Registration Number
0525U000110, Doctoral dissertation
Status
Доктор біологічних наук
Date
11-04-2025
popup.evolution
e
Title
Biotechnological bases of regulation of biosynthetic activity of medicinal macromycetes using ecologically safe physical factors
Author
Oksana B. Mykchaylova, Кандидат біологічних наук
popup.advisor Nataliia L. Poedinok
popup.opponent Yuliya V. Kolomiets
popup.opponent Galina O. Pryadkina
popup.opponent A. I. Yemets
popup.review Ihor Y. Khudetskyi
popup.review Oleksiy M. Dugan
popup.review Yevhenii A. Nastenko
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Кваліфікаційна наукова праця присвячена теоретичному та експериментальному обґрунтуванню нових екологічно безпечних підходів до регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів in vitro. Основою досліджень стала наукова концепція, яка передбачає використання низькоінтенсивного LED- і лазерного світла різного спектрального складу та колоїдних розчинів наночастинок металів (срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію − MgНЧ) як інноваційних інструментів для інтенсифікації біотехнологічних процесів. Сформульовано принципи регуляції синтезу міцеліальної маси та біологічно активних речовин (полісахаридів, фенольних сполук, меланінів, флаваноїдів, антиоксидантної та антибактеріальної активності) із застосуванням зазначених фізичних факторів. Запропоновано нові ефективні методи регуляції біосинтетичних процесів та оптимізації етапів глибинного культивування цінних видів лікарських макроміцетів (Hericium erinaceus, Inonotus оbliquus, Laricifomes officinalis, Lentinula edodes, Pleurotus eryngii) із використанням енергоефективних джерел низькоінтенсивного штучного світла різної когерентності, колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ та фотоактивованих лазерним світлом НЧ металів. Експериментально доведено переваги короткочасного впливу штучного світла потужністю 240 мДж/см² для стимуляції синтезу міцеліальної маси, полісахаридів, ненасичених жирних кислот, поліфенолів, меланіну, а також підвищення антиоксидантної й антимікробної активності у видів: H. erinaceus, I. оbliquus, L. officinalis, L. edodes, P. eryngii. Завдяки модифікації існуючих біотехнологій вдалося скоротити терміни культивування та підвищити кількісний та якісний вихід цільового продукту. Визначено оптимальні режими фотостимуляції біосинтетичної активності для кожного штаму-продуцента. Встановлено, що використання синього лазерного (λ=488 нм) та LED-світла (λ=470 нм), забезпечувало збільшення синтезу міцеліальної маси на 31,3% − 132,1% залежно від виду гриба. Культивована міцеліальна маса, з підвищеним вмістом біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінінів) стала основою для розробки харчових продуктів для спеціальних медичних цілей: «МікоІмун Комплекс», «МікоІмун Герицій», «МікоІмун Інонотус». Проведено гігієнічне регламентування показників якості та безпеки грибної сировини, розроблено композицію готової форми у вигляді твердих желатинових капсул. Виготовлено дослідні партії та створено проекти інструкцій із застосування. Розроблена авторська методика, яка дозволяє ефективно оцінювати вплив НЧ металів та лазерного світла на біосинтетичну активність культур. Методика включає адаптацію експериментальної схеми до умов дослідження, зокрема, до характеристик НЧ металів і параметрів опромінення. На основі отриманих даних здійснювалась оцінка біологічної функціональності колоїдних розчинів НЧ залежно від їхньої морфології, розміру і структурно-фазового складу.
Комплексне дослідження колоїдних розчинів наночастинок металів: срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію – MgНЧ, як потенційних регуляторів біосинтетичної активності лікарських макроміцетів I. obliquus ІВК 1877, H. erinaceus ІВК 977, L. officinalis ІВК 5004, L. edodes ІВК 2541, P. eryngii ІВК 2035 дозволило виявити закономірності їх впливу на фізіологічні і біосинтетичні процеси. У рамках дослідження проаналізовано вплив колоїдних розчинів наночастинок на синтез міцеліальної маси, біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінів, флаваноїдів), антиоксидантну та антимікробну активності екстрактів міцеліальної маси та культуральної рідини.
Вперше встановлено, що FeНЧ та MgНЧ активно впливають на метаболічну активність досліджених видів, стимулюючи синтез полісахаридів і поліфенолів, які є основними складовими біологічно активних сполук у досліджених видів. В ході досліджень одержано нові науково обґрунтовані теоретичні та експериментальні дані щодо впливу фотоіндукованих НЧ металів на метаболічні процеси при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Встановлено закономірності комбінованого впливу низькоінтенсивного лазерного світла та колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ на синтез ключових біологічно активних сполук, таких як полісахариди, поліфеноли, меланіни, флаваноїди, у міцеліальній масі досліджених видів.
Уперше виявлено спектральну чутливість макроміцетів до впливу синього лазерного світла в поєднанні з колоїдними розчинами НЧ металів, що доповнює сучасні уявлення про фотокаталіз при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Визначено індивідуальні особливості штамів-продуцентів на синтез біологічно активних сполук залежно від фізичних властивостей НЧ металів та впливу лазерного опромінення. Запропоновані технології базуються на інноваційних підходах як у біологічному, так і технологічному аспектах, що створює перспективи для подальшого розвитку мікобіотехнологій на основі лікарських макроміцетів.
Registration Date
2025-03-07
popup.nrat_date
2025-03-07 / 2026-07-01
