Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микробиологический анализ биоценозов системы очистных сооружений целлюлозно-бумажных комбинатов-потенциальных источников продуцентов целлюлаз и микробного белка

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Микробиологический анализ биоценозов системы очистных сооружений целлюлозно-бумажных комбинатов-потенциальных источников продуцентов целлюлаз и микробного белка"

РГб од

с ) '.gqg -

! ~ '"GJíHKT-IIETí.T'}OTrClüíÍÍ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Не правах, рукописи

/

НЛЗАШЖО ¿mía Еладагзфовпа

М1КРОШОЛОБЖСКИЙ ■ АНШ13 ИЮЦеЬОХВ ' СЙСТЗМИ ОЧИСЖ1Х СООРУШК! ЩНЬТ'ЖОЭЮ-ШШГа! КОШША'ЮВ - ПОТВДШШЧХ ИСТОРИКОВ ПРОДУЦЕНТОВ 1ЩШ1ЛЗ л, МИКРОЫЮТО БьЛГЛ

Специальность 03.00.23 - бйсгэхиологил

А Б Т О Р ^ 5 Б Р i Ï

диссертации на соиснсшив учёной степени кандидата йаологячльмх гаук

Санкт-Петербург. 1993

Работа Еиголнена на »лЬедро молеку^япной би-угехноло-1йи Спшт-Пртероу^гско"?о тепюлогичьоыго тк титутг.'

Н«учн' 'в руководителя:

, .о^то^ хдмичес}®.: наук ¿профессор

ЛШАл Анатолий Ъюсш&.елч

С0Г9Д0Б Вттор Николаевич

твгидаг' би^лоычеою х . паут, цоцрнг

0Т1Ицгзл1.ние оипонскм:

доктор бИОЛОГЬ?£.ОКПХ Н&/К

кандидат сиологичсС1 с?х наук. ло1ю,,.т

АЕЛШЕШШ

Ирина Алексащлмвна

' ЗОДЬНнЮБА Ьатглья Чюильевна

Ведущая органипадкя - КМ! гвдролгзпрог.« ( Очкт-иете^Зурр

Защгта состоится " 1993 г в ¿2, час.

га заседание Сдециализировгчпого Совета Д 0вЗ,~5.0Э С .-Петербургском технологическом института, едрс: 191313 С.-кетербур1, Ьюсховскин цр". ,'23, -Петербургский ашно-Л1гипеский институт, Гчёнчй Совет.

С диссчртаиичй иозшо ознакомиться в библиотеке штста-

' Замвчангч к отзывы по паяной работе в I экземпляре, заваренном гербовой нзчатью, просим направлять по адресу. ■ 198013, С.-Петербург, Московский пр,-, 26, 011611!, Учёный Соъет.

/ зторефораг разослан

«г* " уЦфТСЬ 1993 Г.

Учений секретарь Специализированного Совета

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ!-*

Актуальность темы. Проблема поиск;! новых вкоокоакти^-нис штаммов - продуцентов биологически активных ваи^о^в . является одной главных проблем современной промнетзнп <¡'1 микроб?, могин. Особсл вкямкая заелу:шваыт !.Шфоор?анчя-мы, являющееся продуцентами комплекса гицролитлчоскях ямр-шнтов и способные использовать в "лчесхвэ суэс?-

ратов растительное сырье. Использование растительных материалов в качестве сырья для биотохнелогаческой проучююн-носта сокрывает перспектива яля получения жидких и газообразных видов топлига, пищевых продуктов, оолка и биологически активных веществ. Одни?.-, из глс.вшк достоинств процессов биотрансформации целлвдозосодержащах материалов яб-ллется возможность использовании более ; фиктивных технологий, поскольку они оснгванл на использовании гидролитических систег микроорганизмов и Моделируют триродные Г"ро ■ цессы. Ргбота выполнена по программе "Интенсификацая-Э0". -

3 "елью чыделения культур чикроорганизмов с знсокой •• ги^ролити^еско^ актьвгюотью по отношению к пеллшозосоцер-жащим ма^ер^ала прэдотаишяось целг сообразным изучить со. стаг та^робиоиенозо^ с^сте; н очистных сооружений цедлплоз-но-^ума"шых комби"атов (ЦБК) как потеяцияльннх. источников микроорганизмов-деструкторов. Чередование природной э"">-сиоте.ли прсмцшленних сгсчшвс вод "озволи! создавать модельные биоценоза с целью изучешя и последующего управления иьш для болев полной биоконверсии растительных отходов.

