Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Поверхностно-активные соединения, созданные культурой бактерий Bacillus subtilis C-14

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Поверхностно-активные соединения, созданные культурой бактерий Bacillus subtilis C-14"

РГ6 од

І ч (»?Г| ІГС\0 і ■ і.І,ЧгІ .0

АКАДЕМІЯ ШК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ МІКРОБІОЛОГИ І ВІРУСОЛОГІЇ їм. Л.К.ЗАБОЛОТНОГО

На правах рукопису

ШУЛЬГА ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ

ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНІ СПОЛУКИ, УТВОРЕНІ КУЛЬТУРОЮ БАКТЕРІЯ БасШш виЬШІв С-14

03.00.07 - мікробіологія

Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня кандидат а біологічних, наук

Київ - 1993

Робота виконана у Відділенні фізико-хімії і технології горючих копалин Інституту фізичної хімії їм. Л.В.Пиоаркзвського АН України (м.Львів).

Наукові керівники:

доктор хімічних наук, професор

А.А.Туровський; '

кандидат біологічних нгук С.А.Єлісєєв

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук С.С.Стввоька

кандидат біологічних наук Т.О.Грінберг

Ведуча установа:

Інститут біоорганічної хімії 1 нафтохімії АН України

Захист відбудеться 19 травня 1993 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 016.ОБ.01 по захиоту докторських дисертацій при Інституті мікробіології 1 вірусології їм. Д.К.Заболотного АН України аа адресою: 252143, м. Київ, вул. Заболотного, 164. Інститут мікробіології і вірусології їм.Д.К.Заболотного АН України.

Автореферат відправлено " 4,Ь" • 1993 року.

Вчений секретар . спеціалізованої рада, кандидат біологічних наук

Е.О.Коваленко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. В останні роки широко досліджується новий клас продуктів мікробного синтезу - біогенні шверкнево-вктивні речовини. Практичне значення біо-ПАР мікробного походження обумовлено іх здатністю у невеликих концентраціях суттєво знижувати поверхневий і міяфааний натяг водних- розчинів і утворювати дрібнодисперсні стійкі емульсії вуглеводнів. Різноманітність фізико-хімічних і біологічних властивостей біо-ПАР визначав можливість їх використання у нафтодобувній, фармакологічній, хімічній промисловості .сільському господарстві і медицині. Мікробні біо-ПАР за своєю вфекгяв-"ніотю можуть перевершувати широко використовувані'"синтетичні ПАР. Одна а головних переваг біо-ПАР перед хімічними аналогами - біо-деградабельніоть, що робить їх перспективними для створення екологічно чистих технологій. З економічної точки зору, ці сполуки можуть бути рентабельними цри використанні у виробництві різноманітних промислових і сільськогосподарських відходів.

Практичний Інтерес до поверхнево-активних сполук мікробного походнення постійно підвшщгвться у зв’язку з потенційною перспективою їх Індустріального застосування, особливо у нафтодобувній промисловості, що пояснюється такими властивостями біо-ПАР, як вмочуюча здатність, емульгування І деемульгування, зниженая в’язкості важкої нафти, зміна реології нафти у свердловинах.

На даний чао накопичений певний досвід робота в мікробними поверхнево-активними сполуками. Активно вивчається природа, фізико-хі-мічні властивості, закономірності синтезу біо-ПАР і їх роль у жит-

твдіяльності мікроорганізмів. Актуальним лишається пошук нових продуцентів біо-ПАР, селекційна робота у цьому напрямку дуже необхідна.

Мета 1 завдання. Метою цізї роботи е визначення активних продуцентів яовархнево-акпшниі речовин, які становлять теоретичний і практичний інтерес, серед бактерій різних таксономічних груп.

У відповідності з поставленою метою визначені такі завдання:

- провести пошук активних продуцентів біо-ПАР серед бактерій різних родів;

- встановити природу біо-ПАР вибраного мікроорганізму, вивчити хімічні і фізико-хімічні влвотивості цих сполук;

- дослідити іДвіодогічні особливості продуценту і синтезу поверхнево-активних речовин; '

-вивчити бгшш різних факторів пркизнсго середовища на синтез біо-ПАР;

- дослідити перспективу практичного застосування отриманого біо-ПАР у нафтодобувній промисловості 1 тваринництві.

