Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микробная деструкция льносодержащих материалов и разработка методов их защиты

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Микробная деструкция льносодержащих материалов и разработка методов их защиты"

МОСКОВСКИ! ОРДЕНА ЛЕНИНА ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫ/! УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ '

На правах рукописи

! БАГАЕВА ОЛИМПИАДА СЕРГЕЕВНА

УДК 579.69:677.11.019:620.197

' МИКРОБНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ЛЬНОСОДЕРШИХ МАТЕРИАЛОВ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИХ ЗАЩИТЫ

03.00.07 - Микробиология

. Автореферат диссертации на соисканиа ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1990

Работа выполнена на кафедре микробиологии и вирусологии биологического факультета Одесского государственного университета имени И.И.Мечникова

Научный руководитель: каадвдат биологических наук, доцент Иваница В.А.

Официальные оппоненты:доктор биологических наук, профессор Грачева И.М., кандидат биологических наук, старший научный оотрудник Максимова И .В.

Ведущее учреждение: Институт микробиологии и вирусологии им.Д.К.Заболотного АН УССР

Автореферат разослан 1990 г.

Защита состоится на заседании специализированного Ученого Совета Д.053.05.66 при Московском государственном университете им .М. В Ломоносова" 1990 г. в "^£"час "^"мин.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного Ученого Совета биологического факультета МГУ или прислать отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, по адресу: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, Ученому секретарю Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

Ученый секретарь специализированного Совета,

кандидат биологических наук /л л.'/ Л.М.Захарчук

(Ф^

Актуальность проблемы. Па экспертным оценкам экономический ущерб от биедовреадений за последние 30 лет увеличился ка 3 % и достиг 5 % стоимости производимой промышленной продукции. При этом на долю грибов и бакторил приходится около 20 %. Развитие микроорганизмов на целлюлозосодер^ащих текстильных материалах в оптимальных условиях приводит к их разрушению за 7 - 30 суток. Льняное волокно относится к числу наименее баостошшх.

Потери от биодеструкции в значительной степени обусловлены недостаточной разработкой научных основ проблемы биоповревдений. Экологические, биохимические, физиологические особенности микроорганизмов слабо изучены в деструктивном аспекте. Это затрудняет прогнозирование развития биоповрездений, приводит к искажению данных при отборе биостойкях материалов, снижает эффективность мер борьбы о биодеструкторами. Определение грийостойкости целлю-лозосодержащих материалов по визуальной шкале не всегда адекватно степени изменения физико-механических свойств образцов под воздействием бяодеструкторов, что затрудняет оценку грибоустой-чивости льносодержащих материалов технического назначения. Без пршенеаия биопчдоз невозможно внедрение современной машинной технологии уборки льносырья. Широко распространенный односторонний подход при подбора химических препаратов для этой цели не ставит задачи использования наименее токсичных для человека и окружающей среды химических препаратов, не затрагивающих генетический аппарат дивих организмов и может негативно отразиться в последующих поколениях. Исследования микробной деструкции льняного волокна, разработка мероприятий- по предотвращению потерь от 0иоповраздений являются актуальными и перспективными как в теоретическом, так и в практическом аспекте.

Настоящая работа выполнялась в рачках Координацяояного

плана НИР Минвуза СССР по биологии на 1982 - 1905 гг., по Координационному плану НИР по проблеме "Биоповрездения" Научного совета по биоповреадениям 1Н СССР на 1966 ~ 1990 гг., в соотво1>» ствии с общесоюзной программой фундаментальных исследований "Проблемы биоповреадений" на 1989 - 2000 гг.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилооь изучение деструктивной и цадлюлазной активности мицелиалышх грибов и бактерий рода су^рЬар! , вызывающих биоповрезщения льняного волокна, а такко разработка научных основ и методов определения грибостойхооти и предотвращения биоповрендений - льносодержащих материалов.

