- •Реферат
- •Перелік умовних позначень
- •Огляд літератури розділ 1
- •1.1. Виділення та ідентифікація біотехнологічно-перспективних штамів роду Nocardia
- •1.2. Використання представників роду Nocardia у деградації нафтових забруднень
- •1.2.1. Механізми споживання гідрофобних сполук мікроорганізмами
- •1.2.1.1. Роль поверхнево-активних речовин у асиміляції вуглеводнів
- •1.2.1.2. Гідрофобність клітин мікроорганізмів і споживання вуглеводнів
- •1.2.1.3. Міжфазне споживання гідрофобних сполук, якому сприяють поверхнево-активні речовини
- •1.2.1.4. Генетичні основи деградації вуглеводнів
- •1.2.2. Деградація аліфатичних вуглеводнів
- •1.2.3. Деградація ароматичних вуглеводнів
- •1.2.4. Деградація гетероциклічних сполук
- •1.2.5. Біодеградація складових нафти імобілізованими клітинами бактерій роду Nocardia
- •1.3. Біосинтез практично-важливих метаболітів
- •1.3.1. Представники роду Nocardia як продуценти антимікробних речовин
- •Антибіотичні речовини представників роду Nocardia
- •1.3.2. Біосинтез поверхнево-активних речовин
- •1.4. Використання поверхневого культивування для отримання цільових продуктів
- •1.5. Використання представників роду Nocardia у процесах біотрансформації
- •1.6. Дослідження біосинтезу нокобактину Nocardia farcinica ifm10152
- •Висновки до огляду літератури
- •Експериментальна частина розділ 2 матеріали і методи досліджень
- •2.1. Об’єкти досліджень
- •При рості на агаризованих середовищах штам n. Vaccinii к-8 на 24 год утворює колонії схожої структури та зовнішнього вигляду, зображено у таблиці. Культуральні ознаки штаму Nocardia vaccinii к-8
- •2.2. Культивування Nocardia vacсinii к-8
- •2.3. Визначення параметрів росту і синтезу поверхнево-активних речовин
- •2.3.4. Метод кількісного визначення поверхнево-активних речовин
- •2.4. Визначення хімічного складу пар за допомогою тонкошарової хроматографії
- •2.5. Статистична обробка експериментальних результатів
- •Розділ 3 вплив органічних кислот на синтез поверхнево-активних речовин штамом nocardia vacсinii k-8 за умов росту на гліцерині
- •3.1 Хімічний склад поверхнево-активних речовин Nocardia vaccinii k 8
- •3.2. Вибір попередників та синтез поверхнево-активних речовин залежно від моменту їх внесення
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від моменту внесення та концентрації цитрату натрію
- •3.3. Визначення оптимальних концентрацій цитрату й фумарату натрію
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від концентрації цитрату
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від концентрації фумарату
- •3.4. Синтез поверхнево-активних речовин за спільного внесення органічних кислот
- •Синтез пар штамом n. Vaccinii k-8 під час спільного внесення фумарату й цитрату натрію
- •3.5. Вплив регуляції рН на синтез поверхнево-активних речовин
- •Вплив регуляції рН на вихід поверхнево-активних речовин n. Vaccinii k-8
- •3.6. Вплив якості інокуляту на синтез поверхнево-активних речовин за присутності попередників
- •Вплив якості інокуляту на синтез поверхнево-активних речовин n. Vaccinii k-8
- •Висновки до експериментальної частини
- •Розділ 4 охорона праці
- •4.1 Організація служби охорони праці в лабораторії
- •Аналіз виробничого травматизму
- •Санітарні умови праці на виробництві Мікроклімат
- •Загазованість
- •Запиленість повітря
- •Заходи захисту від шуму та вібрацій
- •Освітлення
- •Випромінювання
- •Висновки по матеріалам аналізу санітарних умов
- •4.2 Розрахунок штучної освітленості для науково-дослідної лабораторії Національного університету харчових технологій Загальне освітлення
- •Місцеве освітлення
- •Список використаної ліератури
- •Ксерокопії публікацій
3.2. Вибір попередників та синтез поверхнево-активних речовин залежно від моменту їх внесення
Одним з підходів до підвищення ефективності технологій отримання продуктів мікробного синтезу є внесення екзогенних попередників у середовище культивування продуцента. Так як до складу ПАР N. vaccinii K-8 входять ліпіди, то було вирішено використання цитрату як попередника культивування. Цитрат є ефективним стимулятором ліпогенезу (це пояснюють активуючим впливом цитрату на фермент ацетил-КоА-карбоксилазу, який каталізує перетворення ацетил-КоА на малоніл-КоА, що, у свою чергу, супроводжується підвищенням синтезу жирних кислот, а отже, і ПАР ліпідної природи) [10]. В 80-90-х роках ХХ ст. рядом дослідників було встановлено стимулюючий вплив цитрату натрію на синтез ПАР мікроорганізмами [46]. Але у даних дослідженнях концентрація цитрату становила 0,5-1,0 %, і вносили його лише на початку культивування, що дозволяє розглядати цитрат не як регулятор синтезу ліпідів, а як додатковий ростовий субстрат. На кафедрі біотехнології і мікробіології було показано можливість інтенсифікації синтезу ПАР штамами A. calcoaceticus K-4 та R. erythropolis ЕК-1 внесенням цитрату у значно нижчих концентраціях [10, 11].
