Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Получение адгезивных материалов из отходов пищевой промышленности путем микробиологического синтеза

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Получение адгезивных материалов из отходов пищевой промышленности путем микробиологического синтеза"

//-"-""ТОУВПО «Мордовский государственный университет имени У) Н.П. Огарева»

Биологический факультет

На правах

Ведяшкина Татьяна Александровна ПОЛУЧЕНИЕ АДГЕЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОТХОДОВ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПУТЕМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО

СИНТЕЗА

Специальность 03 00 23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

0031Г^зио

Саранск 2007

003175903

Работа выполнена на кафедре биотехнологии Мордовского государственного университета имени Н П Огарева Научный руководитель

Ведущая организация

Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино

Защита состоится «30» ноября 2007 в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 117 12 по биотехнологии при Мордовском университете им Н П Огарева по адресу 430032, г Саранск, ул Ульянова, 26 б, биологический факультет, ауд 318

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Автореферат разослан «30» октября 2007 г

Доктор биологических наук, профессор

В В Ревин (биотехнология)

Официальные оппоненты

Доктор биологических наук, профессор

Доктор биологических наук

В Ф Смирнов М В Донова

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат биологических наук ■— С А Ибрагимова

Общая характеристика работы

Актуальность темы В настоящее время в связи с высокой токсичностью и стоимостью основных клеевых компонентов, используемых для склеивания различных изделий, разрабатываются адгезивные материалы на основе экологически безопасных биокомпонентов содержащие такие биополимеры как полисахариды и белковые соединения

Одним из таких компонентов может выступать полисахарид - декстран, обладающий выраженными адгезивными свойствами Биосинтез декстрана и его свойства зависят от ряда физико-химических факторов, состава среды и штамма-продуцента Условия синтеза декстрана отработаны в основном в производстве плазмозаменителей Получение технического декстрана, с использованием пищевого сырья в качестве питательной среды, как адгезивного материала в настоящее время малоизученно Для удешевления получаемого материала применяли в качестве компонента питательной среды отходы пищевой промышленности Поэтому культивирование ЬеисопоБ^с теэеМего^ея проводили на отходах пищевой промышленности, таких как меласса, пахта, молочная сыворотка и барда Использование этих продуктов связано с рядом положительных эффектов, т к наряду с питательной ценностью, они оказывают и пластифицирующий эффект на биоклей

Ценный побочный продукт сахарной промышленности - меласса имеет богатый качественный и количественный состав, в особенности большое содержание сахарозы, позволяет использовать ее для культивирования продуцента декстрана Ьеисопов1ос mesenteroid.es Не менее ценно по составу вторичное сырье молочной промышленности — пахта, молочная сыворотка и спиртовой промышленности - барда Благодаря разнообразному составу они могут быть использованы в микробном биосинтезе как источник углеродного питания и ростовых факторов Кроме этого, микробиологическая переработка мелассы, пахты, молочной сыворотки и послеспиртовой барды с получением ценных продуктов микробного синтеза является одним из путей эффективной и быстрой утилизации данных отходов

Проведение таких работ представляется актуальным, поскольку они направлены не только на решение теоретических, но и прикладных проблем биотехнологии, т е на получение новых материалов из отходов производства

Цели и задачи исследования. Цель работы - Получение адгезивных материалов из отходов пищевой промышленности путем микробиологического синтеза

Для достижения этой цели нами решались следующие задачи

1) Оптимизировать условия синтеза декстрана микроорганизмом Ь тезеМегои^ея в средах содержащих мелассу в качестве единственного питательного субстрата,

2) Изучить условия синтеза декстрана микроорганизмом Ь та,е.п1егои1е.<>' в средах содержащих пахту, молочную сыворотку и послеспиртовую барду

3) Изучить органолептические и физико-механические свойства культу-ральной жидкости Ьеисопохк>с те.<;еШего1с1е$, содержащий технический декстран, в качестве адгезивного материала

4) Провести испытание полученных адгезивных материалов по общепринятой методике

Научная новизна. Впервые исследованы физиолого-биохимические особенности роста бактерии ЬеисопозШс тезеШетйез ВКМ 2713 Д при росте в средах на основе мелассы, пахты, молочной сыворотке и послеспиртовой барде

Оптимизирован состав питательной среды и режимы культивирования, обеспечивающие максимальный выход технического декстрана Проведенные испытания показали высокие адгезивные свойства полученных материалов Введение в состав среды культивирования отходов молочной и спиртовой промышленности увеличивает скорость образования технического декстрана и повышает адгезивные свойства культуральной жидкости Получена культурапьная жидкость Ьеисопоз1ос mesenteroid.es, соответствующая новому клеевому материалу, обладающая высокими адгезивными свойствами

Научно-практическая значимость работы Использование отходов пищевой промышленности позволит получить биоклей, обладающий высокими адгезивными свойствами, а также будет способствовать улучшению экологической ситуации за счет их утилизации

Связь работы с научными программами Представленные результаты были получены в ходе исследований, проведенных в рамках хоздоговорных научно-исследовательских работ с ОАО «Биохимик» - " Отработка условий получения биоклея из основе технического декстрана и испытание его адгезивных свойств ", гранта ФЦП «Интеграция» - " Разработка технологии производства биоклея на

основе технического декстрана, полученного путем культивирования бактерии Lcuconostoc mesenteroides на отходах сахарной промышленности "

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены для обсуждения на на международном конгрессе «Биотехнология состояние и перспективы развития» (Москва 2002 г), международной конференции «Agro-Biotesh in the New Millenium» (Гавана 2002 )Огаревских чтениях (Саранск 2001-2007), на республиканских научно-практических конференциях «Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса региона» (Саранск, 2004,2006),

Публикации. Материалы диссертации представлены в 12 публикациях Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, 4 главы собственных исследований, выводы и список литературы, включающий 150 источников

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Обзор литературы. Рассмотрены характеристика продуцента декстрана -бактерий рода Leuconostoc, биосинтез декстрана, использование биополимеров для получения адгезивных материалов, физическая и химическая модификация биоклеев, вторичное сырье пищевой промышленности, используемые для приготовления, сред с целью культивирования L mesenteroides

Материалы и методы исследования В работе использовали штамм Leuconostoc mesenteroides ВКМ 2713-Д

В качестве субстратов для глубинного культивирования использовали 1 мелассу - разведенную водой 2 Мелассу, разведенную пахтой 3 Мелассу, разведенную молочной сывороткой 4 Мелассу, разведенную бардой 5 Мелассу, разведенную пахтой и сывороткой, пахтой и бардой в различных соотношениях

Оптическую плотность исследуемых образцов определяли на спектрофотометре СФ-46 «Ломо» (Россия)

Для выращивания и поддержания культуры L mesenteroides, использовали сахарозосодержащую среду, описанную в регламенте производства поли-глюкина на основе декстрана [Регламент культивирования L mesenteroides в производстве полиглюкина на основе декстранов Саранск, 1979] В качестве инокулята использовали суспензию суточной биомассы бактерии, выращенной

на среде Долса 3 Мелассная - мелассу разводили водой до необходимой концентрации сахарозы, рН 6,75

Культивирование L mesenteroides в экспериментах по оптимизации условий культивирования проводили в мелассной среде, варьируя содержание сахарозы, исходной рН культивирования, содержание MgS04 , скорости перемешивания, соотношение дополнительных субстратов - пахта, молочная сыворотка, барда

Культивирование проводили как в статических условиях, так и при перемешивании в течение 2-5 суток в зависимости от скорости образования декстрана

Количество биомассы определяли весовым методом Содержание декстрана определяли после двойного осаждения 96% этанолом весовым методом [Инструкция №3 ,1996]

Содержание белка в культуральной жидкости определяли по методу Бредфорд, используя в качестве стандарта бычий сывороточный альбумин [Bradford ММ, 1976]

Все клеевые композиции испытывали, определяя органолептические свойства клея (ГОСТ 3252-80), стойкость к воздействию плесневыми грибами (ГОСТ 2067-93), прочность склеивания по бумаге (ГОСТ 18251 -87)

Результаты подвергали статистической обработке на персональном компьютере IBM Pentium с использованием пакета программ STAT 2 и электронных таблиц Microsoft Excel 2000 Погрешность опытов не превышала 5 % при подсчете среднего значения

Результаты и их обсуждение Оптимизация условий синтеза декстрана микроорганизмом L. mesenteroides в средах на основе мелассы. В промышленности L mesenteroides культивируют для получения клинических декстранов на минеральной среде с содержанием сахарозы 10-30 % При использовании декстранов для технических целей, например в качестве биоадгезива, целесообразнее для синтеза декстрана использовать вторичное сырье, такое как меласса В связи с этим были проведены исследования по оптимизации условий синтеза декстрана в средах содержащих мелассу, в качестве единственного компонента питательной среды Для этого изучали влияние концентрации сахарозы мелассы, витаминов и ионов магния, рН среды и скорости перемешивания

Влияние концентрации мелассы на образование декстрана микроорганизмом /.. тезеМегоШев. При культивировании микроорганизмов на регламентированной среде с сахарозой максимальное количество декстрана (49 г/л) было получено на 4 сутки роста (рисунок I). В экспериментах с использованием среды Долса декстран образовывался уже на 2 сутки роста и его выход был на 17 % выше по сравнению с регламентированной средой и составил 68,7 г/л. Выращивание Ь. техеп(его1(1е$ показало, что концентрация сахарозы мелассы в питательных средах 5 - 17,5 % приводит к увеличению образования декстрана до 56,8 г/л.

Однако, более высокая концентрация мелассы - 20 -22,5 %, начинала подавлять биосинтез декстрана. Уменьшение выхода декстрана на средах с высокой концентрацией мелассы, возможно, связано с наличием в составе мелассы веществ, ингибирующих ферменты, участвующих в образовании полисахарида или с ин-гибированием синтеза конечным продуктом - декстраном.