Цель «а загачи исследования. Настоящая ра.'ота посзято-на изучению тро.|тческах связей микроорганизмов ира разложении лигноцеллшочных материалов я гх ^угкцнона^ьной роли в гигробиоценозе очястюи соо'пуюний Сяеьсного ЦБК, вцдс-лешо продуцентов белка и деллюлаз, пог.бсру симбиотгческих пар микроорггшылов дяя более полчой конверсии лггноцашга-лозных материалов.

Для достижечия сформулированной целя были поставлены следудае задачи:

- внцелдть микрсЛшору систеш очт-с^инх сооружений Сясьско-

тур мигфсопганчзмов;

- изтчить целлюлс золгтр'-эскеэ свойства в: цальнных сслекти-вры^ ' меюдрш' культур шкросргаизмов, отобрать наиболее активны*» продуценты дышала-;

- гореть к/л: гуру, о^врчащую х-ре^ог 1ыя1, прегъявлггшм

прод^цыту 1еика та целлклаз, способную уппи ;и?овртр лигаоиашй'тсзлые материалы;

- выбрать с^"имальчг^ условие (^¿мрктативного гидролиза липо^аилглозьнх ^убстрагсв с гадыо испол-зоаан-гя ^дро-льзп'.^ дол получения микробного бьлка:

- из/чнть особенности культивировангя симСлотчеоких пар ; микрс эр~ъяи-мов на лагнотшпоьозном субстрате;

- нарсЗохить оСра^дк бис^агсы для биологических ::оштаниЛ на токгъ~яост:.

НатчЕа: новизна раооты, Хндетенн два нозлх продуцента багш г цлллшиз - )

Серог,'и*тг. о^регигг.

Наказало, что кул^.туральг'ая кидкпси- культуры г^иба ^ содержи! широкий спектр целят-«

лозолит>.чес«шх ^гмгчтов и моиет бить ."спользов'чнг дл» фермента'.ивнгго гидролиза 'осахаривания: лгткоцеллллизных .латериапов.

Исследованы особенности кулылвирования симбиогячес-

пар микромицет-1'Сожкевая культура на лигноцеллзлс зных суб^тратЕи А изучены возь-рчностп их использования для получения кормозой биомассы.

Научно-практическая значимость работы. Показано, что ■*иогидроценозч счетами очгзтннх сооружений ЦЕ< является перпг.е.л'гпныш ниточниками шгфооргаяизмов - продуцентов

Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов с присвоением регистрационных номеров 559 я 69! соответственно. Ввдвлонные культуры являются перспекпвполи продуцентами

белка и фзрментов целхшазного комплекса.

Пред южен способ прямой биоконверсия лигно^оллмяизячх материалов в микробный белок о помощью етгашов-деструхтс--ров. Получено п^ложитакноэ решение на патентованно культуры гпба ¿^ти^апиъ ВКПМР-559, 'продуцента белка и цшшояаэ.

Предяокено технологические решение по использовадаю культуральнсй жидкости кшфомицета -

ВЫМР--559, содержащей широкий колигкс гидролитических ферментов гдя ферментативного гидролиза лмгноцаллгалозннх cyj-стратов с по^ледушгам применением гидролизатов для получения дрожжевого белка.

подобрана евмбиотическая пара микромицет-др^жжевая культура, которая в результата прямой б;;ок.нверсша ли_'"о-целдллозных материалов способна продуцировать значительное количество мгкробного белка.

Публикапш». По материалам диссертации опубликован^ 5 печатных patío™, подана авторская заявка, на которую г.олу-',.чеко положительное рзрение.

Апробатая ррботы. Глтериалы дгосегтавди доложены на 1—эй научной ко^фвр^шси мгтодых учёны? чо гзт "Проблемы хим>*и и технология органических ввщестЕ и биотехнологии" (Саш л-Пе-х'ербург, 1991).

Структура и объём габоты. Дпссертамя изложена на 129 страна та:; .гати ношеного текста, содержит 2J рлсунков и 15 таблиц и состоит из введеиая, четырёх глав, выводов и с:лска лих'иратуры, включающего 162 назвамя, в . .. л'спе 81 иностранных аьгороз."' ■'

2. OCHOEHGE С0даГ.АШ«В РАБОТЫ

Во введррии ' обосновывается яктувльноегь темы, формулируются цагь а задачи иссле^оьания, отмичены :зовгзнг> и практическая зчаччмость результатов.

