И.М. Романова Н.А., Сидякина Т.М. и др.// 1 Всес. радиобиол. съезд, Москва, 21-27 авг, 1989: Тез.докл. Нунцию, 1989. - С. 1005-1006.

39. Рубин, Л.Б. О регуляторном действии света па метаболизм микрорганизмов. // автореф. дис.д. биол. наук/ Л.Б. Рубин М.: МГУ, 1973.-61с.

40. Федосеева, Г.Е. Исследование метаболизма дрожжей иод действием Ge-Ne-лазсров/ Г.Е. Федосеева, Т.И. Кору, Т.С. Ляпунова и др.// Микробиология. 1987. - 56. - вып.5. - С.792-796.

41. Мейсель, M.H. Влияние ультразвука на микробные культуры/ М.П. Мейсель, Р.Д. Гальцева, И.Е. Эльпинер и др.// Журнал общей биологии, 1956. - 13. 1.-С.317-320.

42. Косиков, И.В. Генетика дрожжей и методы селекции дрожжевых культур/ И.В. Косиков. М.: Изд-во АН СССР, 1954. - С. 5759.

43. Клешко, О.И. Консорциум активного ила/ О.И. Клешко, Б.Я. Эльберг, М.Я. Резников // Докл. АН СССР.- 1963. 7. - №8. - С. 561-564.

44. Лазеры в клинической медицине./ Под ред. проф. Плеипева С.Д. М.: «Медицина», 1981, 399с.

45. Санайский, В.В. Разработка лазерных систем биотрансформации и биодеструкции для получения новых продуктов и создания высокоэффективных методов биологической очистки./ В.В. Санайский.- НПО Агрофизика, Москва, Россия

46. Рорр, I;.A. Koharcnt electromagnetische Felder biologischen Systemen / F.A. Popp // Laser + Electro-optic.-1980.-12.- №3.- s.28-32.

47. Егоров, Н.С. Влияние электромагнитных волн на образование протеаз с фибринолитическим действием Aspergillus oryzae, иггамиллиметровые МГУ/ Н.С. Егоров, Н.С. Ландау, М.Б. Голант и др.// Микробиология и фитопатология. 1977.- Т.П.- №4.-С.36-45.

48. Кау, Т.Н. Зависимость биологического действия низкоинтенсивного видимого света на клетки Hela от когерентности, дозы, длины волны и режима облучения/ Т.Н. Кау, Г.Е. Календа, B.C. Летохов, В.В. Лобко // Квантовая электроника. 1982.- Т.9.- С. 1761-1767.

49. Дятлова, Н.М. Комплексоны и комплексонаты металлов/ Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. М.: Химия, 1989. - 544с.

50. Воронежева, Н.И./ Н.И. Воронежева, Ю.В. Рудяк, Н.М. Дятлова, А.И. Григорьев// Коорд. хим. 1980. Т.6. С.991.

51. Хартли, Ф. Равновесие в растворах/ Ф. Хартли, К. Бергес, Р. Олкок,- М.: Мир,- 1983.-360 с.

52. Бек, М. Химия равновесных реакций комплексообразования / М. Бек.-М.: Мир, 1973.-359с.

53. Васильев В.П.// ЖВОХ. -1984,- Т.29.-С.68.

54. Борисова А.П., Беляев В.П., Набиль А.И., Евсеев A.M.// Ж. физ. хим. 1978, Т.52, С.385; Кирьянов Ю.А, Николаева Л.С, Евсеев А.11./ МГУ, М., 1987. Деп. В ВИНИТИ 17.04.87. № 2725-В

55. Школьник, М.Я. Значение микроэлементов в жизни растений и в земледелии/ М.Я. Школьник Изд. АН СССР, 1965.

56. Чумаченко Н.И. Журнал «Химизация сельского хозяйства», №1, 1990.

57. Henneken, L.Influence of physiological conditions on EDTA generation / L. Henneken, B. Nortemann, D.S. Hempel // App. Microbiol. Biotechnol. 1995. - V.44.-№ 1 -2 - p. 190-197.