Влияние рН среды на основе мелассы на образование декстрана В ряде работ было выяснено, что оптимальное значение рН для развития тезеп1его{с1ез возможно в достаточно широких пределах от 5 до 8, однако ферментативная реакция протекает при рН 5,2 -5,6 [Пекич Б. и др., 1991]. Поэтому представляет интерес выявить оптимальный рН среды на основе мелассы. Исходное значение рН питательных сред используемых для изучения продуцента декстрана и особенностей его образования составляет 6,8 - 6,9. Полученные результаты представлены на рисунке 2. Оптимальной величиной рН для синтеза декстрана культурой /,. »ге.?е«/его/£/е.у также как и в случае с контрольным вариантом является рН 6,75. При этом выход декстрана на данной среде на 15% выше, чем в контрольной.

Сахароза, %

■ Регламекгированная среда □ Среда Долса □ мелассная

Рисунок I - Влияние концентрации сахарозы мелассы на образование декстрана

Дальнейшее увеличение рН до 7-8 приводит к резкому снижению синтеза декст-рана.

Таким образом, рН 6,75 является оптимальным и может быть рекомендован для культивирования те.ч-егиегоЫев на среде с мелассой в качестве единственного источника питания.

Влияние режима перемешивания на образование декстрана

тезеп1его1(1е& являясь аэротолерантным, обладает способностью образовывать декстран как в перемешиваемых, так и в стационарных условиях. Однако, имеются отдельные сведения о том, что в условиях аэрации ускоряется процесс ферментации. Учитывая эти данные мы проводили культивирование на круговой качалке при 50, 100, 150 , 200 и 250 об/мин в течении 4 суток.

Использование в регламентированной среде в качестве источника азота хлорида аммония и низких концентраций пептона (0,02-0,03 %) приводило к тому, что максимум накопления декстрана наблюдался позже и по количественным значениям был меньше, чем при применении среды с дрожжевым экстрактом. Анализируя данные рисунка 3, можно отметить, что изменение состава среды приводит также к изменению характера зависимости выхода декстрана от режима перемешивания.

При использовании среды с дрожжевым экстрактом разница в накоплении декстрана при статических условиях и при 200 об/мин не превышала 15 %. Выход декстрана при культивировании на среде с мелассой в статических условиях составил 11,3 г/л. При переходе к динамическим условиям происходит увеличение образования декстрана в опытной и в регламентированной средах.

В целом зависимость количества синтезированного декстрана me.se.nter-oid.es от числа оборотов качалки на обеих средах имела сходный характер

■ сахароза □меласса Рисунок 2 - Влияние рН на образование технического декстрана в средах на основе мелассы

г/л 70 60 50 40 Н 30 20 ■ 10 0

1

hi

i

i

50

при увеличении скорости перемешивания на 50 об/мин выход декстрана увеличивался в среднем на 10 г/л. При 200 об/мин количество декстрана достигло максимума (52,31 г/л на меласс-ной среде). Дальнейшее увеличение скорости перемешивания до 250 об/мин приводит к подавлению синтеза декстрана. По литературным данным витамины: тиамин, никотиновая кислота и пантотенат кальция являются необходимыми факторами роста для лейконостока [РоузЭ., 1971; Блинов Н.П., 1989; Holzapfer W.H.h др., 1992; Focaud С. И др. 1997]. Однако, для мелассной среды влияние витаминов на выход декстрана неизвестно. Поэтому было изучено влияние вышеуказанных витаминов на биосинтез декстрана бактерией L. mesenteroicles.

Во всех вариантах,

100 150 200 250об/мш| ■ Регламентированная среда О Среда Долса □ мелассная

Рисунок 3 - Влияние скорости перемешивания на образование декстрана L. mesenteroides

0,23

0,1В

1

0,08

12 3 4 5 6

Продолжительность культивирования, сутки

—о— Контроль

—о—Тиамин (0,5мг/л)

—•— Никотиновая кислота (0,5мг/л)

—*— Пантотенат кальция (0,5 мг/л)

—*—Тиамин (1 мг/л)

—Никотиновая кислота (1 мг/л)

—♦— Пантотенат кальция (1 мг/л)

Рисунок 4 - Динамика образования белка в средах с добавлением витаминов

кроме контроля, на вторые сутки биомасса достигает максимума, и в течение следующих 24 часов остается без изменения (рис. 4). К шестым суткам биомасса довольно резко снижается, что связано с истощением питательной среды, накоплением продуктов метаболизма

При сопоставлении данных по выходу декстрана (рис. 5) с дан-

100

90

80

70

X

60

(О 50

40

30

ными по содержанию белка, установлено, что в отличие от накопления белка, содержание декстрана в культуральной жидкости начинает возрастать на 3 сутки и достигает максимума на 4, а на средах с добавлением никотиновой кислоты и пантотенатом кальция - на пятые сутки и соответствует литературным данным о том, что синтез декстрана запаздывает по отношению к росту культуры [Пекич Б., 1991].

При внесении витаминов в количестве 0,5 мг/л декстран начинал образовываться во всех средах на 2 сутки, но в отличие от контроля наблюдается более продолжительный процесс ферментации. Максимальный выход декстрана в контрольной среде составил 62,8г/л на 4 сутки, в то время как на среде с пантотенатом кальция он достиг 69,5 г/л на 5 сутки, а на среде с никотиновой кислотой - 66,7 г/л на 6 сутки. Тиамин также способствовал продлению процесса синтеза декстрана - выход продукта в этом случае составил 64,1 г/л на 5 сутки.

Повышение концентрации витаминов до 1 мг/л привело к увеличению синтеза декстрана, особенно на среде с пантотенатом кальция, в этом случае наблюдался максимальный выход, который составил 74,3 г/л на 5 сутки.

Меньшее количество декстрана образовывалось в присутствии никотиновой кислоты -71,5 г/л, на 6 сутки, то есть снова наблюдается более продолжительный процесс ферментации.

Исходя из наших данных, можно заключить, что витамины увеличивают выход декстрана и наибольшее его количество наблюдается в средах содержащих 1 мг/л пантотената кальция и никотиновой кислоты.

2 3 4 5 6 Контроль Тиамин (0,5мг/л) —•— Никотиновая кислота (0,5мг/л) —*— Пантотенат кальция (0,5 мг/л) —ж—Тиамин (1 мг/л) —*— Никотиновая кислота (1 мг/л) —♦—Пантотенат кальция (1 мг/л)

Рисунок 5 - Динамика образования декстрана в средах с добавлением витаминов

е-

<D

Совместное влияние ионов Mg + и рН на выход декстрана. Учитывая важное влияние ионов магния на структуру декстрана [Аркадьева З.А и др., 1989; Germain-Alpettaz V, 2002] и соответственно на его свойства было изучено влияние ионов Mg2+ на синтез декстрана и определение оптимальной концентрации MgS04 при варьировании исходного значения рН для максимального синтеза технического декстрана культурой Leuconostoc. Результаты исследований представлены на рисунках 6-8.

В варианте с рН 6,5 выход декстрана на контрольной среде был на 18,5 % меньше, чем в опытных.

При сравнении количества декстрана, полученного на питательных средах с различными концентрациями MgS04, можно сказать, что с увеличением количества MgS04 в питательной среде от 0,01 % до 0,06 % выход технического декстрана остается на одинаковом уровне. Увеличение рН до 6,75 позволило повысить выход экзопо-лисахарида, однако в этом случае с ростом концентрации соли MgS04 с 0,01 % до 0,06 % происходило снижение количества декстрана.

Максимальное декстрано-образование наблюдалось при росте L. mesenteroides в питательной среде с содержанием сульфата магния 0,02 %. В этом случае количество синтезиро-

сутки

Шконтроль 00,01% ПО,02% ПО,04% ПО,06%

Рисунок 6 - Влияние сулфата магния на выход декстрана при рН 6,5

сутки

Iконтроль НО,01% 00,02% 00,04% 00,06%

Рисунок 7- Влияние сульфата магния на выход декстрана при рН 6,75

о .

DO

ванного декстрана было на 20,5 % выше, чем при использовании 1У^304 в концентрации 0,06 %.

о

При увеличении рН среды до 7,0 оптимальная концентрация MgS04 соот-

2.

3.

4.

5.

сутки ветствует 0,04 % (рисунок 8):

выход декстрана в этом ва-

■ контроль ПО,01% ПО,02% DO.04% ВО,06% „ияита ня 23 % бппыпе чем

добавления соли.

Дальнейшее увеличение количества MgS04 до 0,06 % (59,52 г/л) приводит к снижению декстранообразования.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что с увеличением значения рН среды культивирования возрастает оптимальная концентрация MgS04 необходимая для максимального выхода декстрана.

Влияние ионов Mg 41 на фракционный состав декстрана. Известно, что дек-страны, образуемые разными видами микробов и даже разными расами (штаммами) одного вида, не идентичны по своему строению [Преображенская М.Е., 1975].

Экзополисахарид, продуцируемый L. mesenteroides штаммом СФ —4 и служащий для приготовления полиглюкина, имеет 93 -94 % связей а-1,6 и почти не разветвленную молекулу [Козинер В.Б., 1974]. Известно также, что на структуру и выход технического декстрана сильное влияние оказывают ионы магния [Аркадьева З.А и др., 1989; Goya! А. и др., 1997; Germain-Alpetta/ V. 2002].

Представляло интерес изучить фракционный состав технического декстрана, синтезированного в средах содержащих мелассу и MgS04. Методом переосаждения были получены три фракции: высокомолекулярная (ВМФ), среднемоле-кулярная (СМФ) и низкомолекулярная фракции (НМФ).