На першому етапі досліджень необхідно було визначити момент внесення попередників у поживне середовище для культивування.
В ході дослідження впливу цитрату натрію на синтез ПАР штамом R. erythropolis EK-1 було встановлено, що при внесенні цитрату на початку культивування спостерігалося лише певне підвищення рівня біомаси, але не синтезу ПАР. Навпаки, кількість синтезованих ПАР зменшувалась порівняно з вирощуванням R. erythropolis ЕК-1 на середовищі без попередників. У випадку його внесення у кінці експоненційної – на початку стаціонарної фази росту вдалося інтенсифікувати синтез ПАР [10, 11].
Подібну ситуацію спостерігали і для A. calcoaceticus К-4. При внесенні цитрату на початку процесу культивування в концентраціях 0,01–0,05 % кількість синтезованих ПАР A. calcoaceticus K-4 збільшувалась максимум на 12 % (0,02 % цитрату). В разі внесення такої самої концентрації цитрату на початку стаціонарної фази росту кількість синтезованих ПАР збільшувалася на 45 % .
У першому експерименті було вирішено дослідити вплив цитрату на синтез ПАР N. vaccinii K-8 у нижчих концентраціях (0,01-0,05 %).
Як бачимо із отриманих результатів (табл. 3.3), у випадку N. vaccinii K-8 спостерігається ситуація, подібна з вищеописаними. Цитрат натрію, внесений на початку культивування, не спричиняв позитивного впливу на синтез ПАР, а більше того, проявлялося певне інгібування, пропорційне концентрації внесеного цитрату
Таблиця 3.3
Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від моменту внесення та концентрації цитрату натрію
Концен-трація цитрату, % мас. |
Фаза росту
|
ПАР*
|
ПАР*, % від контр. |
Е24, % |
Е24 від контр.,% |
Біомаса, г/л |
0 |
- |
2,0±0,1 |
- |
60±3,0 |
- |
1,0±0,05 |
0,01 |
почат. |
2,0±0,1 |
100,00 |
57±2,9 |
95,8 |
1,1±0,06 |
стац. |
2,1±0,11 |
105,00 |
64±3,2 |
108,2 |
0,9±0,05 |
|
0,02
|
почат. |
1,8±0,09 |
90,00 |
59±3,0 |
98,4 |
1,1±0,06 |
стац. |
2,1±0,11 |
105,00 |
60±3,0 |
100,3 |
1,0±0,05 |
|
0,03
|
почат. |
1,3±0,07 |
65,00 |
66±3,3 |
110,7 |
1,0±0,05 |
стац. |
2,1±0,11 |
105,00 |
65±3,3 |
109,0 |
0,9±0,05 |
|
0,04
|
почат. |
1,4±0,7 |
70,00 |
67±3,4 |
112,1 |
1,1±0,06 |
стац. |
2,3±0,12 |
115,00 |
65±3,3 |
109,7 |
1,0±0,05 |
|
0,05
|
почат. |
1,1±0,06 |
55,00 |
62±3,1 |
103,9 |
1,1±0,06 |
стац. |
2,3±0,12 |
115,00 |
60±3,0 |
101,0 |
0,8±0,04 |
Виходячи з того, що у складі ПАР присутні гліколіпіди можливим є використання і фумарату. Він є попередником глюконеогенезу, і забезпечує поставку вуглеводів, а отже і гліколіпідів. Внесенням фумарату вдалося підвищити рівень синтезу ПАР A. calcoaceticus K-4 та R. erythropolis ЕК-1 [10, 11].
Щодо оптимальної фази внесення фумарату, то для A. calcoaceticus K-4 внесення останнього на початку процесу культивування є менш ефективним порівняно з внесенням його на початку стаціонарної фази росту (підвищення синтезу ПАР на 45 % проти 12,5 %). У випадку R. erythropolis ЕК-1 внесення фумарату на початку культивування на середовищі з етанолом супроводжувалося певним підвищенням рівня біомаси, а не умовної концентрації ПАР, введення ж фумарату на кінці експоненційної - початку стаціонарної фази росту дало змогу інтенсифікувати синтез ПАР.
Враховуючи позитивний вплив цитрату на початку стаціонарної фази росту (це може свідчити, що синтез ПАР відбувається у ідіофазі), а також вищенаведені результати для інших штамів, фумарат, як і цитрат, було вирішено вносити саме у цю фазу росту.