58. Pallumbo, A.V. The effect of media composition on EDTA degradation by Agrobacterium sp./ A.V. Pallumbo, S.Y. Lee, P. Roenmann // App. Biochem. Biotechnol. 1994. - V.45.- №6 - p. 811-822

59. Rainbow, P.S. Physiology, physiochemistry and metal uptake -Acoustician perspective/ P.S. Rainbow // Marine pollution bulletin. 1995. -V.31.-№l-3-p. 55-59

60. I.iebi, W. Requirement of chelating compounds for the growth Corynebacterium glutamicum in synthetic media/ \V. Liebi, R. Klamer, K.M. Shteifer//Appl. Microbiol. Biotechnol. 1989. - V.32.- №2 - p. 205-210

61. Hurrele, R.F. NaF(3+)EDTA as a food fortificat -influence on zink, calcium and copper metabolism in the rate/ R.F. Hurrele, S. Ribas, L. Davidsson II British J. Nutrition. 1994. - V.71.- X» 4 - p. 85-93

62. Перельдик, II. IIJ. Кормление пушных зверей / FI. Ш. Перельдик, JI. В. Милованов, А.Г. Ерин- М.: Колос, 1972. -342 с.

63. Ander, Saroj Karadia, Mary Torano; заявитель и патентодержатель Allegran Inc.-№136517; заявл. 13.06.93; опубл. 17.01.95.

64. Антибактериальное действие отдельных металлсодержащих соединений. Antibacterial effect of metal sequestrants/ L.A. Shelef // SheffZife foods and Beverages Proc. 4 Int. flavor Conf. Rhodes. 23-26 July, 1985.-Amsterdam e.a.-1986.-p.691 -704

65. Пат. 2247171 Великобритания МКИ5 A01N31/08, 33/12/. Способ дезинфекции. Method disinfection/ Michael Jackson, Henry Richard; заявитель и патентодержатель Reckiff and Colman Products Ltd. -№9915044/ 1; заявл. 12.07.91; опубл. 26.02.92

66. Качан, В.И. Усиление бактерицидного действия биоцидов в смазочно-охлаждающих жидкостях./ В.И. Качан, B.C. Микитенко, JI.A. Алпатьева // Химия и технология смазочных масел. 1983.- № 6.- С.30-32.

67. Пат. 4307109 США МКИ A01n43/36, А61К31/40. Биоцидные хелаты. Biocidal chelate/ Francis W. Arbir, William J. Rizoff, Franc C. Becker; заявитель и патентодержатель Abbot Lab.- № 147767; заявл. 8.05.80; опубл. 22.12.81.

68. Андроникашвили, Э.Л. Связывание следовых количеств некоторых элементов нуклеиновыми злокачественных опухолей / Э.Л. Андроникашвили, JI.M. Мосулишвшш и др. // ДАН СССР. 1970.- Т. 195.-№ 4. - С.979-982.

69. Яцимирский, К.Б. Введение в бионеорганическую химию/ К.Б. Яцимирский. Киев: Наукова думка, 1976.-280с.

70. Жолпип, А.В. Комплексные соединения./ Конспект лекций по общей химии/ А.В. Жолнин. Челябинск: ЧГМА, 2000.-68с.

71. Хыоз, К.А. Неорганическая химия биологических процессов/ К.А. Хыоз. М.: Мир, 1983.-180с.

72. Ramesh, A. Effect of lysozyme and EDTA on growth and viability of luminous bacteria/ A. Ramesh, V.K. Venugopalan // Microbiol. Lett. 1989.-V.l 61.- jVI24 1, - P. 33-38.

73. Hancock, R.E.W. Influence EDTA on bacteria membran/ R.E.W. Hancock // Ann. Rev. Microbiol. 1984. - V.37. -P. 243-250.

74. Герхии, И.А. Чувствительность мембран клеток Е. coli к детергентам различных классов / И.А. Герхии, Т.Н. Кондратенко, Е. О Пучков. // Микробиология. 1989. - Т.58,- вып.2 - С.217-221.

