Реєстраційний номер
0823U101836, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
02-02-2023
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Біоконверсія суміші відпрацьованої олії та С2-С6–субстратів у мікробний екзополісахарид етаполан
Здобувач
Вороненко Андрій Анатолійович,
Керівник Пирог Тетяна Павлівна
Опонент Тодосійчук Тетяна Сергіївна
Опонент Андріяш Ганна Сергіївна
Рецензент Грегірчак Наталія Миколаївна
Рецензент Красінько Вікторія Олегівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет харчових технологій
Опис
Мікробні екзополісахариди (ЕПС) завдяки своїм фізико-хімічним властивостям та функціональним характеристикам впродовж десятиліть успішно використовуються в різноманітних галузях промисловості. При цьому справжнього комерційного успіху досягнули лише деякі з них (ксантан, декстран, пулулан та інші), а переважна більшість даних біополімерів продовжують перебувати на початкових стадіях фундаментальних досліджень та становлять виключно науковий інтерес. Головним чином це пов’язано з їхньою високою собівартістю та низькою концентрацією цільового продукту.
Очевидно, що для вирішення даних проблем необхідно проводити пошук дешевої сировини для отримання полісахаридів та загалом здійснювати комплексну оптимізацію умов культивування. З літератури відомо, що одним з перспективних способів підвищення показників синтезу мікробних метаболітів являється використання суміші ростових субстратів.
Дисертаційна робота присвячена встановленню особливостей інтенсифікації синтезу полісахариду етаполану при рості штаму Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на суміші рафінованої соняшникової олії та С2-С6–субстратів (ацетат, етанол, меляса), а також дослідженню можливості заміни рафінованої олії у змішаному субстраті на відпрацьовану.
У дисертаційній роботі вперше продемонстровано можливість підвищення показників синтезу етаполану на суміші енергетично надлишкових субстратів. За молярного співвідношення концентрацій етанолу та рафінованої олії у суміші 1:0,056, максимально наближеного до теоретично розрахованого (1:0,076), концентрація полісахариду була у 2,6-2,8 разів вищою порівняно з такою на відповідних моносубстратах. У той же час на основі теоретичних розрахунків енергетичних потреб синтезу ЕПС і біомаси Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на енергетично дефіцитному субстраті (ацетат) визначено, що молярне співвідношення концентрацій ацетату натрію та олії у суміші, за якого досягається максимальний синтез ЕПС, становить 1:0,13.
Встановлено, що незалежно від типу С2-субстрату у суміші з олією під час культивування продуцента спостерігалося відхилення рН культуральної рідини від оптимального для синтезу етаполану рівня (7,0-8,0). Для стабілізації рН проведено заміну у середовищі амонійного джерела азоту, транспорт якого у клітини бактерій відбувається антипортом з протоном і супроводжується підкисленням культуральної рідини, на нітратне, що транспортується симпортом з протоном. Додаткове зниження початкової концентрації олії та С2-субстратів у середовищі культивування з наступним дробним внесенням у процесі вирощування продуцента на їх суміші супроводжувалося підвищенням синтезу полісахариду у 1,5-6 разів.
Завдяки нейтралізації попередньо гідролізованої меляси у суміші з олією досягнуто додаткового підвищення показників синтезу етаполану на 20-25 %.
Встановлено можливість заміни рафінованої соняшникової олії у суміші з ацетатом, етанолом або мелясою на різні типи відпрацьованої (після смаження картоплі, м’яса, овочів та змішаної після смаження різних продуктів). При цьому продемонстровано, що підвищення з 1,6 до 5,0 мМ вмісту катіонів магнію, які є активатором ацетил-КоА-синтетази − ключового ферменту С2-метаболізму у Acinetobacter sp. IMВ B-7005, у середовищі з відпрацьованою олією та С2-субстратами супроводжувалося підвищенням синтезу етаполану на 11-58 %.
Розроблено технології одержання етаполану на суміші відпрацьованої соняшникової олії та С2-С6−субстратів (ацетат, етанол, меляса), що включають: 1) вирощування інокуляту на моносубстраті відпрацьованій олії; 2) використання як джерела азоту нітрату калію; 3) підвищення у середовищі культивування вмісту Mg2+ до 5 мМ; 4) дробне внесення субстратів. Реалізація таких підходів дала змогу підвищити синтез етаполану до 16-18 г/л, що вище за показники, отримані на відповідних олієвмісних моносубстратах (12-14 г/л), або суміші глюкози (меляси) та С2-С4−субстратів (ацетат, етанол, фумарат) (10-14 г/л).
Одержані результати засвідчують можливість розробки універсальної технології одержання етаполану на суміші відпрацьованої олії та С2-С6−субстратів, незалежної від типу та постачальника пересмаженої олії.
Дата реєстрації
2023-12-15
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-15 / 2026-07-01
