ВВЕДЕНИЕ 4
1 Обзор литературы 6
1.1 Полигидроксиалканоаты - биополимеры микробного
происхождения 6
1.2 Биосинтез ПГА 9
1.3 Потенциальные источники углерода для синтеза ПГА 13
1.4 Меласса как источник углерода в промышленности 16
1.5 Обработка мелассы для роста клеток 18
2 Материалы и методы 21
2.1 Объект исследования - Cupriavidus eutrophus B-10646 21
2.2 Подготовка инокулята 21
2.3 Анализ проб 22
2.3.1 Измерение оптических показателей культуры 22
2.3.2 Определение сухой биомассы клеток 23
2.3.3 Определение концентрации фруктозы 24
2.3.4 Определение концентрации глюкозы 25
2.3.1 Определение содержания аммонийного азота 25
2.4 Расчет кинетических параметров роста культуры 26
2.5 Культивирование бактерий с использованием мелассы 26
2.5.1 Предварительная обработка мелассы 27
2.5.2 Удаление сухих веществ Н2О2 27
2.5.3 Кислотный гидролиз мелассы 28
2.5.4 Щелочный гидролиз мелассы 28
2.6 Микробиологический контроль 28
2.7 Выделение полимера 29
2.8 Определение содержания в клетках состава ПГА 29
2.9 Статистическая обработка данных 30
ВЫВОДЫ 31
Список использованных источников 32
... нет 3 раздела
Объемы выпуска пластмассовых изделий на основе нефти неуклонно растут, при этом неразлагающиеся продукты производства оказывают высокую нагрузку на окружающую среду, поскольку они накапливаются в водоемах, почве и свалках в течение многих лет. Радикальным решением проблемы является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях подвергаться биодеградации с образованием безвредных для живой и неживой природы веществ.
Полигидроксиалканоаты (ПГА) представляют собой группу микробиологических сложных полиэфиров с термопластичными свойствами, аналогичными свойствам обычных полиолефинов, с тем преимуществом, что они являются биоразлагаемыми, биосовместимыми и производятся из возобновляемых источников, что делает их очень перспективными материалами для промышленного применения. Тем не менее, значительная разница в стоимости между ПГА и пластмассами нефтехимического происхождения представляет собой серьезное препятствие для частичной замены последних. В настоящее время коммерчески доступные ПГА производятся в промышленности с использованием чистых микробных культур (как в дикой форме, так и рекомбинантных штаммов) и чистых, как правило, дорогих субстратов. Цена в основном зависит от стоимости субстрата, составляя около 40% от общих затрат на производство .
В настоящее время чистая фруктоза и глюкоза являются основными источниками углерода, используемыми для крупномасштабного производства. Поэтому выбор источника углерода является одним из ключевых факторов, определяющих его экономическую целесообразность при крупномасштабном производстве. Использование недорогих, но богатых питательными веществами материалов в качестве субстрата для ферментации, является наиболее жизнеспособной стратегией снижения производственных затрат. Многие исследования были проведены по производству ПГБ с использованием побочных промышленных продуктов, таких как сыворотка, меласса, глицерин, целлюлозный материал.
Для экономичного производства ПГА, использование более дешевых возобновляемых источников углерода на агропромышленной основе, таких как меласса, становится все более привлекательным. Меласса является побочным продуктом переработки сахара и может использоваться в качестве относительно дешевого источника углерода.
Цель работы: исследование возможности использования мелассы в качестве углеродного субстрата для роста бактерий Cupriavidus eutrophus B- 10646.
Задачи:
1. Исследовать способность роста бактерий штамма Cupriavidus eutrophus B-10646 на мелассе.
2. Подобрать методы гидролиза и очистки мелассы для культивирования бактерий Cupriavidus eutrophus B-10646.
3. Оценить влияние метода гидролиза на продуктивность исследуемого штамма.
4. Определить способность исследуемого штамма утилизировать азотистые вещества, входящие в состав мелассы.
1. Исследовали возможность роста C. eutrophus B-10646 на нативной и гидролизованной мелассе.
2. В результате экспериментов определили, что наибольшее удаление зольных веществ из мелассы достигается при использовании перекиси водорода (до 18%).
3. Исследованы показатели роста биомассы и выхода полимера на гидролизованной мелассе. Наибольшие показатели биомассы (5,46 г/л) и ПГА (72 %) были получены на мелассе, гидролизованной серной кислотой. На мелассе, гидролизованной щелочью, были достигнуты показатели роста биомассы 5,1 г/л и ПГА 60% .
4. В ходе исследования определили, что в мелассе находится недостаточное количество азотистых веществ для эффективного накопления биомассы Cupriavidus eutrophus B-10646.