75. Куприянова, Е.А. Чувствительность к ионам бария и ЭДТА как таксономический маркер рода Pceudomonus / Е.А. Киприянова, О.И. Бойко // Микробиология. 1992,- Т.61 ,-вып.З. -С.508-513.

76. Delvesbroughtion, J. Use of EDTA on enhance of efficacy of nisin towards gram-negative bacteria/ J. Delvesbroughtion // International Biotermination and Biodegradation. 1993. -V.32.- №1-3. - P. 87-97.

77. Sehved, F. Response of spheroplasts and chelator-permeabilized cells of growth-negative bacteria to the action of the bacteriocins, pediocin Sj-1 and nisin/ F. Sehved, J. Henis // Int. J. Fd. Microbiol. 1994. - V.21.- №4 - P. 305-314.

78. Facan, M.W. Antimicrobial activity of lactoferricin, lysozime and EDTA against Salmonella enteritidis/ M.W. Facan, B.J. Skura // Int. Dairy J. -1996. V.6.- №3 - P.303-3 13.

79. Sode, K. Glu742 substitution to Lys enhances the EDTA tolerance of E. coli PQQ glucose dehydrogenace/ K. Sode, I I. Sano // Biotechnol. Lett. -1994. V. 16.-№5 - P.455-460.

80. Slaughtes, A.V. 2-amino-4-phospho-nobutyric acid: a new farmocological tod for retina research/ A.V. Slaughtes, R.F. Miller // Science. -1991.-V.211 P.182-185.

81. Кабачник, М.И. Синтез фосфоросодержащих комплексонов/ М.И. Кабачник, Т.Я. Медведь, Н.М. Дятлова, М.В. Рудоминов // Усп. хим.-1974.-Т.43.-С.1554.

82. Кабачник, М.И. Химия комплексонов, содержащих фосфорные группы / М.И. Кабачник, Р.П. Ластовский, Т.51. Медведь и др.// ДАН СССР. -1967.-Т. 177.-С.582.

83. Кузнецов, А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий/ A.I 1. Кузнецов М.: Энергоатом издат., 1994. - 256с.

84. Dardelhon, М. Determination of a thermal Equivalent of Millimeter Microwaves in Living Cells/ M. Dardelhon, D. Averdeck, A. Berteaud // J. Microwave Power. 1979. - №14. - P.307-312.

85. Научная сессия отделения общей физики и астрономии АН СССР (17-18 января 1973г.)// Успехи физических наук. 1973.-Т.110.-вып.З.-С.456-460.

86. Grundler, W. Sharp Resonances in Yeast Growth Prove Nonthermal Sensitivity in Microwaves/ W.Grundler, F. Kleimann // Phys. Rev. Letters. -1983. Vol.51.-№13. - P. 1214-1216.

87. Девятков, М.Д. Об информационной сущности нетепловых и некоторых энергетических воздействий электромагнитных колебаний па живой организм/ М.Д. Девятков, М.Б. Голант // Письма в ЖТФ. 1982. -Т.8.- выи. 1. - С.39-41.

88. Frohlich, П. The Biological Effect of Millimeter Waves/ H. Frohlich // Models. Photoresponsiveness. Proc. NATO Adv. Study Inst. (San Milano 29 Aug.-8 Sept. 1982). New Yore, London. -1983. - P.30-42.

89. Webb, S.J. Factors Affecting the Induction of Lambda Profages by Millimeter Microwaves/ S.J. Webb // Phys. Letters.- 1979.-Vol.73A.-№2.-P.145-148.

90. Виленская, P.J1. О характере воздействия миллиметрового излучения на синтез колицина/ Р.Л. Виленская, Э.А. Гельвич, М.Б. Голант, А.З. Смолянская // Биологические науки. 1972. - №7. - С.69-71.

91. Девятков, М.Д. Радиоэлектроника и медицина/ Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, Т.Б. Реброва // Радиоэлектроника. 1982. - Т.25.-№9. - С.3-8.

92. Балакирева, Л.З. Применение волн миллиметрового даипазона для лечения хронических язв гастродуоденальной зоны / Л.З. Балакирева, М.Б. Голант, Л.А. Головатюк и др. // Электронная промышленность. -1985. jV»1. - С.9-10.