Глава I ггоедставля^т собой литератур®*.! обзор, посвященный анализу сивреманнолз состстнля проблемы очистки отс-

чкых вод и утчлизадия отходов.

В дшшой тлаче рассмихриьао^ол тюешп. свойства и ант'змы ферментативного гидролиза полимерных субстратов расалтельиого гроисхияиения. с. тркжо особенности их мик-D06i:0iî КСЧВОроШ..

Представлены разработки по конверсии твСрдьх ор^ань -тескыХ отходов в этанол, бтюга- и .:ормово/ б^ноу.

В результаге ак- лчза лэ-'ературйих да"ннх Kaiec-Bi объекта исследования на.® был выбран биогидтюценоз очйс:-гьг' сооружение Jhci зког-о UEI." гак потащи хьний историк «дякриоргагаигов - прод;тг,н?ов це^'тшгозолитичеспх ферментов ь как многэкомпонентпя отстета оиогэс/рукции лхгно-цретаясных мазгриалоч.

В главе Л рассмотрены объект::, ••априалы i эксперимент*" льныо матодд, лежащее в основе выполняемой работы.

В работе инполъзоьака куль^ури микроорлакизчоЕ, шде-лвьш*в кз очистных сооружений Сясьского IIFK, две дета злен -инь родами' R&,&s-cLcrrL^ruib, S^poro6e>£om^et4j

a-cl^cLo^ fttvc.U&tcrcï'ta.j ¿Z&fcrQ¿Ou- y 6LP£UI£o ffjbо -flusrb i ¿¿-1С '

Для н^лраьлонного зддгпеная микроорганизмов из природных субстраюв и в:: ¿.ульти::и"оов?лдя ис^юльзовада различные по составу агигизоьанные р жадтгао питательные среды.

В гжеперлг-гнта" Еспотьзовины субстраты: мелкое волок-1 , кузгфузная кочерижка, фильтровальная бумага, натриевая соль :«рбоксиметллцоллюлозн, микрокристаллическая целлюлоза, р-целлобиоза, отлича^лщеся по своей надмолекулярной, структуре.

^ансономкческ/ю идентификацию вновь вы^еле:шой бактериальной микрофлоры проводили с исдользсзаниэм методов и схел, предложенных в определителе бактерий Берги (Берги, 1980 : , 1989); идентификацию дрожжевых культу

проводили по методам, предложенным в работах Бабьевois И.П. и соавторов (1887); таксономическую идентификацию микроми-цетов проводили с использованием ояоеделителей: Билай В.И. (198Ь), Литвинов (1967), Репер и Тол ( Râpes- unJ,

ЗЬот, 1)49).

Бхсдошжво бвахллгееаих методов.. авсшдкагагшка дгввоЗ работе, приведено в,соттветеявдпцза дзуталщгтжгк Щрсоя Р. и др.. 1991; Кяосов А.А., 1590}. Кшдашрда явщ- " ди бид часгачво ищфпрдрованн.

- В работе тк*.пгигт>зглуцт ууаыдщ лишвдй, шшдугоянии» яа I ИГУ, дзяиздгвотие в озиццир! раапи:^^-Эк-тИо ~

■^ЮАвбвСопшСеЛ, ■ '„У

В геава 3 обстюаитея весаитвивм (йюдщ^ :

роцелоза очмтннх сэоруашаЛ Свсчзюго ЗЗЕ1, ю дауиынки дияоипяаед)! ахта вносил впвгнш цротяр»' ж цшвв •' по иет-оду ферментативного сщшза ■■гмицщшвудт'т мша-, р^ажв я испогьяовяниу лщш»Д'ДД да ш ^чшышв шнгчяЛ-вого беда: приводятся агспгиннпиниими давякэ. шлшчр*-даиие аффвжгиваоегь гспчльаовяпд,. сдвкнтпкшх пар ш-рхфплмвв дга йишявврш .д шири няинниис с^Ипргж

Сухцаешя .лшрс орхшшамов ври разввювшв мнмдшинш» .. вздпюи в убывшее с-оста соотгамЯ ЩЕК я ©й .