Конкретные задачи настоящей работы состояли в следующем:

- выявление наиболее активных биодеструкторов льняного волокна;

- изучение уровня и динамики деструктивной и целлмлазной активности мицелиальных грибов и бактерий рода СуЧор1и^л ;

- исследование состава целлюлазных комплексов микроорганизмов-деструкторов, определение роли отделыщх компонентов комплекса в процессе гидролиза целлюлоза льняного волокна, выявлонив оптимальных условий проявления целлмлазной активности;

- разработка научных подходов определения биостойкости льносодержащих материалов технического назначения, включающих: проведонио корреляционного анализа криториов биостонкости и выбор оптимальных показателей деструктивной активности микроорганизмов, стопени биостойкости оОразцоа лыюкатч риалов; создание объективных ассоциативных культур для проведения испытании грибостойкости с учетом зависимости уроння деструктивной и цол-лтазной активности ассоциации от состава ее членов и характера взаимоотношений между микроорганизмами; определение лггимальннх

условий и экспозиции проведения испытаний;

- изучение влияния биоцидов на рост мицелиальных грибов и активность целлюлаз;

- отбор относительно безопасных для человека и окружающей сродн биоцэдоз, снижающих потери от биодеструкции влажного льносырья.

Научная новизна. Проведено комплексное сравнительное изучение уровня и динамика деструктивной и цэдшолазной активности штаммов мицелиальных грибов а бактерий рода Су горька , вызывающих биоповрегдения льняного волокна.

По величине деструктивной и целлюлазкой активности в отношении льняного волокна бактерии рода СугорЬаза не уступают наиболее активннм штампам мицэлиальнах грибов-биодеструкторов. Уровень деструктивной и целлюлазной активности бактерий заносит от условий культивирования.

В составе цэллюлазных комплексов бактерий рода су(.орЬ^а ц мпцелиальных грибов, развивающихся на льняном волокне, выявлены зкзоглюканаза, зндоглюканаза и целлобиаза, соотношение которых меняется в динамике. Показано, что процесс деструкция льняного волокно связан с действием экзоглюканазы и звдоглюканазы.

Оптимум целлюлазной активности цитосуаг наблюдается при р!1 около 8.

Установлено отсутствие ангабирующега действия ряда исследованных биоцидов на активность целлюлазного комплекса.

Корреляционный анализ показал, что при определении деструктивной активности микроорганизмов, вызывавших биоповреадоная льняного волокна и оценке биостойкоста образцов данные, получошше косвенными методами / визуальная оценке, увеличение биомассы / из согласуются с результатами испытаний степени бпоцовревденкя

льняного волокна прямым методом - по изменению прочности.

Практическая ценность. Показана нецелесообразность испол зования визуальных методов для оценки бнсстойкости льносодер-жащих материалов технического назначения.

Разработан способ определения грнбостойкости льносодержа щих материалов с оценкой по снижению прочности, включающий по добранную ассоциацию мицелиалышх грибов с высокой деструктив ной и целлюлазной активностью, оптимизацию экспозиции и услов проведения испытаний.

Выявлена возможность использования I % раствора целловир: дина при определении грибостойкости незащищенных-биоцидами образцов льносодержащих материалов, что значительно упрощает и ускоряет проведение исследований.

В результате скрининга по эффективности фунгицидного дей< ствия и экологотоксикологической безопасности отобраны биоцид ронклан, сумилекс, тачигарен и хинозол, которые могут быть использованы при уборке и хранении влажного лыюсырья.

Показана целесообразность применения хиноэола / 0,5 -1,0 % / в качестве консерванта влажного льносырья. Эффективность его использования продемонстрирована при проведении npoi водствекных испытаний на льнозаводе в с.Грузины Калининской о( ласти.

Апробация работа. Основные положения работы докладывалио: н обсуждалась на II Всесоюзной конференции по биоповрездонкям / г.Горький, 1981 г./, конференции ученых Одесского государственного университета,/ г.Одесса, 1985 г., 1987 г. /, пленуме Научного совета АН СССР по биоповрездонкям / г.Свердловск, 1385 г. /, УН оьезде Всесоюзного микробиологического обществ; / г. Алма-Ата, IS85 г. /, пленума Научного совета АН СССР по

бяововревдениш / г.Одесса, 1986 г./, III Всесоюзной конференции по биоповрезденияа / г.Донецк, 1387г. /, Всесоюзной конференции " Защита древесины и цэллюлозосодержавдх материалов от биоповреждений" / г.Рига, 1989 г. /.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Объем работа. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка использованной литература, содержащего 399 наименований и приложения. Работа иллюстрирована 28 рисунками, включает 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

даш мхшти

Данные литературы обобщены в соответствии с намеченной целью в разделы, отражающие состояние вопроса в области избранной тема: Г.Микробная деструкция целлюлозосодержащшс текстильных материалов. 2.Целлюлазн микроорганизмов. 3.Лабораторная оценка биостойкости целтолозосодерхащого текстиля и бумаги. 4.Подбор биоцидов.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования служили 38 штаммов мицэлиалышх грибов, подобранных по деструктивной и целлюлазяой активности и 39 штаммов целлюлозолитических бактерий рода Су1орЬа;»а . Грибы культивировали на агаризованной среде Чапека-Докса / Мэтоды экспериментальной микологии. Справочник, 1982 /, бактерии - на среде Гетчинсона-Клейтона / ймшенедаий, 1953 /.

