Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1. Продукция микробной биомассы 11
1.1.1. Микроорганизмы - продуценты микробной биомассы 11
1.1.2. Характеристика белоксодержащей биомассы 14
1.2. Структура и свойства целлюлозосодержащих субстратов 16
1.2.1. Целлюлоза 16
1.2.2. Гемицеллюлоза, лигнин и другие, основные компоненты растительной биомассы 19
1.3. Ферментативное расщепление целлюлозы 21
1.4. Микробная деструкция лигнинцеллюлозы 25
1.5. Биосинтез ферментов целлюлазного комплекса у бактерий рода Cellulomonas 31
1.6. Регуляция синтеза целлюлаз у бактерий рода Cellulomonas 33
1.7. Оптимальные условия для продукции целлюлаз и клеточной массы при глубинном культивировании продуцентов 36
1.7.1. Время культивирования 36
1.7.2. Влияние рН и температуры 38
1.7.3. Роль ростовых факторов для культуры и синтеза ферментов 40
1.7.4. Значение дозы посевного материала для роста клеток и синтеза ферментов 40
1.7.5. Влияние углеводов на синтез целлюлаз 41
1.7.6. Влияние различных источников азота на синтез целлюлаз...42
1.7.7. Эффект Твина 80 43
1.8. Послеспиртовая барда. Ее характеристика и способы утилизации 43
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 49
2.1. Штаммы, использованные в работе 49
2.2. Питательные среды 50
2.2.1. Агаризованная среда для проведения селекционных работ, поддержания и хранения культуры Cellulomonas effusa 50
2.2.2. Питательные среды для глубинного культивирования Cellulomonas effusa 50
2.2.3. Питательные среды для определения целлюлолитической активности Cellulomonas effusa (ПС-2, ФС-1 и агаризованная среда с Na-КМЦ) 51
2.2.4. Питательные среды для получения мутации устойчивости к дезоксиглюкозе 52
2.3.Хранение, поддержание и глубинное культивирование культуры Cellulomonas effusa 53
2.3.1. Культивирование на колбах и в лабораторном ферментере объемом 3 литра 53
2.3.2. Получение посевного материала I и II генераций для культивирования в промышленных аппаратах объемом 30 и 100 м 54
2.4. Приготовление фиксированных мазков 55
2.5. Методика проведения мутагенеза для Cellulomonas effusa на растущей культуре 56
2.6. Методика получения мутантов, резистентных к дезоксиглюкозе 57
2.7. Определение содержания сырого протеина 58
2.8. Определение сырой клетчатки 60
2.9. Определение целлюлолитической активности 61
2.10. Определение редуцирующих веществ методом Бертрана 62
2.11. Определение ксиланов в культуральной жидкости 65
2.12. Определение титра клеток культуры Cellulomonas effusa 67
2.13. Определение содержания влаги и содержания сухих веществ..67
2.14. Контроль стерильности питательных сред 68
2.15. Определение аминокислотного состава 69
2.16. Оптимизация ферментационной питательной среды 7,0
2.17. Статистическая обработка данных 71
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 73
3.1. Схема экспериментальных исследований 73
3.2. Технология культивирования культуры Cellulomonas effusa в лабораторных условиях 74
3.2.1. Подбор состава посевной питательной среды для культивирования Cellulomonas effusa
и времени выращивания посевного материала 74
3.2.2. Посевной материал II генерации 78
3.2.3. Оптимизация ферментационной питательной среды 83
3.2.4. Предобработка целлюлозосодержащего сырья 87
3.3. Разработка метода определения целлюлолитической активности у культуры Cellulomonas effusa 93
3.3.1. Подбор питательных сред для разработки методики определения целлюлолитической активности методом с красителем конго-красным 94
3.3.2. Подбор оптимальных параметров проведения анализа по определению целлюлолитической активности..96
3.4. Получение мутантов с увеличенной целлюлолитической активностью 100
3.4.1. Получение мутантов культуры Cellulomonas effusa с помощью мутагена N-метилмочевины (NMM) 100
3.4.2. Проверка вариантов и отбор мутантов с повышенной целлюлолитической активностью 103
3.4.3. Получение мутантов резистентных к дезоксиглюкозе 106
3.5. Биоконверсия целлюлозных компонентов послеспиртовой барды с помощью мутантного штамма К-27 DGR в микробный белок 112
3.5.1. Выращивание культуры Cellulomonas effusa К-27 DGR в лабораторном ферментере на послеспиртовой барде, обработанной на гидродинамической установке 112
3.5.2. Выращивание культуры Cellulomonas effusa L-27 DGR в промышленном аппарате объемом 30 м на послеспиртовой барде 114
3.5.3. Выращивание культуры Cellulomonas effusa K-27DGR в промышленном аппарате объемом 100 м3 на послеспиртовой барде 116
3.6. Аппаратурно-техно логическая схема процесса получения кормового белка на основе послеспиртовой барды 118
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ НОВОЙ
ТЕХНОЛОГИИ БИОКОНВЕРСИИ ПОСЛЕСПИРТОВОЙ
БАРДЫ В КОРМОВОЙ ПРОДУКТ 121
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 124
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126
ПРИЛОЖЕНИЯ 139