В ¡ЦШ 1ЛН> IX

- Проведанная ваш работа ш нвдаетшвв вк зфапргшвшюхв ■э сч^стянх сооругзнж! ЦБК вв. в^окзвшв вес! . ещтчашшг-воЗлшт (аахожгая дзьюцвдшшу.лдрэ сувеярЕЮ тэввшвяг угверхкать что в рроидвосв разаоааош —'""""»*» шмтшня вала дававсса две лвва ^дицвссвв; грдбоа я', лщ'хшж швршргщщи-нов: ■ ■

" I. Сгвовная,. велср^'яшш сяшямиаа е даетртютьЖ напою вакиша. Р*. еб верво» саадц ¡щхижяшш? рвзшпшвшшы ясхад-пго мгаоп впэш, согзрыидаго ещвшлйетве ичи-чество унавводоч, ашаоввого?, бепюр в *.ди 1а здайй «я»-дни врвбавеа ышнш бйяр "{ясту^в жрвйс ^ч.У>Г'У|Г«««1ге. завету #

Ъерзьхво, ва зпк опта ыцмщи шшйияаивя рвеек двшаяа. На псиадуг**. щщп сувпая ■явпк

sjss шаг! ¡вдгов» разлигапик ценашоз/, лягнйн: ztfsf&r^i'Ci'Ub

2. йыцрад алвия сужцвоет ! постоянно сопутс.тдует шр-

®ша л jüsdbucti за cvJi иродукгов распада

сагташж сд&Елзчисшйс соединений, оора? уf циас ч в годе оо-яювнйй «ц^чадасзяи. Эта. сотутствущдя сукцесси-i Вплч^&эт в -оашЕ клей «иа .^лягчашг: "сагарннз г^жСэь*, ра-носЗразнуи (йыгтарвадтаja ujzspof. «еру» нь™одьз,»щуп летсодолуияка лс -

В peagMiifcÄJ® г2иааго1д<ис»г-) взаинс тгносена ч мг»ду гк^шйк^шж^^ушШтм г ^j^zm „ талого -тро:ш чг зкймй груп-ягаш jref>iOTjiii'''''MaiMPB щтттвошт aSfeKrancэ разло-хенис ля— ЛЖЯЩШЯШОТййЭШШС ^уЙЫГрЧ'ИШ.

су5ац©Г"31пЕПГг ЛПНИ1* рТ.ЗЯ05£!1ПЯ мелкого щшдаыа шозежжг ш,.,, изгу зть частне цу.»ьттрн двглшозо-даинЕуэтг-1WB, а тажив ьдучно обосясваньо подаСрать "jhuJto-'¡Слчхтшхе шзэдш игтеьтда дэт баокоиьдрс^и цагхиго ьэяокг.а сдащуашшР Пя^ьсчого ЦЗсС.

jkm ишлшгвдпо» m дая а_ибижее июой очясткк промшп-жпшк <сжш~яш. вод ьеш&одвш р&зработ«а «летел "^иологиче-«жйй «ташс-И, & ж^ах тзлоявво й^легчоняроганяё

1МиЩ'гЯШПЗЕ£ ОЛОЖДрйЩУВГЗСВ.

2.2. ¿1цу1ЬЕ№йе ждатьтаввротаял _ ¿kx.O'V*

ста Еглученяа белка на

*

Лшаотз лшг^даету ших адмчит впазнвавт, что существу~>-

ццй© Ш& цтцдрпщитапид^ день

ре&зниЯ но биокон-жщрзяя ЩГ1ЩГШВЙ шчяршш в кормовой бвион недостаточно ^РжшпшшаС еэ ctasewu внсокоЯ скорости процесса и шшпщвд аюшасьэшяашя cytScijaia.. Крш& того, в процессе гСдашнвареаи! шуяаздршйг дачерива, как щашо, субстргт щршдщшг щадащоптавлд® етадзга зэшшчэевюй предобработки диа га® |1]11Щ11^11пииД|и«1М||цид _ Эю зваяятеаьяо згь,аштт технало-"ipaöyEi дашшгагездашх затрат, так как с яярр швщашшаа лшжтевшгашкяизс субстратов происходят рас-

над значительной часта гдэаосауарядов де .^(п^кгаа-шишйЕ -соров росга кикрояуяы-уры: фурфуралга, оаамвд^даЗишка „ г$.лиеовнх вещесгв; применена® алраойявика. ерещ тгризд/ет дв,-; рогостоящего оборудования.