Для инокулящш испытуемых образцов' льноматориаяов попользовали суспензию конидий грибов 1-2 млн/мл или бактерий -Ю5 кл/мл.

При подборе фунгицидов испытывали 13 препаратов отечествен-

ного производства и 9 импортных биоцидов.

При выполнении исследований использовали ферментные препараты целловярцдин ГЗх, целлобронин ГЗх, пектофоетидин ГЗх.

¡Точность образцов пряга и ткани определяли на приборах " schoppar " и РУМ. - 65, прочность льносырья - на приборе ДКВ-60.

Структурные изменения в элементарных волокнах льна выявляли путем микроскопии поперечных срезов / Ордлна, 1978 /.

Развитие микроорганизмов на образцах оценивали визуально в баллах.

Биомассу грибов определяли по содержанию общего азота / Шльнева,1979 /, бактерий - по оптической плотности бактериальной суспензии.

Антагонистические взаимоотношения макду шкроорганизмаш выявляли методом перпендикулярных штрихов / Егоров, 1983 /.

Целлюлазную активность бкодеструкторов определяла, модифицировав методику исследования цзлт/.газ Принссхейма / Priage-lialm, Baur, 1928 /.

Активность компонентов целлгалазного комплекса выявляла по общепринятым метода!.! / Родионова и др., 1966; Метода экспериментальной микологии. Справочник, 1982 /.

Цдшшца цолл1злазной активности соответствовала активности фермента, образующего I мкмоль восстанавливающих Сахаров в минуту при действия на I г. льняного волокна.

При проведении полупроизводствогошх испытаний фунгициды вносили в паковки льнотресты. В производственных условиях дой-ствие препарата испытывали на рулонах льнотресты, сформированных пресс-подборщиком ПРП 1,6 1.

Определение ДНК-поврездающего действия фунгицидов осуществляли с использованием шталмов Sscha>-1сМа coli AB 3IIO Pol a",

З.ооН ЗГР-2 по методу Муна / Шш, 1980 /.

'¿утагошоэ действие биоцвдов исследовали на тест-штатат За1пазэ11а 1;урМдзи vj.ua ТА ЭВ, 3,-1урЫлмг1\ш та ЗЗОО ПО методу ЭЯмса /Атза, Ш Сапа, Х-шаааЫ,, 1375 /.

Потенциальную способность химических препаратов индуцировать генше мутации выявляли, добавляя в питательную среду ми-кросомальную фракцию печени крыс / Оакмг, 1980 /.

Токсическое действие биоцидов оценивали по степени деградации монослоя» используя культуру кош ток эмбриона человека, птамм ЕН / Елизарова, 1982 /,

1 Статистическую обработку проводили по Н.Д.ДлохЕнекому / 1280 /.

ДедтруктивпЕя активность цоллюяозолитичеоквд бактерий.

шшкак

У всех исследованных штаммов бактерий, рода СуЬорЬака при иубашюи кульвивировеют была выявлена деструктивная ак-казчость, определяемая пряг.аы методом, по сияхенпю прочности льняной прязз. Наиболее активные биодострукторы за 30 суток уквньппла прочность образцов до 16 — 40 % / табл.1 /» Процесс бЕОПовраздонпй был зафиксирован также с помощью косвенных показателей, по возрастание биомассы к по шкало визуальных наблюдений. Математический анализ показал отсутствие положительной корреляции между ошшшием прочности, образцов я увеличением бчсмасса биодеструкторов / г « - 0,37 /, уменьшением прочности; н визуальной оценкой / г ^ - 0,06 /. Подученные результаты свидетельствуют о необходимости использования прямых методов для сценки бпоотойжости лшосодоркащшс материалов и при оггрэдо-лешш деструктивной активности микроорганизмов.

Развитие цато$аг та обусловило значительного изменения рН сроды.