На захист виносяться такі положення:

1. ©ізико-хімічні особливості поверхнево-активних сплук, утворених культурою В.еиЬШІе С-14 ;

2. Фізико—хімічні особливості біоемульгатора, який синтезується культурою В. виЬ1;і1і8 С-14 ;

3. Стимулюючий вплив цитрату натрію на синтез біо-ПАР культурами В.виЬШІв С-14 і И. егу№горо1ів АР-25;

4. Перспективність використання біо-ПАР, які синтезуються культурою В.вгйЛИів С-14, у нафтодобувній промисловості і тваринництві;

Б. Метод визначення концентрації поверхнево-активних аніоногенних ліпопептидів у культуральній рідині бактерій.

Наукова новизна. СелекціЯовано штамм В.еііМ;11іе С-14 - проду-

- цент позаклітинних високоефективних поверхнево-активних сполук,здатних знижувати поверхневий 1 ь'івфазний натяг дистильованої соди до 28,Б мН/м 1 2,0 мЯ/м відповідно при значенні критичної концентрації міцелоутворення (ККМ) 20 мг/л. Виділена сполука в аналогом оур-фактину, який синтезується культурою В.виЬііІІз АТСС 51338, але перевершує останній по поверхневій активності.

Вперше шзказ&ш, що у культуральній рідині бактерій В-вийШів-С-14 поверхіь.-.і-о-активні ліпохгептлда утворюють кошілоко з біогголіме-ром. Ізольованій комплекс, що складається з вуглеводів, білків 1 ліпідів, являв собою біоемульгатор, який не поступається хімічним аналогам ра емульгуючім! властивостями. Показано, що утворення стійких емульсій вуглеводнів за допомогою дослідженого біоемульгатора визначається комшірксноп взаємодією ліподептидів, значно знижуючих натяг на меаі фаз вуглеводень - вода, 1 біополімера, стабілізуючого . дрібнодисперсну сиотему. Встановлено, що визначна роль у процесі емульгування належить лілопептидаому компоненту біоемульгатора. Показана здатність біоемульгатора утворювати стабільні емульсії "мас-сло у воді" з різними вуглеводневими субстратами у широкому діапазоні pH.

Визначено, що синтез поверхнево-активних речовин штамом В.виЬ-їііів С-14 залежить від природа вуглецевого і азотного живлення, співвідношення К:С, наявності дріжджового екстракту 1 деяких інших факторів позивного середовища. Встановлено стимулюючу роль цитрату натрію на синтез біо-ПАР культурою В.аиМіііз С-14. Отриманий ефект впливу цитрату натрію додатково підтверджено на прикладі синтезу гліколіпідних біо-ПАР культурою Н.егуїіігороііа АР-.'5.

Розроблено оригінальний спектроскопічний метод визначення концентрації поверхнево-активних ліпопептидів у культуральній рідині бактерій- В.еиЬііІів С-14, який базується на здатності біо-ПА? утворювати комплекс о барвником метиленовим синім. Метод може бути використаний для вивчення інаих аніоногевних ПАР як у лабораторних, тач і у виробничних умовах.

Практична цінність. Встановлено отимулюючий вплив поверзшзво-активниг сполук яа активність ферментів травлення рубця великої рогатої худоби. Впершв показано-активні нафтовідмиваючі властивості емульгатора культури В.виЬїіІіа С-14, а також можливість його використання у нафтовидобутку пластів. Обговорюються перспективи використання денного біо-ПЛР для очистки від вуглеводневих забруднень.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на VI Всесоюзній конференції по окисленню органічних сполук (Львів, 198Є), VII з'їзді Українського мікробіологічного товариства (Чернівці, 1989), Всесоюзній конференції "Лімітування 1 інгібування рооту нікрооргенізмів (Пущино. 193ь).

Публікації. Ва матеріалами дисерткції видано 11 робіт.