Как следует из таблицы 1, ВМФ при росте на среде с мелассой составляет 53,6%, что в 1,5 раза меньше, чем в контроле - 78,18%. СМФ при росте на мелассе

Рисунок 8 - Влияние сульфата магния на выход декстрана при рН 7,0

ем MgS04 и на 35 % больше, чем в контрольной среде без

составляет 24,83% - это в 1,3 раза больше по сравнению с контролем. НМФ в опытной пробе составляет 2,5%, так же как и в контроле.

Таблица 1 — Фракционный состав технического декстрана выделенного из мелассной культуральной жидкости

Фракция, % Среда

Сахарозосодержащая среда Мелассная среда

ВМФ 78,1 8±0,48 53,6±0,89

СМФ 19,5±0,32 24,83±3,08

НМФ 2,5±0,197 2,5±0,35

При фракционировании декстрана выделенного с мелассной среды произошли потери около 19%, тогда как в контроле общий выход фракций составляет 100%. Полученный в ходе работы на мелассной питательной среде с различным количеством соли М£504 (от 0,01 % до 0,06 %) технический декстран также фракционировали (рис. 9).

В вариантах сред с концентрацией Р^804 0,02 и 0,04 % доля ВМФ составила 57,5 % и 59,3 % соответственно. Это превышает контроль на 7 -10 %.

Количество ВМФ в среде с минимальным содержанием ионов Mg2+ практически не отличается от контроля и составило 54,2 %.

На среде с максимальным содержанием MgS04 получили минимальное количество ВМФ -

50,5 %.

Добавление М§804 привело к снижению СМФ по сравнению с контролем на 43 %. С увеличением концентрации ионов Mg2+ количество синтезируемой СМФ не меняется.

ВМФ СМФ Шконтроль меласса

□ 0,02 % МёЙ04

00,06% Ми504

НМФ

□ 0,01 % М8804

□ 0,04 % М§504

Рисунок 9 - Фракционный состав технического декстрана

Количество НМФ с увеличением концентрации М§Б04 в питательной среде снижается с 7 до 4 %. Максимальное количество НМФ получили на среде с концентрацией М§804 равной 0,02%, что практически в 3 раза превышает количество НМФ в контроле.

Таким образом, исходя из наших результатов, можно сделать вывод, что добавление соли М§2+ приводит к увеличению ВМФ и НМФ декстрана и снижает количество СМФ декстрана. Оптимальная концентрация MgS04 -0,02 %.

Влияние количества пахты и молочной сыворотки на образование декстрана в среде на основе мелассы. ¿. те^ея/его/Уел', являясь молочнокислой бактерией, хорошо развивается в средах содержащих вторичное молочное сырье -пахту, сыворотку. В тоже время процесс образования декстрана в данных средах не изучен и необходимо выявить оптимальную концентрацию сахарозы мелассы и рН (рис. 10-12).

Добавление пахты привело к значительному увеличению технического декстрана по сравнению с средами, в которых меласса использовалась в качестве единственного источника компонента питательной среды (рисунок 10). Уже через 24 часа культивирования культуральная жидкость | приобретала вязкую консистенцию, рН снизился до 5,05 - 5,0, что вероятно свя-; зано с образованием углекислого газа и органических кислот - муравьиной, молочной, уксусной и др. Наибольшее количество декстрана образовалось на третьи сутки культивирования в контрольной среде, содержащую чистую сахарозу с] концентрацией 17,5 %. В опытной среде, с таким же содержанием сахарозы, вы-1 ход продукта был на 12 % меньше. Замена сахарозы мелассой, вероятно, увеличивает содержание минеральных и органических веществ, что угнетает развитие бактерий и процесс синтеза декстрана.

-5 80-

& 40 А 20

1. 2. 3. 4. сутки ■ контроль П10% 0 12,50% О 15% ■ 17,50%

Рисунок 10 - Влияние концентрации сахарозы мелассы на выход технического декстрана в средах, содержащих пахту

На четвёртые сутки культивирования количество декстрана во всех вариантах опыта снизилось в три раза, что вероятно связано со снижением рН до 4,4 -4,65, в результате чего декстран подвергается распаду.

Варьирование исходного рН: 6,5; 6,75; 7,0 (после стерилизации) выявило отличия от предыдущего варианта опыта. Через 24 часа культивирования культу-ральная жидкость во всех вариантах приобрела очень вязкую консистенцию и рН снизился до 6,25 - 5,8 в контроле, а в средах с пахтой варьировал в пределах 6,3 -5,95

В опытных средах количество декстрана было ниже, чем в контроле, причём, чем ниже был исходный рН, тем меньше образовалось декстрана (рисунок 11).

Анализируя динамику накопления декстрана можно отметить, что во всех вариантах наибольшее количество декстрана образовывалось на третьи сутки, а на четвёртые снижалось. Следует особо отметить, чем выше была начальная величина рН, тем больше образовывалось декстрана. Вероятно, это связано с более продолжительным периодом развития культуры Ь. mesenteroid.es. Так на третьи сутки максимальное количество декстрана было в среде с рН=7,0, что на 49,2% меньше, чем в контроле, и на 17,6% больше, чем в среде с рН=6,5. В среде с рН=6,75 количество декстрана было на 48,9% меньше, чем в контроле и на 5,8% больше, чем в среде с рН=6,5,

Среды, содержащие молочную сыворотку и мелассу, оказались непригодными для синтеза декстрана Ь. те$еЫего{с1ез. Поэтому сыворотку разводили пахтой и также оптимизировали концентрацию сахарозы мелассы и рН (рисунок 12). Во всех сериях эксперимента рост Ь. те5еп1его1с1е5 и образование декстрана достигало максимума к третьим суткам культивирования.

Максимальный выход декстрана наблюдался в контрольной среде с сывороткой, разведенной пахтой (1:3) с концентрацией сахарозы 17,5% - 59,1 г/л. За-

сахароза меласса

1. 2. 3. 4. 12 3 4

сутки

□ рН 6,5 ■ рН 6,75 □ рН 7,0

Рисунок 11 - Влияние рН среды на выход технического декстрана в средах на основе пахгы и мелассы

70 л 60 -50 -40 -30 -20 -10 -0 -

сахароза

12 3 4 сутки

□ сыворотка:пахга 1:1 □ сыворотка: пахта 1:2 □ сыворотка: пахта 1:3

Рисунок 12 - Динамика образования декстрана в средах с молочной сывороткой, разведенной пахтой, и мелассой

сахароза

мена сахара мелассой привела к заметному снижению выхода декстрана. Возможно, это обусловлено зависимостью от характеристик мелассы. Наиболее благоприятной для роста культуры и образование декстрана оказалась среда на основе молочной сыворотки с концентрацией сахарозы 17,5%, при этом биомасса составила 6,97 мг/л, а количество декстрана - 32,74 мг/л. Оптимальным значением рН для роста и образования декстрана, как и в случае с пахтой оказался рН=7,0 (рисунок 13).

Вероятно, при таком начальном рН создаются наиболее благоприятные условия для культивирования те$еп1его1(1е$.

Изучение адгезивных свойств культуральной жидкости Целью дальнейшей работы было проведение исследований по применению культуральной жидкости Ь. те$еШего1с1е$ для получения биоклея. В задачи работы входил подбор клеевых композиций на основе культуральной жидкости ¿. /иеяеи/егогс^, выращенного в жидких питательных

70 -]

60 -

50 -

40 -

X

э- 30 -

и 20 -

ч 10 -

о 4

1Ы1

яШЭ,

I рН 6,5

4

□ рН 6,75

4

сут.

□ рН 7,0

Рисунок 13 -Влияние рН на образование декстрана всредахс молочной сывороткой, пахтой и мелассой

средах содержащих пахту, молочную сыворотку и барду с заменой сахара на мелассу, а также испытание полученных клеевых композиций

Для изучения адгезивных свойств отбирали мелассную культуральную жидкость, содержащую 47 г/л и 58 г/л декстрана В качестве антисептика и консерванта добавляли 1 % борной кислоты Все полученные варианты были темно-коричневого цвета с характерным запахом жженого сахара, присущего мелассе Клеевые композиции имели вязко-текучую консистенцию при комнатной температуре Время практического высыхания (определяемое по стандартной методике по картону) варьировало в пределах 40-45 мин Прочность склеивания повышалась с увеличением количества декстрана в культуральной жидкости Так, при содержании декстрана 47 г/л разрушающее усилие при разрыве склеенной полоски крафт-бумаги не превышало 1 Н, что значительно ниже декстринового клея используемого в бумажной промышленности Применение культуральной жидкости с содержанием декстрана 58 г/л прочность склеивания возросла на 62 % по бумаге и на 67 % по картону (таблица 1)

Таблица 1 - Адгезивные свойства кульуральной жидкости Ь теяеМего^ея

Варианты Прочность склеи- Прочность склеи-

вания бумаги, Н вания картона, Н

Культуральная жидкость (декстран 47 г/л) 0,80 ±0,09 0,90+0,09

Культуральная жидкость (декстран 58 г/л) 1,3+0,10 1,5+0,12

Упаренная культураль- 1,80±0,18 1,90±0,2

ная жидкость

Упаривание культуральной жидкости до 3-5 раз, увеличило прочность склеивания по бумаге 2,2 раза, а по картону 2,1 раз

При этом разрыв склеенного изделия происходил по волокнам бумаги, а не по клеевому соединению Кроме того, клеящая способность по бумаге полученных клеевых композиций во много раз превосходила декстриновый клей, что позволяет предложить целесообразность использования технического декстрана для получения клеевых композиций и склеивания изделий из бумаги и картона