Таблица I

Деструэтишая и целлюлазная активность бактерий рода Су горька пр* глубинном культивировании

Оптическая Визуальная Прочность Целладазная активность, Е/г-Ю"3 ^ плотность, оценка, пряди, 5 10 20 30

30 сутки баллы, %, сутки сутки сутки сутки

30 сутки 30 сутки

С.Ьи1оЬ1пгоп11 Е31: 1761 0,20 г 72 0,0 3,9 4,8 0,0

Су^орпг^а вр. ? 7-3 0,24 г 36 3,5 7,6 6,6 0,0

Субор^ьД кр. I 7-Ю 0,15 г 40 0,0 4,2 4,6 3,7

Су1;орЬй£а зр. 7-1 £ 0,16 2 40 5,6 6,4 9,5 0,0

СуЬорЬаеа зр. ; т-17 0,28 2 34 2,3 4,8 8,5 9,3

г;.. Г 7—19 0,23 2 40 0,0 3,3 13,5 2,7

C-.-top-.i5a вр. Г 5-2 0,12 2 40 0,0 9,7 8.3 0,0

С-5 0,21 2 36 2,1 1,4 6,0 0,0

Су!;орЬаза зр. 2 6-6 0,12 2 40 0,0 4,8 5,8 0,0

Сугорг-ада вр. I 5-8 0,25 2 16 6,4 11,8 16,0 4,2

Высокий уровень целлюлазной активности, фиксируемый на протяжении длительного периода у наиболее активных биодеструкторов ук&зиваот на ключевую роль целлюлаэ в процессе биоповреадения льняного волокна.

При микроскопии установлено, что развитие цитофаг приводит а образованию ровных выемок в стенках элементарных волокон льна, разрушит оболочки волокна, уменьшению радиальной слоистости..

Условия культивирования оказывают значительное влияние на деструктивную и целлюлазную активность цитофаг. При поверхностном культивировании птагягы cytophaga hutohinsonii ds.v. 1761 и Cytophaga ар.т 6-8 на 13 и 7 сутки разрушили льняную прягу полностью / рис. I /. Максимальные значения целлюлазной активности при поверхностном культивировании были отмечены на 5 и 7 сутки и доходили до Ш*Ю~3 Е/г, что на порядок выше, чем при глубинном»

Оптимум целлюлазной активности обоих итачмов цитофаг находился з области pH 8.

Преимущественное развитие целлюлозолитических цитофаг на граница раздела жидкой среды и воздуха, потребность их в высокой влажности оубстрата, проявление высокой целлюлазной активности в узкиз диапазоне pH ограничивает участие зтих микроорганизмов в процесса биоповреадений льносодеравдих материалов в природных условиях. По-видимому, цитофаги представляют наибольшую опасность при биоповреждениях лыю содержащих материалов технического назначения, которые в процессе эксплуатации контактируют с водой и почвой.

У штаммов С .hutohinsoaii DSU X76I, Cytophaga ер. Т 6-в обнаружена эхзоглгааназа, эндоглюканаза, цоллобиаза, соотношение

п

о •

с, à 10- S ICO- 0 г

л о а.

о о X 6- с ео-

я Ê «

к

«

n

<o

S §

о

ici ÏT

Время, сутки

Рис. I. Деструктивная и целлшазнал активность Cytophags hutchinsonii nSM 1761 (о) п Cytopha?a зр. Т 6-8 (б) в процессе поверхностного культивирования I---прочность, 2-— целлааазная ёютшкосгь

к. •

:'.оторж г «пял ось в процессе роста культур. Полученные данные по исклячаят участия всех компонентов целлилазиого ксмгиюкса в процесса баояовреэдекия льняного волокна цптофагами и показывают» что пэдролитичесног^у воздействии цитофаг подверстаны различные фор^и цоллнлозы, а бактерии рода cytophaga являются биодеструкторагш широкого спектра целдюлозосодераащих материалов..

тъ мщидадлиаа

Условия поверхностного культющровашя на льняном волокна, используемом в качество единственного источника питания я опорного субстрата позволила максимально приблизить параметры опытов к тем уоловияк, в которюс наиболее часто отмечавтоя больЕИо потери от паврзедоши льнооодерзацях материалов мицоли-ольнкми грабами.

йссладуешо итаммы проявили деструктивную активность в различной степени. За 30 суток прочность образцов пряжи снизилась до 12 - 88 %, Менее тратя исходной прочности пряжи сохранилось к концу испытаний в результате развития на льняном волокне наиболее активных биодеструкторов / табл. 2 /,

О помодко .косвенных показателей на 30-е сутки выявили наиболее высокую деструктивную активность у Chaatomiun globo-oun ваар Ю9, '¡'(,'тоtfc»оiiua verrucaria ВКМР ЗВЗ, Stachybotria phartarum d Э9И - по шкала визуальных наблюдений и у сь, gloíoaua ВЕМР Ю9» 3.ohartanim d 3911- по наибольшему увеличению биомассы.