Структура і об'єм роботи. Дисертація складається із вступу, трьох розділім огляду літератури, п'яти розділів експериментальної частини, заключної частини, висновків 1 списку літератури '164 джерела ). їобота викладена на 163 сторінках машинопису, включати Зі келанок, 17 таблиць.

Об’єкти і уатоди дослідження. У роботі використані колекційні штами бактерій із Всесоюзної колеіщії мікроорганізмів. Культура Ва-чіііив шМПіз С-14 взіділона у лабораторії біотехнології ВФХТГК І^Х АН України з ниІл’ЗоаОрудтаніїх зразків грунту Львівської облас-

Фізіологічні особливості -росту 1 утворення біо-ПАР культурою

В.виМіїїв С-14. Показано, що селекційований штам В.виМШа С-14 здатний засвоювати широкий спектр джерел вуглецю: як водорозчинних (сахароза, мальтоза, ксдагаза та ін.), так і водонероучинних (рідкі парафіни, пальмітинова кислота) (Гайд.2). Але синтез Оіо-ПАР і біо-емульгатора проходив більш активно при рості на вуглеводних субстратах. .

' Таблиця 2.

Поверхнево-активні і емульгуючі властивості культуральної рідини бактерія В.аиЬііІіБ 0-14 в залежності від джерела вуглецевого живлення, що використовується

Джерело вуглецю, 2% Біомаса, °%40 С КО, 1п розведення культ.рідини Е24* %

Сахароза 2,30 6,52 60

Арабіноза 2,27 6,20- ЄО

Мальтоза 2,30 4,90 23

Манії 2,00 4,90 ЗО

Лактоза 1,70 ' 4,54 1

Нсилоза 1,85 4,27 15

Глнкоза . і ,62 4,02 10

Рамноза 1,93 3,34 15

Гліцерин 2,20 3,00 5

Рідкі парафіни

(Сіа - си) 1,7Б 4,00 10

Пальмітинова кислота 2,15 4,20 15

Дослідження цілого ряду вуглеводів як даерел вуглецю та енергії показало, що найбільш ефективним субстратом для синтезу поверхнево-активних сполук в сахароза. У цьому випадку мають місце найбільш виоокі значення біомаои, поверхневої (СЩ}=5,52) І емульгуючої (Е24 БОЖ) вктивності культуре.львої рідини бвктерій.

В залежності від використання водорозчинного чи водонерозчин-кого джерела вулвцевого живлення, виявлено різне зниження повехнево-го і міифазного натягу культуральної рідини В.виЬ1;і1іеС-14. Найбільш інтенсивний ріст досліджуваної культури та зниження поверхневого і міхфазного натягу було при утилізації водорозчинного субстрату в якості зданого днарела вуглецю та енергії.

Вивчено вплив різних джерел азотного иивлення на ріст та синтез поверхнево-активних сполук культурою В.еиМіІів С-14. У роботі

' ~ч.

викориотовували нітратне, аданійна та нітратно-амонійна джерела азоту в еквімолярних кількостях. ’

Показано, що найбільш активний ріст досліджуваної культури спостерігається при наявності іонів Шд в поливному середовищі. Одаак, для ефективного синтезу біо-ПАР та біоемульгатора потрібний азот у вигляді N0^. У цьому' випадку вдається одержати максимальне значення СІШ (6,і) та Е2д(60Ж).

Встановлено, що істотний вплив на синтез біо-ПАР та біоемульгатора культурою В.виМіІів С-14 мав співвідношення 0:Н у поживному середовищі (Рис.1).При N10 - 1:12 відзначається ма-

ксимальне накопичення біомаои клітин культури, що досліджується. В той же час, для утворення біо-ПАР та біоемульгатора більш ефективнішим виявилось Співвідношення К:С - 1:24. В останньому випадку опо-отерігавтьоя найбільш значне зниження поверхневого та міжфазного на-

СПІВВІДНОШЕННЯ 1=12 V24 1:55 0105

И: С

Рис. 1. Вшив співвідношення азоту 1 вуглецю у поживному середовищі на ріот 1 синтез бІо-ПАР культурою В.зиЬШів С-14.