Таким образом, клей на основе культуральной жидкости, полученной путем выращивания Ь теБеМегтйез на среде с мелассой в нативном виде можно использовать как полноценный и дешевый заменитель декстринового клея

Цвет и запах полученного клея не соответствует ГОСТу 6034-74 «Декстриновый клей», согласно которому клей должен иметь светло-желтый цвет, быть практически без запаха Поэтому, использование полученных клеевых композиций возможно в технических отраслях, где цвет клея не имеет значения, например, при склеивании гофрокартона

Влияние концентрации пластификатора и антисептика на прочность склеивания. Клеевые композиции приготовленные на основе культуральной жидкости характеризуются высоким пределом прочности при разрыве, однако они коробят бумагу при высыхании из-за карамелизации полисахаридов и бумага становится ломкой при сгибе

Для увеличения эластичности клеевого слоя в клей вносят пластификаторы глицерин и сорбит В работе пластификаторы вносили в количестве от 0,5-1,5 % Склеивали крафт-бумагу и после высушивания определяли разрушающее усилие

Введение пластификаторов в клеевые композиции в концентрации 1% и 1,5% привело к улучшению качества клеевого соединения бумага при сгибе не ломалась и не образовывала трещин Что, вероятно, связано, с тем, что молекулы глицерина внедряясь между макромолекулами, влияют на подвижность цепей и звеньев, увеличивая их гибкость Однако увеличение концентрации глицерина привело к снижению разрушающего усилия бумаги на 13%

Увеличение концентрации сорбита в клеевых композициях привело к увеличению разрушающего усилия при разрыве бумаги с 1,ЗН до 1,5Н

Разрушающее усилие биоклея полученного на основе культуральной жидкости содержащей М§ в04 практически в два раза выше, чем в биоклее из культуральной жидкости без 804 (рисунок 14)

О сутки

30 суток

0 суток

30 суток

меласса "0,50% □ 1% о 1,50%

Меласса + MgS04 Ы0,50% п 1% в 1,50%

Рисунок 14 - Влияние пластификатора на прочность склеивания кульуральной жидкость к: тезеп1его1с1е5, полученной в средах на основе мелассы

Этот факт можно объяснить тем, что ионы Mg + оказывают стимулирующее действие на биосинтез высокомолекулярных разветвленных декстранов. Известно, что величина адгезии декстрана к субстрату зависят именно от молекулярной массы и степени разветвленности [Аркадьева З.А и др., 1989; Germain-Alpettaz V, 2002: Шутова В.В. и др. 2004].

Известно, что все материалы, в том числе и адгезивные, природного происхождения подвержены действию плесневых грибов, в результате чего разрушается клеевое соединение [Фрей-дин A.C., 1985]. Для определения биостойкости полученный материал, обработали суспензией спор плесневых грибов (рисунок 15). В результате чего образцы уже через пять дней полностью покрылись плесневыми грибами, развился воздушный мицелий и разрушающее усилие составило 0,39 Н. В об-

1,8 ж 1,6 я 1,4 S 1,2]

S 1

1 °>8 д 0,6

£ 0,2 0

0

10

20

30

40

50

60

0 - 0,5% борной кислоты □ - 1% борной кислоты О - 1,5% борной кислоты Рисунок 15 - Влияние концентрации борной кислоты на прочность склеивания

разцах содержащих борную кислоту в концентрации 1% развития плесневых грибов не обнаружили Прочность склеивания бумаги в вариантах биоклеев содержащих борную кислоту в течение тридцати дней хранения достоверно не изменилась

Биологическую стойкость биоклея на основе культуральной жидкости I те,чеп1его1с1е.% выращенную в мелассной питательной среде (содержащую 17,5% сахарозы, без дополнительного внесения Б04 и 1% глицерина) изучали в присутствии борной кислоты 0,5 - 1,5%

На протяжении шестидесяти дней хранения во всех вариантах опыта не обнаружили признаков развития плесневых грибов

При этом прочность склеивания достоверно возрастала лишь при использовании антисептика в концентрации 1,5 % Превышение в этом случае составило 14,3 %

Изучение физико-механических и органолептических показателей культуральной жидкости Ь. тезеп^сгоккв, полученной при культивировании в среде на основе пахты и мелассы. Высокий выход технического декстрана при выращивании Ь те,^еп1егои1е,ч в средах на основе пахты и мелассы позволяет использовать культуральную жидкость в качестве биоклея Культуральная жидкость обладала вязкой консистенцией, имела цвет от белого до цвета кофе с молоком, в зависимости от количества внесенной мелассы в пахту Запах клея был свойственный кисломолочным напиткам и мелассе Культуральная жидкость легко и равномерно наносилась на склеиваемую поверхность, не деформировала бумагу ни в момент нанесения, ни после высыхания клеевого слоя Следует отметить, что данный клей обладал большей пластичностью по сравнению с биоклеем, полученным на основе культуральной жидкости Ь тезег^еплёев, выращенным в среде на основе только мелассы Вероятно, это связано с тем, что белки в комплексе с декстраном образуют более гибкую структуру

Физико-химические свойства адгезивов изучали на примере склеивания крафт-бумаги Образцы, после нанесения клея и приклеивания выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов

Взятые нами варианты клеев характеризуются довольно высокой прочностью склеивания по бумаге При механическом воздействии на склеенные листы расслаивание происходило по волокнам бумаги (когезионное разрушение по материалу), а не по клеевому соединению (адгезионное разрушение)

Наименьшую прочность получили при склеивании контрольным вариантом 0,98 Н, что характерно для культуральных жидкостей, полученных на синтетических питательных средах (рисунок 16).

При использовании культуральной жидкости, в которой сахар заменили мелассой, получили прочность склеивания в 2-3 раза превышающей контроль.

20 зо Д™

5 а 6 Ш 7 08

Рисунок 16 - Разрушающее усилие при разрыве бумаги склеенной культуральной жидкостью Ь. те5егПего1с1е5, полученной в средах на основе пахгы и мелассы

1. Пахта + сахар 17,5 % (контроль);

2. Меласса (17,5 %) + пахта (1:2);

3 Меласса (17,5 %) + пахта (1:3);

4. Меласса (17,5 %) + пахта (1:4);

5. Меласса (10%) + пахта;

6. Меласса (12,5 %) + пахта;

7. Меласса (15%) + пахта;

8. Меласса (17,5 %) + пахта

Наибольшая прочность склеивания была получена в варианте с разведением пахты - 1:3 и 1:4, разрушающее усилие составило 3,8 Н и 3,82 Н соответственно. Вероятно, снижение количества пахты в среде активизирует процессы биосинтеза декстрана.

Сравнивая характеристики клеевых композиций на основе культуральной жидкости те$еп(его1с1е$, полученной в средах на основе неразведенной пахты и мелассы видно, что они уступают по клеящей способности клеевым составам из культуральной жидкости полученной при культивировании бактерий в среде с разведенной пахтой (в различных соотношениях) и мелассой. Причем, чем выше разведение пахты, тем выше прочность склеивания бумаги.

Таким образом, культуральная жидкость, полученная путем выращивания Ь. тезе7иего1(1е$ в средах на основе пахты и мелассы по физико-механическим показателям уступают культуральной жидкости полученной на разведенной пахте.

Прочность склеивания на протяжении 30 дней хранения остается практически не изменой.

Изучение физико-механических и органолептических показателей культуральной жидкости Ь. техеМегогйея, полученной при культивировании в среде на основе пахты, молочной сыворотки, мелассы и барды также проводили по общепринятой методике согласно ГОСТу.

Присутствие в питательных средах барды снизило выход декстрана и его содержание не превышало 30 г/л. Однако, адгезивные свойства данных образцов незначительно уступали по прочности склеивания культуральной жидкости полученной в среде с разведенной пахтой и мелассой. Увеличение клеящей способности изучаемых культуральных жидкостей при низком содержании технического декстрана, вероятно, связано именно с наличием в них дрожжей и белков барды, а также пахты и молочной сыворотки (рисунок 17). Известно, что даже незначительные добавки к декстриновому клею белковых компонентов существенно повышает прочность клеевого соединения [Беккерман, 1989; Книлок, 1991; Духанин, Мальцева, 1994].

Сравнивая характеристики клеевых композиций на основе культуральной жидкости II. mesenteroid.es, полученной в средах на основе пахты, разведенной сывороткой видно, что они уступают по клеящей способности клеевым составам из культуральной жидкости полученной при культивировании бактерий в среде с пахтой, разведенной бардой. Причем, чем выше разведение пахты, тем выше прочность склеивания бумаги. Оптимальное соотношение пахта: сыворотка - 1:2, при этом наблюдается наибольшая прочность склеивания 1,9 Н. Замена сыворотки бардой привело к увеличению прочность склеивания - в варианте пахта : барда в разведении 1:3, разрушающее усилие составило 3,38 Н.