Отсутствие положительной корреляции между визуальной оценкой и скижбнвеи прочности /г = - 0,2? /, а также между увз~ личениетл биомасса биодеструкторов и уменьшением прочности

Таблица 2

Деструктивная я целдвлазная активность шцелиальных грибов

Прочность Угеличзние Цвллмазная Активность кошонентов цеядвлазного

npßSH, белка, активность, комплекса, Е/г*10" -3

Грибы %. шсгУг Е/г'ИГ3 экзоглюканаза знроглпканаза цохлоби&за

30 30 10 30 10 30 10 30 10 20

суток суток суток суток суток суток суток суток суток суток

Aspergillus XunXgatus 20 70 150 г 185 407 2740 395 2030 680

EES' 2в

ChaetordLira arachnoïdes 18 59 96 28 308 333 833 722 1340 852

D 2714

¿h. globosU-T. 3K131 109 13 109 ИЗ 18 333 475 1060 0 1420 II2Q

^yrotheoiiL-r. verrucaria 12 63 24 22 284 444 494 234 410 105

EX}.!? 183

Ponicilliur. iuaiculosun 21 33 50 25 241 0 407 550 Н5Э ШО

П\1-Л » M J Saptoria laoustris D 3^-37 29 III 46 9 382 118 1833 66G 1440 574

JcachyVotris ehartarun 19 75 НО 130 407 148 889 1000 1060 1150.

E 3311 ' '3

-rich^aarr-a virile 24 65 57 303 358 815 333 1310 1050

/г= - 0,34 / свидетельствовали о том, что косвенных оценок . степени биоповревдения недостаточно для выявления наиболее активных биодеструкторов и объективного определения биостсйко-ста лъносодержащих образцов материалов технического назначения.

У птамглов с высокой деструктивной активностью одновременно зафиксированы наибольшие значения целлчэлазной активности. Существенного измзиония рН срзда обнаружить не удалось. '

При изучении динамики цэллюлазкой и деструктивной актив-' кости микромицетов выявлены максимальные значения целлюлаз на уровне 220"1СГ3 - 72,Ю~3 Е/г на 5 - 15 сутки культивирования. Прочность образцов интенсивно снижалась в основном в теташга 20 суток с момента инокуляции.

В составе цзллолазного комплекса мицзлиальшх грибов выявлены зкзоглюканаза, эндоглюканаза, целлобиаза соотношение и . величины.которых менялись в процессе роста микроорганизмов. Лестоукпия льняного волокна препаратами целлюлаз Сходный характер повреждения льняного волокна микроорганизмами и препаратами целлюлаз обнаружен при сопоставлении динамики снижения прочности образцов, Еыделения восстанавливающих Сахаров в процессо гидролиза, микроскопии подеречкнх срезов элементарных волокон. Наличие высокоактивных целлюлаз у наиболее активных биодеструкторов является подтверждением июли о доминирующем значении целлюлаз в процессо биоповреждепия льносодержащих материалов.

При выявлении роли отдельных компонентов целлкэлазкого комплекса в процессе биодеструкции использовали пектоуюэтидин, у которого была обнаружена активность окзоглюканаэ, эндоглшаназ и целлобиаз, а также цолловиридин и целлобоонин, в составе цел-лшазного комплекса которых бчлн зкзоглюканаза и эвдогдоканаза.

/ рис. 2 /. Целловиридин и цаллобронин по деструктивной активности к гидролитического действии значительно превосходили пек» тофовтвдин. Анализ полученных данных позволяет предположить, что целлобиазы не оказывают существенного влияния на ппоцесо разрушения льняного волокна. . Е/г

л о

к ^

к га

к <я к

I

60.

80.

40.

30.

Ж ||

щ

Г-■

77,

црллоброюш целловиридин поктофоеищын Ркс.2, Дэллвлазшя активность ферментных препаратов

Щ Г") Ш

- экзоглюканаза, |_| - эндогликаназа, ¡222 - целлобказа

В результате изучения зависимости стецэни деструкции льня~ кого волокла от концентраций йориэдтьих препаратов показана воомогнисть использования I % раствора цолнавирвднна для исследования биоотойкости незащищенных биоцздаыи лыюоодаргащих материалов.