93. Голант, М.Б. Химиотерапия в комбинации с электромагнитным излучением миллиметрового диапазона при лечении рака молочной железы/ М.Б. Голант, Л.Л. Севастьянова, И.Н. Фасахов // Электронная промышленность. 1985. - №1. - С. 10-11.

94. Балакирева, Л.З. Использование комбинированного действия химиотерапии и ЭМИ при лечении злокачественных новообразований в гинекологии/ Л.З. Балакирева, В.В. Баринов, А.Г. Бородкина и др.// Электронная промышленность. 1985. - №1. - С. 11-13.

95. Девятков, И.Д. Использование когерентных волн в медицине и биологии./ И.Д. Девятков, О.В. Бецкий, М.Б. Голан г // «МИС-РТ». 1998.-сб. № 2-С.2-12.

96. Танеев, А.Б. Особенности действия модулированного электромагнитного излучения крайне высоких частот на клетки животных: дисс. . канд. физ.-мат. наук/ А.Б. Гапеев. Пущиио, 1997. - 111 с.

97. Яшин, А.А. Явление стохастического резонанса в биосистемах при воздействии внешнего электромагнитного поля и его роль в регуляции свободной энергии/ А.А. Яшин // Physics of the Alive. 2000. - V. 8.-№2. - P. 14-28.

98. Опалинская, A.M. Влияние естественных и искусственных электромагнитных полей на биологические системы/ A.M. Опалинская, Л.П. Агулова. Томск: Томск, изд-во, 1984.-135с.

99. Якунов, А.В. Особенности размножения одиночных клеток дрожжей в условиях электромагнитной изоляции / А.В. Якунов // Physics of the Alive. 1997. - V. 5,- № 1. - P. 55-59.

100. Del, Giudice E. Magnetic flux quantization and Josephson behaviour in living system/ Giudice E. Del, S. Doglia, M. Milani // Physica Scripta. 1989.-V. 40. - P. 786-791.

101. Тищук, С.П. Роль спектрального состава в клеточных эффектах миллиметровых волн/ С.П. Тищук, А. В. Якунов // Электрон, обработка материалов. 1992. - № 3. - С. 59-60.

102. Запорожан, В.II. Медико-биологические аспекты миллиметрового излучения: сб. тр./ В.Н. Запорожан, Т.Б. Реброва, О.В. Хаит и др. М.: ИРЭ АН СССР,-1987. - С. 21-34.

103. Послаеский, М.В. Миллиметровые волны в медицине и биологии: сб. тр./ М.В. Послаескии, Т.К. Шмелева, О.Ф. Зданович и др. -М.: ИРЭ АН СССР.- 1989. С. 43-46.

104. Казакова, Л.Г. Анализ клеточного состава крови у крыс при низкоинтенсивном крайне высокочастотном электромагнитном облучении/ Л.Г. Казакова, Т.Н. Субботина, А.А. Яшин и др. // Physics of the Alive. -1999.-V. 7.-№ 1,-P. 114-117.

105. Gorban, E.N. The influence of electromagnetic ultrahigh-frequency radiation on absorption of iodine by the organic culture of thyroid gland/ E.N. Gorban, N.D. Tronko, I.P. Pasteur el al. // Physics of the Alive. 1996. - V. 4.-№ l.-P. 133-136.

106. Гончарова, Л.Н. Применение КВЧ терапии и иглорефлексотерапии при лечении гипертонической болезни/ Л.Н.

107. Гончарова, В.В. Собецкий, Т.Н. Афанасьева и др. // Миллиметровые волны в медицине: сборник статей/ под ред. акад. Н.Д. Девяткова и проф. О.В. Бецкого. Москва, 1991. - т. 1. - С. 67-70.

108. Ситько, С.П. Введение в квантовую медицину/ СЛ. Ситько, Л.Н. Мкртчян,- Киев: Паттерн, 1994. 145 с.