□ пахта :б ар да (1:3) ■ пахта: сывротка (1:2)

□ пахта: сыворотка (3:1)

Рисунок 17 - Разрушающее усилие при разрыве бумаги склеенной культуральной жидкостью Ь. тезеШегснсЗез, полученной в средах на основе пахгы, сыворотки, барды и мелассы

Таким образом, культуральная жидкость, полученная путем выращивания Ь тезеМегснйез в средах на основе пахты и молочной сыворотки по физико-механическим показателям уступает культуральной жидкости полученной при культивировании Ь телеп?егсж/ел' на пахте, разведенной бардой Прочность склеивания на протяжении 30 дней хранения остается практически неизменной

Выводы

1 Оптимальной концентрацией сахарозы мелассы для максимального биосинтеза технического декстрана является - 17,5 %

2 Оптимальной величиной рН для культивирования Ь теяеМего^ея является рН соответствующая 6,75 (после стерилизации)

3 Все предложенные для исследования витамины положительно влияли на рост бактерии Ь теяеМегыёея Максимальный выход декстрана наблюдался на среде с пантотенатом кальция и никотиновой кислоты в концентрации 1 мг/л и составил соответственно 74,3 и 71 г/л на 5 сутки культивирования

4 Внесение MgS04 в мелассную питательную среду приводит к увеличению выхода декстрана по сравнению с контролем и зависит от величины рН культуральной жидкости С понижением рН оптимальная концентрация М£2+ становится равной 0,01 % При рН 7,0 оптимальная концентрация MgS04 - 0,04%, а при рН 6,75-0,02%

5 Внесение ионов Mg2+ в мелассную питательную среду повышает долю высоко- и низкомолекулярной фракций декстрана и снижает долю среднемолеку-лярной Наибольший эффект ионов Mg2+ на выход ВМФ зарегистрирован при концентрации равной 0,02%

6 Клеевые композиции на основе культуральной жидкости, полученной путем выращивания Ь тезеМегок1е.ч в средах на основе пахты, молочной сыворотки, барды и мелассы, характеризуются светло-коричневым цветом, с характерным запахом молочных продуктов и жженого сахара, присущего мелассе Имеют вязко-текучую консистенцию и обладают достаточной пластичностью

7 Наибольшая прочность клеевой композиции составила 3,8 Н при использовании культуральной жидкости, где в качестве питательной среды применяли пахту разведенную послеспиртовой бардой

8 Исследуемые варианты клеевых композиций оказались стойкими к заражению в течение 30 суток При хранении не происходило образования гни-

лостного запаха, расслоения клеевого шва, что свидетельствовало о стойкости клея при длительном хранении

9 Обобщая полученные результаты можно констатировать, что отработаны условия ферментации для получения новых клеевых материалов из отходов промышленного производства, которые превосходят по своим адгезивным свойствам применяемые в настоящее время клеевые композиции

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Ревин В В , Атыкян Н А , Ведяшкина Т А , Грошев В М Получение технического декстрана для производства биоклеев из отходов сахарной промышленности / Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса Республики 2 Мордовия Материалы респ науч-практич конф , 27-28 марта 2001 г, г Саранск/ Редкол П П Кузнецов и др - Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2001 С 13-15

2 Ревин В В , Атыкян Н А , Грошев В М , Ведяшкина Т А Получение клеевых композиций на основе технического декстрана, синтезируемого L mesenter-oides при росте на среде с мелассой влияние условий культивирования / Биотехнология на рубеже двух тысячелетий Материалы междунар науч конф Саранск, 12-15 сентября 2001 г - Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2001 С 312-314

3 В В Ревин, Т А Ведяшкина, В М Грошев, А К Ватолин, Н А Атыкян Получение технического декстрана из мелассы / Биотехнология состояние и перспективы развития Материалы 1-го Международного конгресса (Москва, 14-18 Октября 2002 г) М ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им Д И Менделеева, 2002 С 242

4 Revm V, Vedyachkina Т, Groshev V, Vatolm Á , Atykyan N, Deriving of technical dextrane from sugarcontaming of a wastage of a food-process industry / Agro-Biotesh m the New Millenium (Habana November 24-29 ) abstract Habana Elfos scientiale, 2002 P 286

5 Ведяшкина T A , Шувалова E А Влияние источника питания на выход декстрана, синтезируемого Leuconostoc mesenteroides / Материалы научной конф 31 Огаревские чтения (11 декабря 2002 г Саранск) Вып 2 С 50

6 Ведяшкина Т А Влияние статических и динамических условий культивирования на декстранообразование Leuconostoc mesenteroides / Биология- наука

24

XXI века 7-ая Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пущино, 14-18 апреля 2003 г) Сборник тезисов С 268

7 Ревин В В , Ведяшкина Т А , Ватолин А К , Атыкян Н А , Ведяшкина О В Получение биоклеев из технического декстрана, полученного на мелассе /Мат-лы 3 республик науч -практ конф «Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса региона» Саранск Изд-во Морд ун-та Ч 2 2004 С 46-49

8 Ведяшкина Т А , Кексина Н Н , Паршина О Н , Ведяшкина О В , Шувалова Е А Влияние витаминов на синтез технического декстрана Leuconostoc mesenter-oides при культивировании на мелассе / XXXII Огаревские чтения Материалы науч Конф В 2 ч Ч 2 Естественные и технические науки - Саранск Изд-во Мордов Ун-та, 2004 Сборник тезисов С 17

9 Ревин В В , Ведяшкина Т А Условия синтеза декстрана Leuconostoc mes-enteroides на мелассе / Труды Мордовского отделения общероссийского объединения «Общество биотехнологов России» Вып 1 Саранск Мордовский университет, 2004 С 41-47

10 Ведяшкина, Т А Использование отходов пищевой промышленности в производстве биоклея /ТА Ведяшкина, В В Ревин, А К Ватолин, В М Грошев, И Г Комарова, Е В Капинкина// Вторая Научно-практическая конференция МЕДБИОТЕК - «Перспективы развития биотехнологий в России» 10 января 2005 -С 33

11 ТА Ведяшкина, В В Ревин, И Н Гоготов Оптимизация условий синтеза декстрана при выращивании бактерий Leuconostoc mesenteroides на мелассе // Прикладная биохимия и микробиология, 2005 Т 41 №4 С 409-413

12 Ведяшкина ТА Шутова В В Ревин В В Химическая модификация куль-турапьной жидкости Leuconostoc mesenteroides, выращенной на мелассной среде / Наука и инновации в Республике Мордовия материалы IV респ науч -практич конф /редкол В А Нечаев (отв ред ) [и др ] - Саранск, 22-24 дек 2004 г - г Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2005 -С 611-616

Подписано в печать 29 10 07 Объем 1,5 п л Тираж 100 экз Заказ № 1908 Типография Издательства Мордовского университета 430000, г Саранск, ул Советская, 24

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ведяшкина, Татьяна Александровна

Введение.

Глава 1 Обзор литературы.

1.1 Характеристика продуцента декстрана - бактерий рода Leuconostoc.

1.2 Биосинтез декстрана.

1.3 Использование биополимеров для получения адгезивных материалов. 18 1.3.1 Физическая и химическая модификация биоклеев.

1.4 Вторичное сырье пищевой промышленности, используемые для приготовления, сред с целью культивирования Leuconostoc mesenteroides

Глава 2 Материалы и методы исследования.

2.1Микроорганизмы

2.2Реактивы, субстраты и материалы.

2.3 Культивирование микроорганизмов.

2.4 Микробиологические методы.

2.4.1 Определение биомассы.

2.5 Аналитические методы.

2.6 Определение физико-механических свойств клея.

2.7 Статистическая обработка.

Глава 3 Оптимизация условий синтеза декстрана L. mesenteroides в средах на основе отхода сахарной промышленности - мелассе.

3.1. Влияние концентрации мелассы на образование декстрана L. mesenteroides.

3.2 Влияние рН среды на основе мелассы на образование декстрана микроорганизмом Leuconostoc mesenteroides.

3.3 Влияние режима перемешивания на образование декстрана.

3.4 Изучение влияния витаминов на биосинтез декстрана L. mesenteroides.

3.5 Влияние ионов Mg2+ при различных рН на выход декстрана.

З.бВлияние ионов Mg++ на фракционный состав декстрана.

Глава 4 Оптимизация условий синтеза декстрана L. mesenteroides в средах на основе пахты, сыворотки и послеспиртовой барды.

4.1 Влияние количества пахты на образования декстрана в среде на основе мелассы.

4.2 Влияние количества молочной сыворотки на рост и образование декстрана в среде на основе пахты и мелассы.

4.3 Влияние рН среды на основе молочной сыворотки, пахты и мелассы на образование декстрана.

4.4 Влияние концентрации мелассы на выход технического декстрана L.mesenteroides в среде на основе барды.

4.5 Влияние рН на культивирование L. mesenteroides.

4.6 Влияние концентрации барды и молочной сыворотки на выход технического декстрана L. mesenteroides в средах на основе мелассы.

4.7 Изучение развития культуры L.mesenteroides в средах с различным содержанием барды и пахты.

Глава 5 Изучение адгезивных свойств технического декстрана, выделенного из культуральной жидкости L. mesenteroides, выращенного в среде на основе мелассы.

5.1 Изучение адгезивных свойств культуральной жидкости L. mesenteroides полученной в средах на основе мелассы.

5.2 Влияние концентрации пластификатора и антисептика на прочность склеивания.1.

5.3 Изучение физико-механических и органолептических показателей культуральной жидкости L. mesenteroides, полученной при культивировании в среде на основе пахты и мелассы.

5.4 Изучение физико-механических и органолептических показателей культуральной жидкости L. mesenteroides, полученной при культивировании в среде на основе пахты, молочной сыворотки, мелассы и барды.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Получение адгезивных материалов из отходов пищевой промышленности путем микробиологического синтеза"

Актуальность темы. В настоящее время в связи с высокой токсичностью и стоимостью основных клеевых компонентов, используемых для склеивания различных изделий, разрабатываются адгезивные материалы на основе экологически безопасных биокомпонентов, содержащие такие биополимеры как полисахариды и белковые соединения.

Одним из таких компонентов может быть полисахарид - декстран, обладающий выраженными адгезивными свойствами. Биосинтез декстрана и его свойства зависят от ряда физико-химических факторов, состава среды и штамма-продуцента. Условия синтеза декстрана отработаны в основном в производстве плазмозаменителей. Получение технического декстрана, в качестве адгезивного материала в настоящее время малоизученно.

Культивирование L. mesenteroides на отходах пищевой промышленности таких как меласса, пахта, молочная сыворотка и барда сопряжено с рядом положительных эффектов, т.к. наряду с питательной ценностью, они оказывают и пластифицирующий эффект на биоклей.