Биоциды, подбираемые для предотвращения потерь о® биопо-враадений льносырья в концентрациях, предотвращающих развитие мицелиалышх грибов, не оказывали существенного ингибврущего действия ¡га активность целлюяаз. Очэвцдао, «¡эханизм защитного действия биоцидов связан'с подавлением гизнедоя?вльности микроорганязмов-биодеструхтороа.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что не всегда визуальная оцзгша степени биопоБрездения адекватна иакэ-г:зпням физико-механических свойств образцов льняного волокна. Таким образел, визуальпсй оценки грибостойкости по ГОСТ. 9.ßQ2-84 недостаточно для «¿ьоктявного определения грибоусто'!-■sboctu льносодерхзщкх материалов, которые должны сохраняла прочность в процессе эксплуагацш:.

Набор грибов, предназначений для визуальной оценка / ГОСТ 0.802-84 / кз проявил знсокую деструктивную активность, снизив прочность ирянн за 30 суток на 59 Из шгакмов, отобранных по деструктивной и цэллюлазной активности, были ссставло» ш 26 ассошшдзй, 5 из которых на 30 сутки полностью разрушил • нряяу. Иссладозанла уровня деструктивной и целлюлазной актазно-.. ста ассоциаций, учэт антагонистического взашрдсйствия их чга- ' нов позволил отобрать наиболее активную ассоциацию, зключазщуп ЕТЙШЫ: Aapsi-sillue fumigatua ВКМР 28, Ghaetomium globosiim EKLT? 109, Bsnicillium funiculosura BKMF III5, ftyrotheclum varru-carla BKffip 183, Staciiybotris chartarum D 3911.

Изучение динамики целлюлазной и деструктивной активности позволило обосновать минимальную экспозицию проведения испытаний - 20 суток. Для культивирования ассоциаций грибов на образцах лъносодэряащих материалов были расработанн специальные подставки из оргстекла, обеспочяЕающив свободный доступ воздуха к каждому образцу, исключающие их соприкосновенна.

Преимущество способа, предложенного для испытаний грибоссо;^-кости лыюсодерлсащкх материалов Центральному научно-исследов-з-тельскому институту лубяных волокон, было продемонстрировано на

IS

образцах различных льносодерчсащих материалов. В отличие от метода ГОСТ 9.802-84 разработанный способ позволил дать дифференцированную оценку их грибостойкостя: так, установлено, что свэ-топрочнокомбинированная пропитка повышенной водоупорности повывает грибостойкость ткани; показано, что стланцевая пря;5а является более грибоуЪтойчивой, чем моченцовая.

влатаого льносырья Применение разработанного способа позволило из 22 биовдд-ных препаратов, используемых в сельском хозяйства, отобрать ми-кал, ровр&ль, ронялан, сумилекс, тачигарен, трилан, х;исзол, которые наиболее эффективно предотвращали развитие биодеструк-тороз на лыюсырьэ.

Широкое применение биоцидов может повлечь отрицательный экологический эффект в результате токсического, ДНК-поврездавщо-го и мутагенного влияния этих соединений не только на микроорганизмы, повреадающке льняное еолокно, но и на другиа живые организмы, в том числе и на человека. Для уменьшения потенциальной генетической и экологической опасности нами предложен новый подход выбора биоцидов. Скрининг биоцидов был осуществлен с использованием биотестов, которые применяются в практике экологического мониторинга окружающей среда.

Использование перевиваемой линии клеток почек эмбриона человека / штамм Щ / показало, что наиболее сильным токсикантом среди отобранных по фунгицидному действию препаратов' является трилан, который в дозе 100 мкг/мл полностью повреждал монослой. Высокую токсичность проявили также микал и ровраль.

ДИК-повревдающее действие, выявляемое о использованием икзт-ытаммоз ззаЬзг1оЬ1в coli также наиболее бШю выражено у

трилана, который, вызвал гибель клеток штамма ß.coli ab 3ixo pol а" , недостаточного по системе репарации, уже в дозе 2,5 мкг/мл. Микал, сумилекс, тачигарен, хинозол проявили ДВК-повреадающее действие в концентрации 5-10 мкг/мл.

Применение тест-штаммов Salmonella typhlmrium не позволило обнаружить ДЙК-поврездающего действия у испытуемых химических препаратов без метаболической активации генотоксического эффекта. При добавлении в селективную питательную среду метаболически активного тканевого экстракта у микала была выявлена потенциальная способность вызывать мутации типа замены пар'оснований при попадании в организм животных и человека.