С ^ельп выбора иерстеатолнгос иращ^ш;анлкт <$ела1ж в& щр-куруэно? кочерызаге ын щюзодаа изуйгетав кадаьтширшаша© вновь ьвделзнннх ку^^р^вшшозо^аэрршншса®. В тш&я_ 1 , представлены результата: уделншя сшрмгга, шЗшзаяашет йше-ка >, а также зааксшалькое содерввшг аелна ш ©¿епшгь утилизации целлшозы (О ) в тхщщэкзют! фаз© дачет® жул&г-тур. .

Особого внюйння заи^жавает .ш^фтзщат

Жй№-55Р, который яюшетс® вввгя^зкщадяя пьамжш, сдосооеым в результат« л^дащ®. слшишкдгсяи вргда1-рузной кочерыжки в усхотзк ГФ гешмшвячь Ожгшжуг, сяъ-. держащую 17.5м балка при стелена угиавзалдаи По показе талям зыхсда белка з стешечи ■^тада'зашрш вдшшешцэзы культ/рг грибг Лз^гр Сса^ ШЕИ"-5йа1 ь^гаамэ-

- ходлг анал-ггачгив процесса ГЗ ва дагшядаг^двэ»®"" в^С&гра-тах.

Исследование йг-дшавереад ш-^аваш гталшжа щ-

льтурой гриба ¿к^гч+ССа, шташаго,,

что культура способна зташзигоиияЕ То"*™*^ с^ймгваш1 ш накаливать биомасс4**, со™в±*з&эдв йшищ Ф-® сг^тыи ш "Слов"ях г..у0НаН0й Люркшнтацд. Стшпшь зшвпзшрчия щшляшо— яы сост&лала 19.6$£.

В процессе роста нужьтуря 1®яба т шпш взашняь ит набянкаля явление диауясли (рг.1), зшгсгрте мшаввэ сдйше нить изменением метзйслшчеснвго гтшшиэи в ждшщхгв рхж. на тр^гяагздрализуеши ст&ярете.

Высокая кгастаялкчноетъ {?уЛяграяч1 ы> шрааунта/ВД!® лшр-нина негативно вяняю ва кггадатгсадгав бежа. ШЬашгтовдиж исследования показах», что дая «Мшввшварэш щаармо <ыпшш>-го по комлоае^нои-у составе субстрата шшсккщяш» ишшпьтшк вать ассомацвл шхфоорхашэшв-^юзЕшаоэввде^тфршаря.

SaJai«Г

Eaaaaai&si арегадоа йгувавдьго «esa ¿адвтеча«

iga&ïyp иа шжзвяыгоаяшс аубвгрли

Кед! .," 11 ............""' *' 1 g^ab^pwit 1'" ■'■ —'-

няан» tóa* •• гуадрувчЁя «очвряшь мишвг вогогаг

вомер amos,?"" р, бмог.Е р , ft,"""*

яшшт^штяшшшшшяшвяьщаятшташшШЁШтштяштшктшшшшшштятш^^тат^а^шм+т* тшштямИммяшмаммим, шмшп»«

T-ar.jiÇw^ttbés q.üMiq.oci 17.г±о.Б о.ооь&.ст i.x&.a ir.t^.u tombât**

IMJOa^^^'^ °'04^>01г I8.7t0.4 6S.1±£.3 П,СЦ*0.и01 3¿0.¡Í J6.¿±1.8 t ' ' . я

. T-DII ^iv'ÄM^n. 0.030^.004 I0.2¿0.4 3¡ .0*1.3 u.009*0.001 г.4*С\» 18.3*1.8 , »

T-0I0 0.0344J.GQ2 8.6±G.3 34.3¿*.0 J.OOSiO.OOT 1.9iO.I. TQ.ftl.O

¿ипгшоъ 4.

T-004/V?<vt*4рг>л'и0п. 0.02b¿0.002 7.4¿0.Л 28.4+2.£ 0.013+0.001 a.9*U.2 I5.?±1.4

r

ei

« ~3 . * . h 0 . t e V"

Рис.1. Зьгизишсть синтеза белка lyrarypsP. ггиба

дз^ьта-ифОвсния на гуяьпо. По оси аосвдсо -¿ремя фермента^даи, сут.; по оси ордяват- содержание : бв*ка э бноиассв, .