Ценный побочный продукт сахарной промышленности - меласса имеет богатый качественный и количественный состав, в особенности большое содержание сахарозы, позволяет использовать ее для культивирования продуцента декстрана L. mesenteroides. Не менее ценно по составу вторичное сырье молочной промышленности - пахта, молочная сыворотка и спиртовой промышленности - барда. Благодаря разнообразному составу они могут быть использованы в микробном биосинтезе как источник углеродного питания и ростовых факторов. Кроме этого, микробиологическая переработка мелассы, пахты, молочной сыворотки и послес-пиртовой барды с получением ценных продуктов микробного синтеза является одним из путей эффективной и быстрой утилизации данных отходов. Проведение таких работ представляется актуальным, поскольку они направлены не только на решение теоретических, но прежде прикладных проблем биотехнологии, т.е. на получение новых материалов из отходов производства.

Цели и задачи исследования. Цель работы - Получение адгезивных материалов из отходов пищевой промышленности путем микробиологического синтеза.

Для достижения этой цели нами решались следующие задачи:

1) Оптимизировать условия синтеза декстрана L. mesenteroides в средах содержащих мелассу в качестве единственного питательного субстрата;

2) Изучить условия синтеза декстрана микроорганизмом L. mesenteroides в средах содержащих пахту, молочную сыворотку и послеспиртовую барду;

3) Изучить органолептические и физико-механические свойства культу-ральной жидкости L. mesenteroides, содержащий технический декстран, в качестве адгезивного материала;

4). Провести испытание полученных адгезивных материалов по общепринятой методике.

Научная новизна. Впервые исследованы физиолого-биохимические особенности роста бактерии L. mesenteroides ВКМ В 2317 Д при росте в средах на основе мелассы, пахты, молочной сыворотке и послеспиртовой барде.

Оптимизирован состав питательной среды и режимы культивирования, обеспечивающие максимальный выход технического декстрана. Получена куль-туральная жидкость L. mesenteroides, обладающая высокими адгезивными свойствами. Введение в состав среды культивирования отходов молочной и спиртовой промышленности увеличивает скорость образования технического декстрана и повышает адгезивные свойства культуральной жидкости.

Научно-практическая значимость работы. Использование отходов пищевой промышленности для культивирования бактерии L. mesenteroides позволит получить биоклей, обладающий высокими адгезивными свойствами, а также улучшение экологии за счет утилизации отходов пищевой промышленности.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Ведяшкина, Татьяна Александровна

Выводы

1. Максимальный выход декстрана происходит при культивировании L. mesenteroides в среде содержащую сахарозу в мелассе равную 17,5% и рН 6,75 (после стерилизации). Витамины: тиамин, никотиновая кислота и пантотенат кальция положительно влияли на рост бактерии L. mesenteroides. Максимальный выход декстрана наблюдался на среде с пантотенатом кальция и никотиновой кислоты в концентрации 1 мг/л и составил соответственно 74,3 и 71 г/л на 5 сутки культивирования.

2. Внесение MgS04 в мелассную питательную среду приводит к увеличению выхода декстрана по сравнению с контролем и зависит от величины рН л . культуральной жидкости. С понижением рН оптимальная концентрация Mg становится равной 0,01 %. При рН 7,0 оптимальная концентрация MgS04- 0,04%, а при рН 6,75-0,02%.

3. Внесение ионов Mg2+ в мелассную питательную среду повышает долю высоко- и низкомолекулярной фракций декстрана и снижает долю среднемолеку-лярной. Наибольший эффект ионов Mg на выход ВМФ зарегистрирован при концентрации равной 0,02%.

4. Клеевые композиции на основе культуральной жидкости, полученной путем выращивания L. mesenteroides в средах на основе пахты, молочной сыворотки, барды и мелассы, характеризуются светло-коричневым цветом, с характерным запахом молочных продуктов и жженого сахара, присущего мелассе. Имеют вязко-текучую консистенцию и обладают достаточной пластичностью.

5. Наибольшая прочность клеевой композиции составила 3,8 Н при использовании культуральной жидкости, где в качестве питательной среды применяли пахту разведенную послеспиртовой бардой.

6. Исследуемые варианты клеевых композиций оказались стойкими к заражению в течение 30 суток. При хранении не происходило образования гнилостного запаха, расслоения клеевого шва, что свидетельствовало о стойкости клея при длительном хранении.

7. Обобщая полученные результаты можно констатировать, что отработаны условия ферментации для получения новых клеевых материалов из отходов промышленного производства, которые превосходят по своим адгезивным свойствам применяемые в настоящее время клеевые композиции.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ведяшкина, Татьяна Александровна, Саранск

1. Аркадьева, 3. А. Промышленная микробиология / З.А. Аркадьева, A.M. Безбородое, И.Н. Блохина и др.- М.: Высшая школа, 1989.- 688 с.

2. Ахметова, Л.И. Бактерии рода Leuconostoc: клиническое значение, идентификация, чуствительность к антибиотикам / Л.И. Ахметова, Е.Ю. Перева-лова, С.М. Розанова // КМАХ. 2000. Т. 3, № 1. С. 10-15.

3. Артюхов, В.Г. Переработка мелассы на спирт и другие продукты по безотходной технологии. / В.Г. Артюхов и др.- М.: Агропромиздат, 1985.- 287 с.

4. Забродский, А.Г. Опасность возникновения сахароаминной реакции при хранении мелассы / А.Г. Забродский // Пищевая промышленность.- 1988. -N 7.- С. 10-11.

5. Банникова, Л.А. Селекция молочнокислых бактерий и их применение в молочной промышленности / Л.А. Банникова. М.: Агропромиздат, 1986. - 648 с.

6. Банникова, Л.А. Микробиологические основы молочного производства / Л.А. Банникова М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

7. Безбородое, A.M. Биосинтез биологически активных веществ микроорганизмами./ A.M. Л: Медицина, 1969. - 246 с.

8. Бекер, М.Е. Биотехнология./ Бекер, М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П М.: Агропромиздат, 1990. - 334 с.

9. Ботвинко, И.В. Экзополисахариды бактерий / Ботвинко И.В. // Успехи микробиологии. 1985.-Вып. 20.-С. 79- 122.

10. Бочаров, В.В. Химическая защита строительных материалов от биологических повреждений / В.В. Бочаров // Биповреждения в промышленности. М.: 1984.-С.35

11. Бугаев, Н.И. Сахара, содержащиеся в мелассе / Н.И. Бугаев // Сахарная промышленность.- 1995.- N4.- С. 26- 28.

12. Бугаенко, И.Ф., Контроль истощения мелассы / И.Ф. Бугаенко, B.C. Воронин // Сахарная промышленность.- 1994.- N 6 С. 10-11.

13. Брухман, Э.Э. Прикладная биохимия. /Э.Э. Брухман М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1981. - 296 с.

14. Бронштейн, Д.Н. Использование отходов свеклосахарного производства./ Д.Н. Бронштейн М.: Агрохимиздат, 1972.- 39 с.

15. Бугаенко, А.И. О содержании сахара в мелассе / А.И. Бугаенко, В.И. Тужилкин //Сахар. I99I.-№ 2.- С.28.

16. Бугаенко, И.Ф. Влияние несахаров на содержание сахара в мелассе / И.Ф. Бугаенко // Сахарная промышленность. 1994. - №5. - С. 11-13.

17. Васильев, Н.В. Биохимия и иммунология микробных полисахаридов / Н.В. Васильев.- Томск: Изд-во Томского университета, 1984.- 304с

18. Веселовский, Р.А. Регулирование адгезионной прочности полимеров / Р.А. Веселовский. Киев.: Наукова думка, 1988.-176 с.

19. Винаров, А.Ю. Биотехнологическаие методы защиты окружающей среды/А.Ю. Винаров, В.Н.Смирнов.-М.: ФИПС, 1999.-46 с.

20. ГОСТ 3252 80. Клей мездровый. Технические условия. - Взамен ГОСТ 3252 - 75. Введ.10.10.90. - М.: Изд-во стандартов. 1991.-14 с

21. ГОСТ 2067 93. Клей костный. Технические условия. - Введ.01.10.90. - М.: Изд-во стандартов. 1995.-31 с. (Межгосударственный стандарт)

22. ГОСТ 9.048-89. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. Взамен ГОСТ 9.048-75. Введ.26.06.89.01.88. М.: Изд-во стандартов. 1989.-21 с.

23. Горленко, М.В. Микробное повреждение промышленных материалов // Микроорганизмы и низшие растения разрушители материалов и изделий. / М.В. Горленко М.:. 1978. С. 10-16

24. Егоров, Н.С. Метаболизм микроорганизмов / Н.С. Егоров. М.: МГУ, 1986.-256 с.

25. Блинов, Н.П. Химическая микробиология./ Н.П. Блинов М.: Высш. шк., 1989.-448 с.

26. Блинов, Н.П. Некоторые микробные полисахариды и их практическое применение/Н.П. Блинов//Успехи микробиологии.- 1982. С. 158-172.

27. Залашко, М.В. Способность лактозосбраживающих дрожжей к образованию этанола / М.В. Залашко, А.Н. Капич, А.Н. Картель, М.М. Грушенко // Прикладная биохмимя и микробиология. 1998. Т.34, № 2. - С. 164-167

28. Захаров, Н.Я. Методы изучения микробных полисахаридов. / Н.Я. Захаров, J1.B. Косенко Киев: Наукова Думка, 1982. - 192 с.Козинер, В.Б. Механизм действия полиглюкина / В.Б. Козинер, Н.А.Федоров .-М: Медицина, 1974.-190с.