109. Грубннк, Б.Г1. Опыт применения технологии "Ситько-МРТ" для реабилитации онкологических больных III-IV стадии/ Б.П. Грубник,

110. С.П. Ситьк-о, Л.А. Шалимов // Physics of the Alive. 1998. - V.6.-№ 1. - P. 97-102.

111. Кузьменко, B.M. Изучение пероксидазной активности крови у больных церебральным атеросклерозом в процессе микроволновой резонансной терапии/ В.М. Кузьменко // Physics of the Alive. 2000. - V.8.-№ l.-P. 116-119.

112. Кузьменко, А.П. Микроволновая резонансная терапия в профилактике и лечении нарезов желудочно-кишечного тракта после операций на толстой кишке/ А.П. Кузьменко, И.Е. Соловьев, А.В. Тофан // Physics of the Alive. 2000. - V.8. - №1. - P. 104-108.

113. Скошок, М.И. Эффективность и безопасность микроволновой и резонансной терапии в лечении детского церебрального паралича: двойное; слепое перекрестное исследование/ М.И. Скошок, А.А. Соловьева// Physics of the Alive. 1994. - V.2.-№1. - P. 91-101.

114. Смолянская, А.З. Действие электромагнитных волн миллиметровые диапазона на микробные клетки/ А.З. Смолянская // Нетепловые эффекты миллиметровые излучения: Сб. докл.- М.: ИРЭ АН СССР, 1981.-С. 132-146.

115. Смолянская, А.З. Изменение физиологического состояние микробных культур под действием ЭМИ КВЧ / А.З. Смолянская, З.А. Гельвич, М.Б. Голаит, A.M. Маков //Успехи современной биологии. -1979.-Т.87.-№3.-С.381.

116. Брюхова, А.К. Некоторые особенности действия ЭМИ миллиметровые диапазона на микроорганизмы/ А.К. Брюхова, Л.И. Буя к, Н.А. Зиновьева и др. // Медико-биологические аспекты миллиметровые излучения: сб. докл. М.: ИРЭ АН СССР. 1987.-С.96-103.

117. Девятков, Н.Д. Действие ЭМИ миллиметрового диапазона на физиологическую активность некоторых микроорганизмов / Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, Т. Б. Реброва // Радиоэлектроника и медицина. -Радиотехника. T.XXV - 1982. - вып.9. - С.3-8.

118. Реброва, Т.Б. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов / Т.Б. Реброва // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992.- №1.-С.37-48.

119. Смолянская, А.З. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на функциональную активность некоторых генетических элементов бактериальных клеток/ А.З. Смолянская, Р.Л. Виленская // УФН. 1973. - Т. 110.-вып.З - С.458-459.

120. Grunler, W. Резонансное воздействие микроволнового излучения на локально фиксированные колонии дрожжей. Resonant microwave effect on locally fixed yeast microcolonies / W.Grimier, Г. Keilmann IIZ. Natur forsch.C. 1989. - V.44.- №9-10 - C.863-866.

121. Голант, М.Б. О механизме синхронизации культуры дрожжевых клеток КВЧ-излучением / М.Б. Голант, А.П. Кузнецов, Т.П. Божанова // Биофизика. 1994. - Т.39.-№ 3. - С.490-495.

122. Кондратьева, В.Ф. Влияние радиоволн миллиметрового диапазона на некоторые свойства бактерий/ В.Ф. Кондратьева, Е.Н. Чистякова, И.Ф. Шмакова, И.Б. Иванова, А.А. Трескунов // УФН. 1973. -Т. 110,- вып.З - С.460-461

123. Манойлов, С.Е. Влияние электромагнитных волн миллиметрового даипазона на некоторые стороны белкового метаболизма бактерий/ С.Е. Манойлов, Е.Н. Чистякова, В.Ф. Кондратьева, М.А. Стрелкова// УФЫ. 1973. - Т. 110.-вып.З. -С.461-462.

124. Бержанская, J1.10. Влияние ЭМ полей на биолюминесцентную активность бактерий/ JI.IO. Бержанская, В.Н. Бержанский, O.IO. Бслоплатова // Биофизика. 1995. -Т.40.- №5. - С.974-977.