* N " '

* ' " ■-' ''

. 2.3. Лосчнтез ферментов цедяоазноги■ комплекса культурой TpiôeJfaôaevïÇâub ¿'Шт&йЯы , ВКШФ-559 оря мубиннон культивирования на лЯгноцеишиоэном материале

Культура ^/rt^aÁ^WSS^^b^ ха-

рактеризуется гароким cneirrpor цвллюлоролатвческах ферментов (рис.2), который мыоценивалй ю целл^бяазнуй активности, КЩ-азной активиста я та суммарной целлмаэнпй активности к фильтровальной бугаге.

При культивировании мякромицета на кукурузной кочэ-рнисв общая цаллюлазаая активность лбогавила Х.15^и.1 ед/мл, а КЭД-ааная активность о .Яб<0.08 ад/мя. При культи-

гд/ггл

1.6

1Л

1.4

1Л

06

ла

гс

кО $о ф

■■■« -' 100

1го *ко «о • чво 14,ас

Рис,2. Изменение ферментативной активности гриба Л^оега;иссА fiu.rruga.tcui, ВИЮ-559 в процессе глу-бидной £эр:лентация на лгтноцадлюлозннх еуббтратах. По оси абсцисс.г время культилитшвания, час. Яо оси ординат - ферментативная активность (В), ед/мл. Мелкое подокно: I - активность по ФБ;

' 2 - эвдоглюканизная активность;

3 -г целлобиазная активность. КукурУ->нея кочерыжка:

4 - активность по ФБ; .

5 - эедоглюканазная активность

ввтот-знви на мелком волокне культуш гриба Jf&p&^tttm,

biŒMÇ-559 обдал целлклазиаг активность составив О.19840.01, а Ш.Л-азная активность Т.2н'1.т ец/м.". На уровне ферментативной активности, по-видимому, существенное втршше оказываем ичгиб :рование тг дтгкта"и фермен-тахипого гидролиза, яосгссльку сш.жсале уровня обь.ей плл-люлаз.ой активности отмеч-етс" да втоиой о-^рционарнсЛ ^изе роста щилугента (pro.л).

Лама отмечена высо.а."' дал."обиазная активность культуры гриба - 1.25±0Л х /мл. Наиболее высока? дювень целлэ-биаянои активности отмечали лл cswvi лизиса кулг^урч. Это обусловлено тем, тч> цплоСлазы з большей степени ^иясаны с клетками продуцента, чем дру.де целлшозолитическне фермент::, и в пропегсе .пзиса культуры их с эдерьан^ значи-гельло увеличивается.

"2.4. Исследование ъозьфмяосдг использования сийбпо'рических пар м'кроЬргаячзмов ятя бдокошерсии мелкого волэкча

¿jw увипчен.:я выход*;, белка с едичицы субстрата лрн бисконверсии ^азличяых отходов исполг.зултоя процессы, ос-нованннь на совместной культивяроватп различные микроорганизмов. Это г Еведский процесс 'Sïm Sa. ' - согл-.естлов культивировалиэ д^ояже! ¿п.&г фсо/»-*** f.&sC^&si%■ и Co/te/i'cfa vfc&'<5 > и переработка багасоы сахарного тростника культура\ст й Сопс&'о/ъ. Эти процессы

разработаны на срав;штельно легко гидролизуемых субстра -тах. ..*

Мы показали возможность использовечия срмбиотичсски:: пар ^oe^'^^^^t^^^^59-^?0^®^ культура для биоконверстя мелкого волокна при создании оптимальныг условий проведения процесса, то есть таких условий, при которых микромицет растёт медленно, но активно продуцирует ферменты целлшазного комплекса. Такие условие являются благоприятными для роста дрожжевой кульгурч, ассимилирующей продукты гидролиза целлюлозы гогбными ферментами, и

для накопления биомассы. Таким паречатрам отвечают условия, отмечаемые на 6тО сутки культивирования культуры гриба dsp&rg>Uu+ ВКЩ(Р-559. В этот иериод куяь-тура находится в стационарной фазе ^оста иявдабтсяактив-ннм продуцентом целюлаэ, благодаря чеку в культурально! аидкрсти отие^иехса jpo<:7 концентрации редуцирующих веществ (рис.3). ;

—1—

'•Иг:

6

Рис.3. Зависимость синтеза ■ (накошынич) садаров • культур©^ Гриб« . о» .

времени ¿.ульгаиированяя : vv> ..• ■

предложены следупдиеi пари:

чг/ Г -durtUcvticL.