29. Кадималиев, Д.А. Получение биоклеев из отходов предприятий / Д.А. Кадималиев, В.В. Ревин, В.М. Грошев // Биотехнология на рубеже двух тысячелетий: 2001 С.24-26

30. Кардашов, Д.А. Синтетические клеи. / Д.А. Кардашов М.: Химия, 1968.-592 с.

31. Кардашов, Д.А. Полимерные клеи: Создание и применение / Д.А. Кардашов, А.П. Петрова-М.: Химия, 1983. 503с.

32. Кардашев, Д.А. Синтетические клеи / Д.А. Кардашев М.: Химия, 1976.-С. 506.

33. Квасников, Е.И. Молочнокислые бактерии и пути их использования / Е.И. Квасников, О.А. Нестеренко. М.: Наука, 1975.- 389с.

34. Кейгл, Ч. Клеевые соединения / Ч. Кейгл М.: Мир. - 1971. - С. 16-21.

35. Краткий определитель бактерий Берги / Под ред. Хоулта Д. М.: Мир, 1980.- 195 с.

36. Козлов, П.В. Физико-химические основы пластификации полимеров / П.В. Козлов, С.П. Папков М.: Химия, 1982. - 207 с.

37. Книлок, Э. Адгезия и адгезивы. / Э.Книлок М.: Мир, 1991.484 с.

38. Крусь, Г.Н. Технология сыра и других молочных продуктов / Г.Н. Крусь, И.М. Кулешова. М.: Колос, 1992. - 319 с.

39. Колодкин, А. М. Микроэлементы молока и их влияние на качество молочной продукции /А. М. Колодкин. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1985. -284 с.

40. Коняева, З.Ф. Клеи и соединения на их основе / З.Ф. Коняева М.: Знание, 1978.-218 с.

41. Кухаренко, А.А. Безотходная биотехнология этилового спирта / А.А.Кухаренко, А.Ю. Винаров. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 270 с.

42. Липатов, Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров./ Ю.С. Липатов М.: Химия, 1977.-304с.

43. Лян, П.М. Использование отходов химико-фармацевтической промышленности в строительной индустрии / П.М.Лян, О.В. Тараканов, В.И. Напа-щинков // Хим. Фармац. Журн. 1990. №11. С.67-71

44. Малатян, М.Н. Получение биомассы фототрофных бактерий на молочной сыворотке / М.Н. Малатян, А.Х. Паронян // Прикладная биохимия и микробиология 1997. - Т.ЗЗ, №2. - С. 238-240.

45. Мандреа, А.Г. Спиртовая барда. Технология утилизации / А.Г. Манд-реа // Пищевая промышленность. 2004. - №3. - С. 54-55.

46. Морозов, Е.А. Повышение устойчивости к биоразрушениям зданий и сооружений: проблемы и решения. / Е.А. Морозов, В.Т. Ерофеев // Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса Республики Мордовия: 2001 г. С.278-283.

47. Определитель бактерий Берджи: в 2 т. Т.2./ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Криза, П. Смита и др.; перевод с англ. под ред. Г.А. Заварзина. М.: Мир, 1997.-430 с.

48. Петрова, А.П. Термостойкие клеи./ А.П. Петрова М.: Химия, 1977.200 с.

49. Понкратов, А.Я Техническая микробиология пищевых продуктов / А .Я. Понкратов. Изд-во «Пищевая пром-ть». - 1968. 744 с.

50. Попов, К.Н. Строительные материалы и изделия. // К.Н. Попов, М.Б. Каддо. Высшая школа 2002. С. 210

51. Преображенская, М.Е. Декстраны и декстраназы / М.Е. Преображенская // Успехи биологической химии. 1975. - Вып. 16. - С. 214-235.

52. Патент РФ 213248, МПК C09J 105/02. Клеевая композиция // В.В. Ре-вин, Д.А. Кадималиев, К.В. Силкин, Т.В. Ширшикова. Опубл. 27.06.1999 Бюл. № 18.

53. Патент РФ 2211234, С 09J 105/02 Клеевая композиция и способы ее получения / В.В. Ревин, Н.А. Атыкян, А.К. Ватолин, В.М. Грошев.

54. Пашероев, B.C. Испытания клеев и клеевых соединений / B.C. Паше-ров. М.: Химия, 1977 -290 с.

55. Предихем, С.А. Технология и технологическая переработка молока / С.А. Предихем, Ю.В. Космодемьянов, В.Н. Юрин. М.: Пищевая промышленность,- 1997. -275 с.

56. Пекич, Б. Биосинтез декстранов штаммами Leuconostoc различного происхождения / Б. Пекич, Л. Вбрашки, М. Хаун // Прикладная биохимия и микробиология. 1991. - Вып. 6. - С. 27-31

57. Поляков, В.А. Разработка линий переработки послеспиртовой барды на основе мембранных процессов / В.А. Поляков, В.Л. Кудряшов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. - №2. - С. 50-52.

58. Прист, Ф. Внеклеточные ферменты микроорганизмов./ Ф. Прист М.: Мир, 1987. - 117 с.

59. Регламент культивирования Leuconostoc mesenteroides в производстве полиглюкина на основе декстранов. Саранск, 1979. 350с.

60. Роуз, Э. Химическая микробиология. / Э. Роуз М.: Мир, 1971. - 294с.

61. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение. / И.А. Рыбьев. М.: «Высшая школа» 2002. с. 600

62. Сапронов, А.Г. Технология сахара / А.Г. Сапронов. М.: Колос, 1993. -280 с.

63. Силина, Н.П. Мелассообразование в сахарном производстве. / Н.П. Силина М.: Агропромиздат, 1966.- 35 с.

64. Скирстымонский, А.И. Упаривание последрожжевой мелассой барды /

65. A.И. Скирстымонский, В.В. Шевчук, Т.Н. Пуховая и др. // Ферментная и спиртовая промышленность. 1989. - №2. - С. 17-19.

66. Склянкин, Ю.В. Безотходная переработка сельскохозяйственного сырья / Ю.В. Склянкин, JI.C. Стычинский. М.: Энергоатомиздат, 2001.-280 с.

67. Справочник по микробиологическим питательным средам / Под ред. М.М. Меджидова . Махачкала: Даг. Кн. Изд-во, 1989. - 104 с.

68. Соколова, Ю.А. Модифицированные эпоксидные клеи и покрытия в строительстве./ Ю.А. Соколова, Е.М. Готлиб. М.: Стройиздат, 1990. - 174 с.

69. Степаненко, Б.Н. Химия и биохимия углеводов (полисахариды). Учебн. пособие для вузов.- М.: Высш. шк., 1978. 139 с.

70. Тагер, А.А. Физикохимия полимеров / А.А. Тагер. М.: Химия, 1982. -536 с.

71. Тараканов,О.В. О влиянии углеводов на возможности утилизации отходов производства антибиотиков в строительной индустрии. / О.В. Тараканов,

72. B.И. Колашников, М.В. Крымский //Антибиотики и мед. Биотехнология. 1989. № 8. С. 606-609.

73. Трушко, М.С. Клеи и склеивание./ М.С. Трушко -Л.: Химия, 1982.199с.

74. Фармакопейная статья. Реополиглюкин сухой. Министерство Здравоохранения Российской Федерации. ФС 42-2022-93. 1998.

75. Фиговский, О.Я. Справочник по клеям и клеящим материалам в строительстве. / О.Я. Фиговский, В.В. Козлов, А.Б. Шолохова М.: Стройиздат, 1968.-592 с.

76. Фрейдин, А.С. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины./ А.С. Фрейдин, К.Е. Вуба М.: Лесная промышленность, 1980. - 233 с.

77. Кадималиев, Д.А. Фундаментальные и прикладные основы биотехнологии экологически безопасных композиционных материалов / Д.А. Кадималиев, В.В. Ревин, Н.А. Атыкян, В.В. Шутова под ред. Проф. В.Д. Самуилова. Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 2004. - 192 с.

78. Фрейдин, А.С. Полимерные водные клеи./ А.С. Фрейдин М.: Химия, 1985.- 144 с.

79. Фогарти, В.М. Микробные ферменты и биотехнология / В.М. Фогар-ти. М.: Агропромиздат, 1986-318 с.

80. Фробишер, М. Основы микробиологии./ Фробишер, М. М.: Мир, 1965.-680 с.

81. Шлегель, Г. Общая микробиология./ Г. Шлегель. М.: Мир, 1987.567 с.

82. Штаркман, Б.П. Адгезия полимеров./ Б.П. Штаркман- М.: Лесная промышленность, 1963.- 161с.

83. Шилдз, Дж. Клеящие материалы./ Жд. Шилдз М.: Машиностроение, 1980. 368 с.

84. В 3 ч. 4.2. Естеств. науки. Саранск, 25-26 дек. 2003 г. Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 2004.-316 с.

85. Ямашкин, С.А. Клеевые композиции на основе модифицированного полусинтетического декстрана / С.А. Ямашкин, В.В. Ревин, Е.А. Дуцева // Наука и инновации 2004. С. 13-15

86. Яровенко, В.А. Технология спирта / В.А.Яровенко. М.: Колос: Колос-Пресс, 2002. - 464 с.

87. Arguello-Morales, M. Proteolytic modification of Leuconostoc mesenteroides B-512F dextransucrase./ M. Arguello-Morales, M. Sanchez-Gonzalez, M. Canedo, M. Quirasco, A. Farres, A. Lopez-Munguia //Antonie Van Leeuwenhoek. -2005.-V. 87, № 2. P. 131-141.