Таким образом, по сочетанию фунгицидного действия с найме-* нее токсичным, ДНК-повреядающям и мутагенным эффектом были отобраны для консервации льносырья ронилан, сумилекс, тачигарен и хинозол.

Для дальнейших испытаний был выбран хирозол, который вы- • пускается отечественной промышленностью. Проведение полупроиз-водствешзых испытаний в Центральном научно-исследовательском институте лубяных волокон, производственных -испытаний на льнозаводе в селе Грузины Калининской области показало возмояность использования хинозола в концентрации 0,5 - 1,5 % для защиты влажного льноснрья от биоповреядетй.

ВЫВОДЫ

I. При исследовании 38 штаммов различных видов мицелиаль-ных грибов и 39 штаммов бактерий рода cytophaga установлено, что целлюлозолитические микроорганизмы являются активными деструкторами льняного волокна. Деструктивная активность микроорганизмов зависит от уровня и продолжительности биосинтеза целлюлаз.

2. Деструктивная и целлюлазная активность бактерий рода суирЬаеа максимально проявляется з условиях поверхностного культивирования. Полное разрушение, льняного волокна в этих условиях протекает за 7 - 13 суток, при этом максимум целлюлазной активности наблюдается на 5 - -7 сутки.

3. В цоллюла!зном комплексе шцелиалъшк грибов и бактерий, вызывающих биоповревдения льняного волокна, обнаружены экзомт-каназа, эндоглюканаза, целлобиаза. Соотношение компонентов ферментативного комплекса изменяется в процессе роста микроорганизмов. рН оптимум целлюлазной активности цитофаг расположен в зоне рН 8,0.

4. Показано, что характер разрушения льняного волокна целлкзлазнкми ферментами препаратами сходен с деструкцией его микроорганизмами,.Интенсивность разрушения льняного волокна в значительной степени определяется активностью екзо- и овдоглз-каназ. Биоцида в концентрациях, предотвращающих развитко мице-лиалышх грибов, не оказывают юанблрующегс действия на актиБ~ ность целлюлаз. Препараты цоллюлаз / I % / - целловирэдик и целлобронип могут быть использованы для испытаний грибостойкос-тк незащищенных биоцидами льносодэржащих препаратов.

5. Визуальная оценка не отражает степень разрушения льняного волокна иицелиалыпдаг грибами к бактериями. При определении биостойкости льносодерзащих образцов, которые до. они сохранять целостность волокна и прочность при хранении и эксплуатации в условиях высокой влажности, объективна.! показателем бкостойкости является изменение прочности.

6. Подобрана ассоциативная культура мицеяиальных грибов, отличающаяся высокой деструктивной и целлюлазной активностью. Ка ее основе разработан способ определения грибостойкости льно-

сцрья, пряжи и льносодеряащих тканой технического назначения, с сценкой по изменению срочности испытуемых образцов, который позволяет сократить время проведения испытаний с 28 суток по ТОСТ 9.802-84 до 20 суток. С йримонением разработанного способа изучена грзбостойкость различных льносодержадих материалов и установлена зависимость грибостойкости льноволокна от способа его получения.

7. Для снижения потенциальной экологической опасности от применения биоцидов предлагается проводить их подбор с оценкой токсической и генотоксической активностей. Показана возможность использовать в качестве моделей для оцешси экологической опасности биоцидов мутантных штаммов бактерий feobarichla osii АВ ЗХБЗ РэХ A", B.coli YJP-2, Salmonella typhinruri-ua ТА 98, S.ty-

phitsuriun 5A ico и культуры меток человека, штамм PH.

8. Изучение 22 биоцидов с применением биологических тестов позволило аыявить относительную экологическую безопасность фув~ гицадншс препаратов роналана, сумилекса, тачигарена, хинозола. В лаборатории: и производственных испытаниях установлена возможность использования хинозола для консервации влажного льно-сырья при машинном способе уборки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТИЛЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Изучение грибостойкости декоративного бумажно-слоистого пластика / В.П.Тульчинская, В.А.'Лванипа, ;л.С.Мишнаевский, Н.Г.Юргелайтис, О.С.Вагаева // Биоповреждения. II Всесошкая конференция по биоповреждениям: Горький, 1981 г. : Тез. докл. - Горький, 1981. - T.I. - С. 39.