Г^омасса, полученная в результате культивирования данные симбио'.ичвоких пар на маяком волокне, содержала соответственно 9,3 и 7.30 протеина, тоща гак при культивировании микромиодта на мелком волокне бша получена биомасса, содержащая 4.6J5 белка (табл.2).

Таблица ?.

Содержание балка в биомассе (%), гол/чен :ой при совместном куль''иьировашш гриба ^^-^¿ес^ ^у^п^'^о.'йа, ЗиШ?-5'59 а ра лтеннх шташов дро Г9Й

Колли'- Чаименсваняе цион- культуры ный но. юр

-¡и

К01грсло- Врегя

на- спада, к^лыл- ро-

оез шкро- лилова- ро

ммеса ния, ч

регт^О ^112 Сспп.с>ие/^х.

-Ьи-тл-соСл-2946 '

¿617

^/ОО го €о бо^/^у

Рдаи нет

9.340.6

15 7.^+0.4

15 у.адм

:5

15 6Л±0.3

2.5. Фермогтатгвный гнлролйа кукурузной кгчершоа и использование гидролкзагов для получения микробного белка

До настоящего времени ни £ одной стране "тира нэ реализован промышленный процесс ферментативного получения глюкозы из целлюлозы, что, в свою очередь, исключает возможность' крупнотоннажного производства дрожжевого белка и? ферментативных гддролизатов целлшозосоиертящего стрья. Главная проблема фермечтативной переработки лигноцрдлюлаз-ньпе материалов - дорогая предобработка и высокий расход ферментативных препаратов. В этой связи внимачие привлекают субстраты, которые по сю ему комгонечтно^у составу (низкое содержание лигнина) не требуют глубокого гидролиза В качестве такого субстрата нами была взята кукурузная коче-

ршка. Кроме того, мы проводили гидролиз не чистыми ферментными препаратами целладаз, что действительно потребовало бы значительных затрат, а фильтратом культуральной жидкости, полученным в результате глубинного культивирования гриба на кукурузной кочерыжке, ферментативная активность которого (1.15 вд/ш) позволяет проводить достаточно эффективный процесс гидролиза кукурузной кочерыжки.

Нагла установлено, что трёхчасовой гидролиз при 50°С с ' концентрацией субстрата 20 г/л отличается лаибольшей производительностью (табл.З). При этоу концентрация восстанавливающих сахаров в гидролизате составила 0.83 г/л (щс.4).

Таблица 3

Фермеьголиз кукурузной кочерыжки яри различных концентрациях субстрата в реакционной среде

Кон- Результаты 1Дцролиза

цент---■-:-;-:-

ра!"«. оптимальная • степень кон- концентра- пролзводи-сырья, продолаг- версии цияВО, тельность,

г/л тельность, ч сырья, % г/л ' г/л-ч

10 а ' .7.Ш 0.29^0.02 . 0.096^0.001

20 . Ч , ,5.9+0.3 0.83+0.1 0.27+3.2

30 - 3 . 7.2±0.8 0.7Э^0.1 0.2610.2

40 . 3 8^0.7 ' 0.83^0.1 0.27+0.2

Наиоолее активный рост биомассы на гидролизатах наб-лщдиш у дрожжевой культуры*ЭсС£с>ггфс** реп^'с* Се*Содержание белка в биомабсе составило,14.0$. В качестве источника белка может также использоваться биомасса

(табл.4). *

Учитывая актуальность проблемы уватачения выпуска кормовой биомассы, использование гицролизатов для получения микробного бг»лка позволит не только получить дополнитель-

С.

17 -

т. «ос

Рис.4. Зависимость концентрации Сахаров чр-. ■тугурузной кочерыжки от времеы гидролиза. 1 - :»н-центрация субстрата 10 г/г; 2, 3, 4 - концентрация субстрата СО, ЗГ и 40 г/л соответственно

Таблица 4

Содер.хание белка в биомассе дрожж^вих культу? {%), выращенных на пдролизате кртсурузной кочершша

¿эл-

лек-

циоя-

ный

номер

Наяменсзание культурч ,

ЯатнЕяая

кукурузная Гидролиаат коч^ршка

2704 -Зсл^О'-пус*.^ ¿ык'с'Сга.?*** 3112 ¿а^х. 'ебя.