• 1 -концентрація позаклітинних. ліпідів; 2-б1омаса; З- Е

2»

тягу культуральпої рідинг (28,6 ілН/м і 2,0 мН/м відповідно) при емульгуючій ■ активності (Е2Д) по відношенню до гексадекану рівної 61Ж.

Підвищення рівня утворення біо-ПАР та біоемульгатора дослідженим штамом дооягавтьоя такок при додаванні до поживного середовища дрівдаового екотракту. Відтак, нвявність у поживному середовищі

дрікдаоаого екстракту а концентрацією О, ЇЖ викликав збільшення значення СНЕ) в 2,4 рази, Е£4 в 2,9 рази по відношенню до контролю.

Встановлена стимулююча дія цитрату натрію на синтез поверхш-во-активних сполук культуро» В.виЬШіе (Табл.З). Присутність у поживному оорвдовищі цитрату натрію в незначній мірі впливав на накопичення біомйси, але при цьому спостерігається збільшення поверхневої активності (значення СШ) збільшується з 4,3 до 8,1) та емульгуючої активності (Е2470ї по відношенню до контролю Б5Ж). Оптимальна концентрація цитрату натрію для синтезу біо-ПАР складав 5 г/л.

Таблиця 3.

Вплив різних концентрацій цитрату натрію на ріст 1 синтез біо-ПАР 1 біоемульгатора культурою B.subtllis С-14

Концентрація цитрату натрію, г/л Біомаса, °°5<ГО cm, In розведення культ.рідини Кон-ція біо-ПАР в культ.рідині, г/л *=24’ %

1,0 2,2 5,3 0,316 56

2,6 2,2 5,6 0,420 60

3,5 2,3 6,9 0,500 60

Б,0 2,3 6,1 0,530 70

10,0 2,1- 6,8 0,485 65

Контроль

0,0 2,1 4,3 0,200 ББ

Відомо, що цитрат натрію в ефективним стимулятором літогенезу, особливо у ліпід-ош' азуючих дріждків. Тому, знайдений ефект можна пояснити впливом цитрату натрію на фермент ацагил-СоА-карбоксилазу,

який прискорює перетворення ацетил-СоА в малоніл-СоА, а це у свою чергу, приводить до збільшення синтезу кігрних кислот, які складають яіпопечтидний біо-ПАР. Стимулгаочий вплив цитрату натрію на синтез біо-ПАР був підгдардшашіЯ на прикладі синтезу позаклітинних поверхнево-активних пептідогліколіпідів та миколатів трегалози культури

Н.егугіїгороИв АР-25.

Показано, що деякі С4-дикарбонові кислоти (фумарат, оукцинат) також здатні інтенсифікувати синтез біо-ПАР досліджуваним штамом. Відтак, додавання фумарату нагрію до поживного середовища збільшує зн8ченйя СШ) у процесі культивування до 5,6, додавання сукцинату натрій - до 5,1 по відношенню до контролю 4,2. Спостерігається також збільшення емульгуючої активності при додаванні вищевказаних карбонових кислот. '

На основі одержаних експериментальних даних з впливу різних факторів поживного середовища на синтез біо-ПАР культурою З.еиМІ-1І8 С-14 розробленій склад мінерального поживного середовища для одержання іріх сполук (г/л): МаНОа - 2,0; кнаР0„ - 1,2; кнаР0„-Зн20 -2,0; мд30,>7на0 - ОД; СаСІ2-2на0 - 8 ІСГ4; р.зо„*7н2о - 5-Ю"6;

цитрат натрію - 5,0; дріжджовий екстракт - 1,0; сахароза - 20; дис-тильозана вода - до 1 л; рії 7,0.

При культивуванні бактерій В.виМНіа С-14 на розробленому поживному середовищі склало 0,21 год-1 (максимальна швидкість

росту). Культура досягала стаціонарної фази росту на протязі 24 год (Рио.2). Встановлено, що синтез біо-ПАР починається у Іад-фазі росту і продовжується до початку стаціонарної фази. Максимальна швід-кість синтезу поверхнево-активних сполук досліджуваним штамом знаходиться в середині експоненціальної фази росту. Максимальна питома

Е

2,0

1,5

1,0

0,5

4

2

Рио.2.ДкнемІке накопичення біомаси І утворення біо-ЕАР культурою В.ВиМІІІВ С-14.

