Вдосконалення технології мікробного екзополісахариду етаполану на суміші ростових субстратів - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ 03.00.20 - біотехнологія УДК 579.841:577.114 АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ МІКРОБНОГО ЕКЗОПОЛІСАХАРИДУ ЕТАПОЛАНУ НА СУМІШІ РОСТОВИХ СУБСТРАТІВ Лащук Надія Володимирівна Київ - 2008 Дисертацією є рукопис. Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Пирог Тетяна Павлівна, Національний університет харчових технологій, завідувач кафедри біотехнології мікробного синтезу. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Упродовж останніх 20-30 років мікробні екзополісахариди (ЕПС) - високомолекулярні екзогенні полімери вуглеводної природи - є обєктом інтенсивних теоретичних і прикладних досліджень (Kumar, 2007). Попередні дослідження (Пирог, Коваленко, 2003) показали можливість інтенсифікації синтезу мікробного екзополісахариду етаполану (продуцент Acinetobacter sp. B-7005) на суміші енергетично нерівноцінних ростових субстратів (етанол глюкоза). Проте ця технологія передбачала культивування Acinetobacter sp. В-7005 на середовищі з високим вмістом солей (11 г/дм3), що суттєво знижувало її ефективність. Слід зазначити, що промислове виробництво мікробних полісахаридів в Україні до теперішнього часу не реалізовано, а факторами, які стримують впровадження технологій мікробних ЕПС є високі витрати на біосинтез (сировина, енергетика), а також на виділення та очищення цільового продукту. Дисертаційна робота включає дослідження, виконані згідно плану науково-дослідних робіт кафедри біотехнології мікробного синтезу Національного університету харчових технологій за темами Розробка та удосконалення мікробіологічних та біохімічних процесів в біотехнології та охороні навколишнього середовища (2001-2005 рр.) та Розроблення новітніх біотехнологій у мікробіологічній, фармацевтичній, харчовій промисловості та охороні довкілля (2006-2010 рр.), а також у рамках проекту Міністерства освіти і науки України Розробка наукових основ інтенсифікації синтезу вторинних метаболітів в умовах міксотрофного росту бактерій (2004-2006 рр.), № державної реєстрації 0104U000440. Мета роботи полягала у дослідженні регуляції синтезу етаполану на суміші ростових субстратів і встановленні умов культивування Acinetobacter sp. В-7005 на суміші етанолу і глюкози та розробити підходи до їхнього усунення; – дослідити можливість заміни глюкози і етанолу у змішаному субстраті на дешевші субстрати (мелясу та ацетат і/або фумарат, відповідно); – встановити закономірності синтезу етаполану на суміші енергетично дефіцитних субстратів; – розробити шляхи інтенсифікації синтезу етаполану на змішаних С2-С6-субстратах та встановити механізми, що забезпечують підвищення синтезу ЕПС в умовах міксотрофного росту продуцента на суміші енергетично нерівноцінних і енергетично дефіцитних субстратів; – розробити технологічну та апаратурну схеми одержання різних товарних форм етаполану на суміші ростових субстратів. Розроблено підходи до регуляції і визначено шляхи управління процесом біосинтезу етаполану на суміші енергетично нерівноцінних і енергетично дефіцитних ростових субстратів. Показано можливість часткового усунення лімітування С2-метаболізму шляхом зниження початкової концентрації глюкози і етанолу в середовищі з наступним їх дробним внесенням у процесі культивування Acinetobacter sp. В-7005 і використання посівного матеріалу, вирощеного на етанолі або ацетаті. Встановлено можливість використання меляси - відходу цукрового виробництва як енергетично дефіцитного субстрату в умовах міксотрофного росту продуцента етаполану на суміші ростових С2-С6-субстратів. Визначення активності ключових ферментів С2-С6-метаболізму, а також швидкості окиснення субстратів інтактними клітинами бактерій здійснено спільно з к.б.н. Ю.В.Корж (Інститут мікробіології і вірусології НАН України), яка є співавтором наукових праць. Культивування бактерій здійснювали в колбах на качалці (220 об/хв) при 30 °С упродовж 16-120 год на рідких мінеральних середовищах № 1?12, які різнилися між собою загальним вмістом солей, молярністю буферу, природою і концентрацією джерела азоту, концентрацією катіонів калію К .