2946 -¡^гъ

1417

5.8-Ю.З

4.510.2

5.240.3 ;.8±0.2

2552

14.11+1.0

э.'го.а

10.140.9 7.340.4 6.7±0.3

ное количество протеина, но и обогатить ллгаоцеллшозныь субстраты такими аминокислотами, как триптофан и лизин , содержание которых в дрожжевом оелке соответствует эталону ФАО,

ВЫВОДЫ

1. Изучен состав гндробяоцшоза лютемн охотных сооружений Сясьского ЦЕЛ с целью Бвделения шгажлов микроорганизмов с высокой дзструктивной биохимической активностью. Показано наличие сло;кацх трофических свгзен мевду целшпо-эоразрушающими и друггди эколого-трофическши группами микроорганизмов и их функциональная роль в биогидроценозе.

2. Ввделены и охарактеризованы два новых целлюлозоли-тдческих :.Ш1фомиц9та: ,'ВКЕ№-559 аВКПМР-СЭ1 - перспективные продуцент!, белка и целлюдаз.

Показана возможность использования культура^ной жидкости гриба для

ферментативной предобработки лигноц&длкзлозных материалов о последующим получением ьа глдролизата:; микробного белка. Установлено, .что наиболее перопективнш.. источником • белка является биомасса ■

4. О целью увеличения выхода белка ьсследованг условия культивирования сьдбиоти ческах пар микрошэдет-дрьжлш при лргюй биоконверсии лигноцеллшозгого субстрата.

Чслу^ви ряц цродуктов биоконверсии, лип.оцелталоз -них материалов: . . ' ■ ;

- прод/кт прямой биоконверсии .кнгноцеллщозннх материалов культурой Гриба ¿^эь^/с^ч* ВКПМР-559,

- фильтрат культуральной лшдкостг., представляющий собой комплекс целлшгозолитическйх ферментов;

- продукт•биокоцверсии мелкого волокна симоиотическиади параш микроорганизмов;

- дрожжевая биомасса на гидролизатах кукурузной кочерыжки.

По тсмо диссертации огублитсовгпш реботп:

1. Рлграшгегньи! поиск ци/глшозиразругкетпих иикроорхя-пзчев ч стоит водах im;тозно-бумчяятк комбтшэ'тач / A.Ii. Ьазарьлко, Ю.Е.Кочлч В,Ч.Соколов, А.й.Гштак // Ь'яколо-гия и Фитопатология. - 1992. ■ Т.26, пчп.З. - С. 2?2-223.

2. Hajapem.o A.B., "околот В.Н.. Гина.: A.II Биосинтез «in-ка и рермгатч-ов ц"рздозгл утичесяого .тс^лкса шкрэизпз-m0M ¿¿bf&p/eeati на кукурулю" кочеркнсз // Прикл. бкого'м м1'Ь,.ро0пол. - 1Ь93. - Чтт.З.

3. Перспектива использования ляксс/чрх,аш1зг4->в - цоплтсч)-деструктсров в оистогв с'яологччоской оф.,сткч проплго»-нкх стоков деяягаозно-бум^гшх «рвщтрнях ni / A.íUJrm-р"н::о, В.П.Соколор, Л.В,Зяч:,няев, А.И.Лнг.к !/ Охрана схрух. среды, вопр. экологии и контроль кач. про^. -Iq92. - Brill.4. - О. 2Q-k2. .

4. Назаранко Ä.a.t Конев Ю.Е.Соколов З.Н. Ввдетэ'яаз ¡.ш-роорганпзмов цоллюлозодестр;1ст<?ров г.з счс?и«»- 'чологи-чоспой очистка до^лгаозпс-буиаятга: »огЗинатОд. / Проблещи хпти я те^чологх. оргаллбсювс воцсст» 2 • ' гохголо-гип. Тез, ,7!oivi. 1-ой тучной joHfqppans« колоше унт, 1-5 апретя* 1991 г. - Л., »991, - О'/4P.

5. Еоопооатпвпоо лейс^зко "¡атлшозиш: коммгегсов (ЦК) р<гз-них «шкромидегов на г.п!кро'фясгаял-гчзскую исллшоьу

(1Щ) / Б.С.Острер, Л.В.Г-азаронко, З.Н.Со::олоз, Л.П, iiinaí: // Ироблег'-;! хлкпи л технология оргакдческлл во-щестч я биотеэтслокш. Тез," докл. I-cf} научной:конференции молоднх учёгпсс, I 5 апреля IS9I г; - Л.,- 1991. С. 47. .

18.03.93г. Зап.59-60 Ра'1 ИК СЫЛЕЗ, Носковегай пр.33