1 -біомаса, г/л; 2 -СМБ, 1п культуральної рідини;

З -СМБ/біомаса; 4 -біоемульгатор, г/л.

швидкість утворення біовмульгатора (0,17 год-1) встановлена у фазі сповільнення швидкості росту культури. Максимальна кількість біо--ПАР та біоемульгатора спостерігезться на 34-36 годину культивування штаму В-виМНів С-14. ч

Фізико-хімічзі влаотивооті поверхнево-активних ополук, які утворюються культурой В.виЫ111аС-14-. Виявлено, що позаклітинно біо-ПАР, яке сиптевувться доолідауваним штамом, являа собою сполуку ліпопептидної природи, здатно внинувати поверхневий та міїфазовий натяг дистильованої води до 28,6 і/Я/м та 2,0 мН/м відповідно при значенні критичної концентрації міцелоутворення (КНМ) 20 мг/л.

Показано, що склад покивного середовища Істотно впливав на якість утворюваного культурою В.виЬШів С-14- біо-ПАР. Так.вико-ристання пептону як додаткового дхерела вуглеводневого живлення, приводить до пояби в нультуральної рідини поряд з традиційнім ліло-Еэптидом РІг-1 нової аналогічно" сполуки РЬ-2, яка здатна знижувати поверхневий та мііфазний натяг дистильовано" води до 35,0 кН/м та 3,2 мН/м відповідно при значенні ККМ 100 мг/л.

Вивчення 14 та ЯМР спектрів товерхлево-вктийних. ліпопептидів показало, що виділані сполуки з аналогами ліпопептиду оурфактину, який утворшться культурою В.виЬШів АТСС 51338 (Рис.З). Однак,при аналогії, що спостарігаатьоя в спектрах виділених речовин та спектрі стандартного сурфактину, а істотні відмінності у співвідношеннях інтенсивностей смуг поглинання в областях 1660,1730 та 2900 ом-1, які свідчать про різницю у складі досліджуваних сполук порівняно з сурфактином у аирнокислотній та амінокислотній частинах.

Порівняльна вивчення поверхнево-активних властивостей препаратів оурфвктину та ліпопептиду РЬ-1 показало, що останній в більш ефективним ПАР, здатним в меньших концентраціях знижувати поверхневий та м1м$азний натяг дистильованої води. Аналіз літературних даних дозволив зробити висновок про те, що виділена ліпопептид-на біо-ПАР за ефективністю не поступається найбільш відомим мікроб-

Рио.З. ІЧ-опактри позаклітинних ліпопептиднюс Оіо-ПАР.

А -лішшптид РЬ-1; Б -оурфактин; В -ліпопептид РЬ-2.

ним та деяким хімічним ПАР (Габл.4).

Експерименти по дослідженню. біодеградабельності позаклітинних біо-ПАР культури В.виМіїів С-14 показали, що ці сполуки можуть використовуватися деякими бактеріями роду Реежіотопав як дкерело вуглецю і енергії.

Таблиця 4

Поверхнево-активні властивості деяких мікробних і хімічних ПАР

ПАР Натяг мН/м КИМ, Джерело

°в °і мг/л данжг

Біогенні ПАР •V

. Лілопептид (В. виМіНе С-14) 28,5 2,0 20 Ексгорем.дані

Сурфахтин (В.виЬШів АЇСС 51338) 32,4 2,8 100 Ексгорем.дані

Сурфактин (В.виВШіс АІСО 21331) 27,9 50 Уа*ег,1987

Рамнолілід (РзеиЗошопаз ар.) - 40,0 _ 60 »а^ег,1987

Гліколідід (СогупеЬа^егіит ар.) 38-43 ' _ 300 1їазпег,і984

Трегалозолілід (Н.агуШгороІіа) 36,0 — 1Б Пезаі,1987

Хімічні ПАР \

ден 37,0 - 200 Досон,1991,

і.