88. Berensmeier, S. Design of immobilised dextransucrase for fluidised bed application. / S. Berensmeier, M. Ergezinger, M. Bohnet, K. Buchholz //J Biotechnol. -2004. V. 114,№3.-P. 255-267

89. Behravan, J. Optimization of dextran production by Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512 using cheap and local sources of carbohydrate and nitrogen. / J. Behravan, B.S. Bazzaz, Z. Salimi //Biotechnol Appl Biochem. 2003. - V. 38, № 3. - P. 267-269.

90. Bradford, M.M. A rapid and sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein Dye Birding / M.M Bradford // Anal. Biochem. - 1976. - V. 72. - P. 248 - 254.

91. Саго, I. A model fro dextransucrase production by Leuconostoc mesenteroides /1. Caro, D.Cantero, C. Webb // Chem. and Biochem. Eng. Quart.- 1994.- Vol.8, N3.- P.135-140.

92. Chung, C.H. Glucooligosaccharides from Leuconostoc mesenteroides B-742 (ATCC 13146): a potential prebiotic. / C.H. Chung , D.F. Day //J Ind Microbiol Biotechnol. 2002. - V. 29, № 4. - P. 196-199.

93. Chen, YS. Isolation and identification of lactic acid bacteria from soil using an enrichment procedure. / YS. Chen, F. Yanagida, T. Shinohara // Lett Appl Microbiol. 2005. - V 40, № 3. - P. 195-200.

94. Iliev, I. Dextransucrase mutants of Leuconostoc mesenteroides BI-08 strain. /1. Iliev, G. Filibeva, I. Ivanova // Commun Agric Appl Biol Sci. 2003. - V. 68, № 2. - P. 305-308.

95. Grahame, D.A., Mayer R.M. Purification, and comparison, of two forms dextransucrase from Streptococcus sanguis / D.A. Grahame, R.M. Mayer // Carbohydr. Res. 1985. - V.142, №2. - P.285-298.

96. Goyal, A. Effect of certain nutrients on the production of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512F./ A. Goyal, S.S. Katiyar // J. Basic Microbiol.- 1997.-Vol. 37, N3,- P. 197-204.

97. Gho Gyong, Ho. The investigation of biosynthesis and purification dextran produced by Leuconostoc mesenteroides / Ho Gho Gyong, Ho Gyun Sam // Bull Acad. Sci. D.P.R. 1990. - P. 46-48.

98. Holzapfer, W.H. The genus Leuconostoc. In: The Procariotes. / W.H. Hol-zapfer, U. Scillinger // -New-York: Springer Verlag, 1992. V. 2. - P. 1508 - 1534.

99. Janecek, S. Location of repeat elements in glucansucrases of Leuconostoc and Streptococcus species. / S. Janecek, B. Svensson, R.R. Russell // FEMS Microbiol Lett. 2000. - V. 192, № 1. - P. 53-57.

100. Kim, D. A new process for the production of clinical dextran by mixed-culture fermentation of Lipomyces starkeyi and Leuconostoc mesenteroides. / D. Kim, D.F. Day. // Enzyme Microb Technol. 1994. V. 16, № Ю. - P. 844-848.

101. Kim, S.H. Synthesis and characterization of dextran-methacrylate hy-drogels and structural study by SEM. / S.H. Kim, C.C. Chu //J Biomed Mater Res. -2000.-V. 49, №4.-P. 517-527

102. Kobayashi, M. The dextransucrase isoenzymes of Leuconostoc mesenteroides NRRL В-1299/ M. Kobayashi, K. Matsuda // Biochim. Biophys. Acta.-1974.-Vol.370, N2.- P. 441-449.

103. Kok-Jacon, G.A. Production of dextran in transgenic potato plants. / G.A. Kok-Jacon , J.P. Vincken, L.C. Suurs, D. Wang , S. Liu , R.G. Visser // Transgenic. 2005. V. 14, № 4. - P. 385-395.

104. Lappan, R.E., Fogler H.S. Leuconostoc mesenteroides growth kinetics with application to bacterial profile modification / R.E. Lappan, H.S. Fogler // Biotech-nol. and Bioeng. 1994.- V.43, N9.- P. 865-873.

105. Mainville, I. Polyphasic characterization of the lactic acid bacteria in kefir. /1. Mainville, N. Robert, В .Lee, E.R. Farnworth // Syst Appl Microbiol. 2006. - V. 29, № 1 - P. 59-68

106. Malten, M. Production and secretion of recombinant Leuconostoc mesenteroides dextransucrase DsrS in Bacillus megaterium. / M. Malten, R. Hollmann, W.D. Deckwer, D. Jahn // Biotechnol Bioeng. 2005. - V. 89, № 2. - P. 206-218

107. Miller, A.W. Milligram to gram scale purification and characterization of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512F. / A.W. Miller , S.H. Eklund, J.F. Robyt//Carbohydr Res.- 1986.-V. 147, № 1. P. 119-133

108. Lawford, G.R. Dextran biosyntesis and dextransucrase production by continuous culture of Leuconostoc mesenteroides./ G.R. Lawford, A. Kligerman, T. Williams, H.G. Lawford //Biotechnol. Bioeng. 1979.- V. 21. -P. 1121-1131.

109. Monchois, V. Cloning and sequencing of a gene coding for a novel dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1299 synthesizing only alpha (16) and alpha (1-3) linkages. / V. Monchois, R.M. Willemot, M. Remaud-Simeon,

110. C. Croux, P. Monsan // Gene. 1996; V.182, № 1. - P. 23-32.

111. Padmanabhan, P.A. Production of insoluble dextran using cell-bound dextransucrase of Leuconostoc mesenteroides NRRL B-523. / P.A. Padmanabhan,

112. D.S. Kim // Carbohydr Res. 2002. - V. 337, № 17. - P. 1529-1533

113. Pennel, R.D. The production of the enzyme dextransucrase using unaerated continuous fermentations / R.D. Pennel, P.E. Barker //1. Chem. Technol. and Biotechnol.- 1992.- Vol.53, N1.- P.21-27.

114. Rodrigues, S. Effect of phosphate concentration on the production of dextransucrase by Leuconostoc mesenteroides NRRL B512F. / S. Rodrigues, L.M. Lona, T.T. Franco // Bioprocess Biosyst Eng. 2003 Nov;26(l):57-62. Epub 2003 Sep 20.

115. Rodrigues, S. The effect of maltose on dextran yield and molecular weight distribution. / S. Rodrigues, L.M. Lona, T.T. Franco // Bioprocess Biosyst Eng. 2005. V.28, № l.-P. 9-14

116. Robyt, J.F., Walseth T.F. Production, purification, and properties of dex-transucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512F / J.F. Robyt, T.F. Walseth // Carbohydr. Res.-1979.- Vol. 68, N1. P. 95-111.

117. Robyt, J.F. The mechanism of acceptor reactions of Leuconostoc mesenteroides B-512F dextransucrase / J.F. Robyt, T.F. Walseth // Carbonydr. Res. 1978. -Vol. 61, №3.-P. 433-445.

118. Santos, E.M. Characterization and identification of lactic acid bacteria in "morcilla de Burgos" / E.M. Santos, I. Jaime, J. Rovira, U. Lyhs, H. Korkeala, J. Bjork-roth // Int J Food Microbiol. 2005. - V. 97, № 3. - P. 285-96

119. Sanz, M.L. Prebiotic properties of alternansucrase maltose-acceptor oligosaccharides. / M.L. Sanz, G.L. Cote, G.R. Gibson, R.A. Rastall // J Agric Food Chem. -2005. V. 53, № 15. - P. 5911-5916

120. Trudel, J. Assessment of the cytotoxicity of photocrosslinked dextran and hyaluronan-based hydrogels to vascular smooth muscle cells. / J. Trudel, S.P. Massia.// Biomaterials. 2002. - V. 23, № 16. - P.3299-307

121. Fu, D.T. A facile purification of Leuconostoc mesenteroides B-512FM dextransucrase / D.T. Fu, J.F. Robyt // Prep. Biochem. 1990. - Vol.20, №2. - P.93-106.

122. Funane, K. Changes in linkage pattern of glucan products induced by substitution of Lys residues in the dextransucrase. / K. Funane, T. Ishii, H. Ono, M. Kobayashi // FEBS Lett. 2005. - V. 579, № 21. - P. 4739-4745.

123. Kim, D. Properties of Leuconostoc mesenteroides B-512FMC constitutive dextransucrase. / D. Kim, JF. Robyt. // Enzyme Microb Technol. 1994. V. 16, № 12. -P. 1010-5

124. Shah, DS. Conserved repeat motifs and glucan binding by glucansucrases of oral streptococci and Leuconostoc mesenteroides. / DS. Shah, G. Joucla, M. Remaud-Simeon, RR. Russell. // J Bacteriol. 2004. - V. 186, № 24. - P. 8301-8.

125. Seymour, F.R. Determination of the structure of dextran by 13C-nuclear magnetic resonance spectroscopy. / F.R. Seymour R.D. Knapp, S.H. Bishop // Carbo-hydr Res . 1976. - V. 51, № 2. - P. 179-194

126. U1 Qader, S.A. Characterization of dextransucrase immobilized on calcium alginate beads from Leuconostoc mesenteroides PCSIR-4./ S.A. U1 Qader, A. Aman, N. Syed, S. Bano, A. Azhar // Ital J Biochem. 2007. - V. 56, № 2. - P. 158-162.

127. Ferretti, JJ. Nucleotide sequence of a glucosyltransferase gene from Streptococcus sobrinus MFe28. / J.J. Ferretti, M.L. Gilpin, R.R. Russell Hi Bacterid. 1987. V. 169,№9.-P. 4271-8

128. Foucaud, C. Development of a chemically defined medium for the growth of Leuconostoc mesenteroides / C. Foucaud, A. Francois, J. Richard // Appl. Environ. Microbiol. 1997. - V.63. - P.301-304.