Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 14
1.1 Биомасса фототрофных микроорганизмов как перспективный сырьевой источник для биотехнологических процессов ЗО
1.2 Хранение культур фототрофных микроорганизмов 20
1.3 Предобработка биомассы фототрофных микроорганизмов для дальнейшего получения различных биопродуктов
1.4 Трансформация биомассы фототрофных микроорганизмов в полупродукты для синтеза биоразлагаемых полимеров 40
1.4.1 Органические кислоты – мономеры для получения биоразлагаемых полимеров
1.4.2 Полигидроксиалканоаты – микробные полимеры для получения биоразлагаемых композиционных материалов
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования 44
2.1 Материалы 44
2.1.1 Химические реактивы 44
2.1.2 Приборы 45
2.1.3 Микроорганизмы 46
2.1.4 Источники углеводсодержащего сырья, использованного в работе 46
2.2. Методы 47
2.2.1 Культивирование клеток различных микроорганизмов 47
2.2.2 Иммобилизация микроорганизмов в криогель поливинилового спирта 48
2.2.3 Анализ состава биоорганических компонентов биомассы клеток микроорганизмов
2.2.3.1 Определение сухого веса (влажности) биомассы клеток микроорганизмов 49
2.2.3.2 Определение содержания липидов 50
2.2.3.3 Определение содержания белков 50
2.2.3.4 Определение содержания углеводов 51 51
2.2.3.4.1 Определение содержания целлюлозы в биомассе микроводорослей С. vulgaris
2.2.3.4.2 Определение содержания крахмала в биомассе микроводорослей С. vulgaris
2 53
2.2.4 Определение концентрации внутриклеточного АТФ биолюминесцентным методом
2.2.5 Проведение и оценка эффективности гидролиза клеток микроводорослей C. vulgaris
2.2.5.1. Проведение кислотного гидролиза 53
2.2.5.2 Проведение ферментативного гидролиза 54
2.2.6 Получение органических кислот 55
2.2.7 Биосорбция клеток микроводорослей C. vulgaris 55
2.2.8 Получение метана 56
2.2.9 Получение пиролизной нефти 56 59
2.2.10 Получение ПГА 56
2.2.11 Определение ХПК 57
2.2.12 Определение концентрации ВС 57
2.2.13 Определение концентрации глюкозы 57
2.2.14 Определение концентрации органических кислот 57
2.2.15 Определение содержания ПГА 59
2.2.16 Определение концентрации продуктов трансформации сахаров в кислотных гидролизатах биомассы микроводорослей С. vulgaris
2.2.17 Оценка токсичности гидролизатов биомассы микроводорослей C. vulgaris с использованием иммобилизованных клеток фотобактерий P. phosphoreum
2.2.18 Определение кинетических параметров процессов 60
ГЛАВА III. Результаты и обсуждение 62
3.1 Исследование процесса накопления биомассы клеток микроводорослей C. vulgaris в сточных водах разного состава 67
3.1.1 Культивирование свободных клеток микроводорослей С. vulgaris в сточных водах
3.1.2 Влияние иммобилизации клеток микроводорослей C. vulgaris на процесс накопления их биомассы
3.2 Выбор способа гидролиза полисахаридов, входящих в состав биомассы микроводорослей С. vulgaris
3.2.1 Неферментативные способы предобработки биомассы микроводорослей C. vulgaris
3.2.2 Ферментативная обработка биомассы микроводорослей C. vulgaris
3.2.3 Сравнительный анализ эффективности различных способов предобработки биомассы микроводорослей C. vulgaris
3.3 Трансформация ферментативных гидролизатов биомассы микроводорослей C. vulgaris в органические кислоты – мономеры для получения биоразлагаемых полимеров, и биополимеры - полигидроксиалканоаты
3.3.1 Получение молочной и фумаровой кислот с использованием биокатализаторов в виде иммобилизованных в криогель ПВС клеток мицелиальных грибов вида Rhizopus oryzae
3.3.1.1 Получение молочной кислоты с использованием иммобилизованного
биокатализатора (ИБК) на основе клеток мицелиального гриба Rhizopus oryzae 106
F-814
3.3.1.2 Получение фумаровой кислоты с использованием ИБК на основе клеток 111
мицелиального гриба Rhizopus oryzae F-1032
3.3.2 Получение янтарной кислоты с использованием биокатализатора в виде иммобилизованных в криогель ПВС клеток бактерий Actinobacillus succinogenes B-10111
3.3.2.1 Характеристики процесса получения ЯК под действием свободных клеток бактерий A. succinogenes В-10111
3.3.2.2 Разработка биокатализатора в виде иммобилизованных в криогель ПВС клеток бактерий A. succinogenes В-10111и исследование его свойств
3.3.2.2.1 Оптимизация состава ИБК на основе клеток бактерий A. succinogenes, включенных в криогель ПВС
3.3.2.2.2 Исследование основных функциональных и каталитических характеристик разработанного ИБК на основе клеток бактерий A. succinogenes, включенных в криогель ПВС
3.3.2.2.3 Трансформация ферментативных гидролизатов биомассы
микроводорослей C. vulgaris в ЯК под действием ИБК на основе клеток бактерий A. succinogenes, включенных в криогель ПВС
3.3.3 Использование ферментативных гидролизатов биомассы микроводорослей C. vulgaris в качестве субстрата для накопления полигидроксиалканоатов бактериями Cupriavidus necator В-8619
3.4 Оценка научно-практического потенциала полученных в данной работе результатов
3.4.1 Определение возможности и эффективности использования разработанного 139
способа иммобилизации клеток микроводорослей С. vulgaris в отношении клеток различных фототрофных микроорганизмов
3.4.2 Трансформация различного возобновляемого углеродсодержащего сырья в ЯК под действием ИБК, разработанного на основе иммобилизованных клеток 142 бактерий A. succinogenes
3.4.3 Подходы к утилизации биокатализаторов в виде иммобилизованных клеток мицелиальных грибов, использованных в процессах получения органических 144 кислот из ферментолизатов биомассы микроводорослей C. vulgaris 3.5 Биотехнологический комплекс для накопления биомассы микроводорослей в процессе очистки сточных вод и ее последующей трансформации в органические 153 кислоты и ПГА
Выводы
Список литературы