- не мса даних

Фізико-хімічні властивості Оіоемульгаторз. який утворений культурою В.виЬ-ЬіІіа. В культуральній рідині досліджуваних бактерій поверхнево-активні лілопзптидо утворюють асоиіат з Сіополімером. Встановлено, що склад цього комплексу містить 10% вуглеводів, 15% білків та 15% ліпідів. Виділений з культуральної рідини комплекс біо-ПАР - біаподімер являв собою високоефективний біоому-дьгатор.

Утвореній стабільних емульсій за допомогою біоемульгатора, можливо* визначається комплексною взаємодією біо-ПАР, які здатні значно знижувати натяг на розділі фаз вуглеводень - вода, ідо сприяв утворенню мікродисперсної емульсії. Однак, у зв’язку з тим, що досліджувані біо-ПАР мають невелику молекулярну масу (1000-2000), емульсія, яка утворена з його допомого»,неотайільна і швидко руйнується. Наявність у складі біоемульгатора виоокомолекулярнсго (8 10^-2 106) біополішру запобігав коалесценції мікрокрапель вуглеводню, ідо підашцув стабільність утворених емульсій. Основна роль у процесі емульгувати вуглеводнів належим біо-ПАР, відщеплення яких від біопслімеру приводить до втрат емульгуючих властивостей у біоемульгатора.

Показано, що біоемульгатор, синтезований: культурою В.іліЬііііб С-14, прояЕляз емульгуючу активність по відношеним до ьшрокого спектру вуглеводневих субстратів (гао, рідкі парафіни, нафта, росліпші масла та Інші), з якими утворює стабільні емульсії тішу "масло у йоді" (£2^ 69-83Ж) в діапазоні рК від 6,0 до 9,0 (Рио.4).

Певну зацікавленість являє собою вивчення структури є.мульсій вуглеводнів, які утворюються аа допомогою біоемульгатора. В використанням світлової мікроскоп'і було проведено порівняльне вивчення структури емульсій рідких парафіїїіь, утворених відомим ноіоногеншім ПАР твік-00 тч виділеним біоемульгатором (Рио.5). Не було бияелєцо істотних відмішгастей в структурі одержаних емульсій (середній діаметр мікрокрапель 8-10 ьїсм). Однак, представ лана на рис.Ба емульсія рідких парафінів з трін-80 утворюється лом при співвідношенні емульгатор: субстрат 1,3:10, в той час, коли для одержання аналогічної емульсії парафінів з біоемульгатором воно складало 0,03:10. Такій

ГАС

РІДКІ ПАРАФІНИ (с12Гсм),

СОНЯШНИКОВА

ОЛІЯ

РАПСОВА ОЛІЯ

СОЄВА ОЛІЯ

НАФТА

1 1 // ' ■ 1 - 1 - ■ . . • і і ^ 10 20 67 71 Т5 79 83 Е

Ряс.4.Емульгуюча активність біоемульгатора, який синтезований культурою В.зиІЛІІіз С-Н по відно’лпнню до різких вуглеводневих субстратів.

^Співвідношення віо9мульгатор(0,02Ж-ітаЯ' розчин) субстрат = 2:3 по об’єму.

чинок, за допомогою більш низьких концентрацій біоемульгатора можна отримати емульсію, аналогічну за структурою та стабільністю емульсіям, які утворені з синтетичними ПАР. Крім того, у зв’язку з екологічною нешкідливістю 0іогених ПАР та емульгаторів їх практична застосування для вирішення проблеми емульгування вуглеводневих забруднень уявляється перспективним.

ї

її

ь

«

>«

и

Рис.Б.Структура емульсій рідких парафінів, утворених за допомогою твін-80 (А) і позаклітинного біоемульгатору культури В.зиЬїіІІ'а С-14 (Б). 700

Дослідження перспективи практичного використання біо-ПАР та біоемульгатора, утворених культурой B.subtlliэ С-14. Встановлені нафтовідашакні властивості біоемульгатора. Використання розчину біоемульгатора в концентрації 6 мг/мл дозволяв в ЗО раз підвищите