2. Новый метод микробиологических испытаний тканей / В.И. Ходырев, Т.В.ГЬгаснь, Л.Б.Лагтонова, В.П.Тульчинская, В.А.Ивани-ца, О.С.Еаглева // Текстильная промышленность. - 1983. - Л- 10. -

С. 59.

3. Багаева О.С., Фалькова И.И, Защита льняного волокна от повреждений ыикроммцетами // Достижения микробиологии - практике. Материалы УН съезда Всесоюзного микробиологического общества. - Алма-Ата, 1985. - Т. 6. - С. 16.

4. Консерва1мя льняного сырья с повышенной влажностью

/ И.Я.Шаров, В.И.Ходырев, Т.В.Пивень, О.С.Багаева // Исследования в области технологии первичной обработки льна. - Ы., 1986. - С. 71-76.

5. Бабаева 0;С., Ласкевич Е.М., Токаренко И.В. Повреждение льняного волокна мицелиагаными грибами // Материалы научной конференции ученых Одесского университета. - Одесса, 1987. -

С. 88 - 93. Рукопись деп. в УкрНИИНТИ J6 2301 - Ук от 04.08.87.

6. Иваница В.А., Багаева O.G., Кушниренко Е.К. Деструкция: льняного волокна бактериями рода Cytopbaga // Третья Всесоюзная конференция по биоповрездениям: Донецк, 19 - 21 октября 1987 г. : Тез. докл. - М„ 1987. - С. 67.

7. Цдентифик&ция скользящих бактерий - деструкторов цоллю-лозосодержащих материалов / В.А.Иваница, Н.Г.Юргелайтис, Е.К. Кушниренко, О.С.Багаева // Проблемы идентификации микроскопических грибов и других микроорганизмов. Материалы к секции республиканской конференции: Вильнюс, 22 - 23 сентября 1987 г. . -Вильнюс, 1987. - С. 38-39.

8. Деструктивная и целлюлазная активность микромицетов, развивающихся на льноматериалах / В.А.Иваница, О.С.Багаева, ¿¡.И. Ходырев, Т.В.Швень // Проблемы биологического повроздения материалов. Экологический аспекты. - Вильнюс, 1988. - С. 92 - 29.

9. Планица Ii.А., Багаева О.С. Деструктивная активность целлюлозоразлагавдих бактерий рода Cytopiiaga по отношении к

льняному волокну // Микробиологический аурнал. - 1988. - Т. 49,-й 6. - С. 45 - 48.

10. Подбор биоцидоз для предохранения льносырья от биоповреждений / О.С.Багаева, В.П.Тульчинская, 1.3.Ливень, З.к.'/та,-ница' // Биоповреждения и защита материалов биоцидами. - И., 1988. - С. 92 - 98.

11. Проблемы бактериальной деструкции пеллюлозосодержацшс материалов / В.А.Иваница, Н.Г.Юргелайтис, Е.К.Кушнлраико, Н.А.Елинская, О.С.Багаева // Проблем биологического поврезде- . ния материалов. Экологические аспекты. - Вильнюс, 1988. -

С. 99 - 105.

12. Новый подход к оценка биостойкости материалов

/ Т.В.Пивень, О.С.Багаева, А.А.Ильин, В.И.Ходкрез, З.А.Изашг-. т, С.А.Качаров // Защита древесины и цоллплозосодерсгавдх материалов от биоповревденлй: Pirra, 21 - 23 ноября 1989 г. : Тез. докл. Всесоюзной конференции. - Рига, J989. - С. 154 -155.

13. Иваница В.А., Багаева О.С., Куиниренко 2.К. Деструктивная активность некоторых штаммов цятофаг по отношению к льняному волокну // Актуальные проблемы биологических повреждений a защиты материалов, изделий и сооружений. - М., 1989. -

С. 102 - НО.

14. Целяплазы, как фактор микробной достругаем льняного по.локна / В.А.Пвянкца, О.С.ЕЧгатеа, А.П.Синицьгн, Т.З.Пивень, В.И.Ходырев // Ракита дрзвестш и пеллюлозосодертадих материалов от биоповретдвнпЯ: Pirra, 21 - 23 ноября 1989 г. : Теп. докл. Всесоюзной конференции. - Рига, 193Э. - С. 228 -230.

15. Способ определит гркбостойкости льиосодпртаяих

материалов / В.А.Иваница, О.С.Багаова, З.Й.Ходыров, Т.В.Ливень // Микология и фитопатология. -• 1990. - Т. 24, вып. I. -С. 44 - 50.