125. Дрокина, Т.В. Влияние миллиметровых электромагнитных волн иетепловой интенсовности на морские светящиеся бактерии / Т.В. Дрокина, JI.IO. Попова // Докл. АН СССР- 1996. Т.350.-№ 5 - С. 692-694.

126. Казаринов, К.Д. Влияние миллиметрового излучения на биологические мембраны. Роль примембранного слоя воды / К.Д. Казаринов, А.В. Путвинский, B.C. Шаров, О.В. Бецкий. М.: Препринт №13 (340), ИРЭ АН СССР, 1982.- с.27.

127. Alecseev, S.I. Влияние микроволн на транспорт ионов через двухслойные липидные мембраны. Millimeter microwave effect on ion transport across lipid bilayer membranes / S.I. Alecseev, M.C. Ziskin // Bioelectromagnetics. 1995. - 16, №2-C. 124-131.

128. Овчинникова, Г.И. Механизм поглощения микроволнового излучения биологическими мембранами / Г.И. Овчинникова, Ю.Ф. Коростелева // Биофизика. 1994.- 39, №3 - С.485-489.

129. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / Под ред. проф. Н.С. Егорова ; МГУ.- М.: Изд. МГУ, 1983,- 222с.

130. Методы общей бактериологии: в 2 т./ Под. ред. Ф. Герхардта-М.: Мир, 1983. т. 1, 536с.

131. Виноградова А.А. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств/ А.А. Виноградова, Г.М. Мелькина, Л.А. Фомичева и др.; Под. ред. Л.П. Ковальской. М.: Агропромиздат, 1991.-335с.

132. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств/ Т.П. Слюсаренко М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1984.-208с.

133. Пирузян Э. С. Основы генетической инженерии растений/ Э. С. Пирузян -М.: Наука, 1988.-304 с.

134. Яровенко В.Л. Технология спирта/ В.Л. Яровенко и др.: под ред. проф. В.Л.Яровенко М.: Колос, «Колос-Пресс», 2002. - 464 с.

135. Матковская Т.А. Бифосфонаты. Свойства, строение и применение в медицине/ Т.А. Матковская, К.И. Попов, Э.А. Юрьева М.: Химия, 2001.-224с.

136. Репин I I. Современная ботаника: в 2 т./ П. Рейвн, Р. Эверт, С. Лйкхорн- М.: Мир, 1990.-Т.2, 344 с.

137. Малкина В.Д. Применение пшеничных экструзионных отрубей при выработке хлеба// Хлебопечение в России. 1998.-№4.

138. Девягкон Н.Д. Мм волны и их роль в процессах жизнедеятельности / Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, О.В. Бецкий- М.: Радио и связь, 1991.-170с.

139. Девятков Н.Д. Эффекты нетеплового воздействия ММ-излучепия на биологические объекты/ Н.Д. Девятков М.: ИРЭ АНСССР, 1983, С.3-6.

140. Голант М.Б. О проблеме резонансного действия когерентных ЭМИ мм диапазона волн на живые организмы / М.Б. Голант// Биофизика. -1989.-Т.ХХХ1У.-выи.2.-С.339-348.

141. Блант М.Б. Влияние монохроматических электромагнитных излучений миллиметрового диапазона малой мощности на биологические процессы / М.Б. Блант// Биофизика.-1986.-Т.ХХХ1.-вып.1.-С. 139-146.

142. Крыницкая A.IO. Влияние когерентного КВЧ-излучения нстепловой интенсивности на рост Basillus subtilis/ А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астрахаицева, B.C. Гамаюрова, А.П. Монахов, Ю.В. Глазырина // Биомедицинская радиоэлектроника. 2001. -№2. - С.49-53.

143. Гамаюрова B.C. Влияние ЭМИ КВЧ нетепловой интенсивности на рост дрожжей Saccharomyces cerevisiae / B.C. Гамаюрова, А.Ю. Крыницкая, М.Н. Астрахаицева // «Биомедицинская радиоэлектроника». -2004. №1-2. -С.117-120.