ефективність відмивання нафти від піску порівняно з дією трио-мсі -мсгніевим буфером. Вивчення мікроструктури емульсій, утворених за допомогою біоемульгатора, показало, що нафта з низькою питомою густиною (<1^°= 818 кг/м3) легко емульгується, утворюючи стабільні емульсії типу "масло у воді" з середнім діаметром мікрокрашль 10-1Б мки. Із збільшенням питомої густини нафти до <і|0~1037-1200 кг/м3 зменшується отабільніоть емульсій. Крім цього, в останньому випадку бІоемульгатор сприяв угворенню дрібнодисперсних емульсій типу "вода у маслі" з середнім діаметром міхрокрапель 1,0-1,Б мкм. Вивчення мікроструктури нафтових емульсій, одержаних за допомогою досліджуваного біоемульгатора, дозволило припустити, що найбільш легко відми-вавтьоя від піску нафта а низькими значеннями питомої густиш.

Дооіідкення фільтрувальних, вафяовитисхаючих властивостей, а також сумісності розчинів бІо-ПАР з мінералізованими водами на моделях колекторів Показує перспективність його використання у нафтодобувній промисловості для збільшення нафтовіддачі пластів.

Встановлена можливість застосування поверхнево-активних ліпо-паптидів, які сиптезутгся культурою ti.subt.llla С-14 у тваринництві як стимулятора актавності ферментів травлення рубця великої рогатої худоби. Показано, що ліпошптида досліджуваної культури в залеанос-ті від кондентеції стимулхюгь протеолітичну (в 1,7-2,4 рази), амі-лолітичну (в 1,08-1,6 рази), ліполітичву <в 1,05-2,2 рази) активність рідини рубця В5ликої рогатої худоби, а також підвищують проникливість еритроцитзрних мембран. Одержані результати можуть мати як теоретичне, так 1 практичне значення для тваринництва як засіб фізіологічної регуляції процесів обміну у сільськогосподарських тварин.

висновки- '

1. Проведений скрівінг дозволив визначити стратегію пошуку

мікроорганізмів - продуцентів поверхнево-активних сполук серед культур, які належать до родів KhocLococcus, Mycobacterium, Pseudomonas і Bacillus. Селекційовано штам B.subtilis С-14, здатний утворювати ефективні повзрхнево-актшні сполуки. .

2. Встановлено, що позаклітинні біо-ПАР культури B.subtilis

С-14 в ліпопептидами, які здатні знизувати поверхневий та міжфаний натяг дистильованої вода1до 28,Б мН/м та 2,0 мН/м відповідно при значенні критичної концентрації міцелоутворення (ККМ) 20 мг/л. Виділена' ополука за хімічним складом та фізико-хімічними властивостями з аналогом сурфактину, який сзшгезувться культурою B.subtilis АТСС 51338 , але'перевершуе‘його за активністю. ■ ■

3. На основі .вивчених фізіолого-біохімічних властивостей бак-

терій B.subtilis С-14 розроблене та рекомендоване мінеральне.поживне середовище для одержання поверхнево-активних сполук. Показано стимулюючи! вплив цитрату натрій на синтеа біо-ПАР культурами B.subtilis С-14 та R.erythropolis ДЇ-25. - ' '

4. Показано, що ліпопептидні біо-ПАР утворюють у культуральній

рідині комплекс, який складається з вуглеводів, білків та ліпідів, і являв собою високоефективний біобмульгатор, який за емульгуючими влаотивоотями не поступається хімічним аналогам. Встановлено, що оо-новна роль у процесі емульгування вуглеводнів належить лідопептид-ному компоненту біоемульгатора. '

5. Розроблено оригінальний спектроскопічний метод визначення концентрації поверхнево-активних ліпопептидів у культуральній рідині бактерій B.subtilis С-14, який грунтується на здатності біо-ПАР

утворювати комплекс з барвником метиленовим синім. Метод може використовуватись для вивчення Інших аніоногенних ПАР як в лабораторних, так 1 у виробничих умовах.

6. Встановлені нафтовідмиваючі властивості позаклітинних біо-ПАР, що синтезуються досліджуваною культурою. Фільтруючі та нафтовідмиваючі властивості, а також сумісність з мінералізованими пластовими водами нафтових родовищ показують перспективність застосування виділених біо-ПАР для підвищення нафговіддачі пластів.

7. Показано, що поверхнево-активні лігопептиди, які утворені штамом' З.аиЬШІв С-14 , а стимуляторами протеолітичних, амілолі-

тичних та ліполітичнях фермзнтів рубця великої рогатої худоби, а також підвіщувть проникливість еритроцитарішх мембран.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Елисеев С.А. .Сноїзсо И.А.,Кульга А.Н. О механизме действия поверхностно-активных веществ на бактериальные клетки // МГУ.Бяол. фак-т,-М.,І986 Деп. в ВИНИТИ 27.08.84, Н 6014-84,-0.4.

2. Шульга А.Н. .Леоше О.Ю..,Елисеев С.А.,Карпэнко Е.В. Внеклеточные ПАВ Юіосїосоосиа sгytlIгopolis.//VII сьевд Укр. іятробиол.общества, Тез.докл./Черновцы,сэнт.1889/, Киэв-Чэрновцы, 1989, ч.І,-С.І68.

3. Шульга А.Н..Карпенко Е.В. Изучение динамики состава свобод-

• у . . *

дых лишдов культур родококков в процессе роста на углеводородных субстратах.// Там *е, -С.96-97.

4. Шульга А.Н..Карпенко Е.В.,Елисеев С.А..Туровский А.А. Влияние условий лимитирования азота на рост некоторых граммотридатель-ных бактерий и синтез био-ШВ.//Всес.конф. "Лимитирование и ингибирование роста микроорганизмов", /Пущино, 12-14 дек.1989/,-С.128-129.

Б. Елисеев С.А.,Шульга А.Н.,Карпенко Е.В. Особенности биаош-

теза поверхксстно-актившх лїшидов культурой Bacillus eubtllls C-14 // Мякробиол.курн. ,1990, Т.Б2, N 3,-С.41-44.

Є. Шульга Л.К.«Елисеев С.А.,Карпенко Е.В.,Кирчив А.Р..Туровский А.А.. Виоемулъгвтор, образуемый культурой Bacillus subtills и его свойства // Микробиол.иурн.,1990, Т.Б2, N 5,-0.78-82.

7. Кучер Р.В.,Шульга А.Н.,Елисеев С.А. .Карпенко Е.В..Туровский А. А. Поверхностно-активные пептадолшида культуры В. subtil is //Доюі.АН УССР, сер.Б. Геол., хим. и б иол. науки, 1990, N 9,-С. 40-42.

8. Пулы а А.Н. .Карпенко Е.В. .Елисеев G. А. Дуровский А.А., Ко-ронелли-Т.В. Внеклеточные лшшда и поверхностно-активные свойства бактерий R. егуthropolis//№nqK)6Ho^oraH. 1990,Т. 59,вып.3,-С.443-447.

- 9. Елисеев С.А.,Вильданова-Марцшин Р.И-.Шульга А.Н. ,Шабо З.В.

Турогский А.А. НефтеотшващиЯ биоэмульгатор, образуемый культурой Bacillus species.// Мжробио л.аурн.1991,5.53,N Є,-С.61-66.

10. Шульга А.Н..Карпенко Е.В.,Елисеев С.А..Туровский А-А. Метод определения содержания анионогенных поверхностно-активных п&ти-долипидов бактериального происхождения // Микробиол.журнал.1993, Т.65, N I.-С.85-88.

XX. ЕХувзеет S.A..Kutcher R.V.,Shulga A.N. Surface-active compounds, produced by Bacillus ap.U-14, and. itB properties // 7th International conference on Surface and Colloid science Compiegne, Prance, July 7-12,1991,P.112.

1ІІДП..ДО дк/.ч-.v іс^.яз . Формах 60x8^/16. Папір лрук. 'а г. Друк. офс. Умовн.друл.ард. і>!> Умсші.і'.апб.-іидб. і,? Обл.-вид.арк. ^>ъ/ ____Ти. тіаж прйы. Зам. С? . Безплатно

____' ЛГіі гл'0646 Львів-ІЗ. Ог.Бан^ери, 12

Дільниця оперативного друге■■ Jiill иЬВІБ, вул. Городояьиу. ' s}r: