ЭФФЕКТИВНОСТЬ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БАКТЕРИЙ PAENIBACILLUS НА ФЕРМЕНТОЛИЗАТАХ КЛЕТЧАТКИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ

УДК 602.44

  • Тхи Зунг Ха Казанский национальный исследовательский технологический университет
  • Альберт Владимирович Канарский Казанский национальный исследовательский технологический университет
  • Зося Альбертовна Канарская Казанский национальный исследовательский технологический университет
  • Игорь Вадимович Кручина-Богданов ООО «Аналитика. Материалы. Технологии»
  • Андрей Владимирович Щербаков ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии
  • Елена Николаевна Щербакова ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии
Ключевые слова: рисовая шелуха, клетчатка, ферментолизат, питательная среда, Paenibacillus, культивирование

Аннотация

Полноценное использование вторичных ресурсов переработки растительного сырья биотехнологическими методами является экономически целесообразным и перспективным для биотехнологической отрасли. Цель данной работы – разработка технологии утилизации рисовой шелухи с получением питательной среды для культивирования бактерий Paenibacillus, перспективных для получения биопрепаратов сельскохозяйственного назначения, в частности, биоудобрений и кормовых добавок. Используя химический и биотехнологический методы обработки рисовой шелухи, установили, что для разделения клетчатки и минеральных веществ рисовую шелуху целесообразно обрабатывать гидроксидом натрия с концентрацией 2.5% при температуре 120 °С в течение 20 мин. Показана возможность получения простых сахаров путем ферментативной обработки клетчатки рисовой шелухи ферментным препаратом Accellerase 1500 в течение 24 ч при температуре 55 °С. В этих условиях в полученном ферментолизате содержится около 89% РВ от АСВ, а также аминокислоты и органические кислоты. Доказано, что ферментолизат клетчатки рисовой шелухи может быть использован в качестве основного субстрата для культивирования штаммов 560, 563, 567, 568, 572, 574, 17-2 бактерий P. mucilaginosus и 17-6 бактерий P. salinicaeni. Проведенным скринингом бактерий Paenibacillus по удельной скорости роста, времени генерации, выходу биомассы, и также по активности внеклеточных ферментов установлено, что перспективным штаммом для глубинного культивирования на питательной среде, приготовленной из ферментолизата рисовой шелухи, является штамм 560, который рекомендуется для дальнейших исследований при создании технологии биопродуктов сельскохозяйственного назначения.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Тхи Зунг Ха, Казанский национальный исследовательский технологический университет

аспирант

Альберт Владимирович Канарский, Казанский национальный исследовательский технологический университет

доктор технических наук

Зося Альбертовна Канарская, Казанский национальный исследовательский технологический университет

кандидат технических наук

Игорь Вадимович Кручина-Богданов, ООО «Аналитика. Материалы. Технологии»

кандидат химических наук, директор

Андрей Владимирович Щербаков, ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории технологии микробных препаратов

Елена Николаевна Щербакова, ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии

кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник лаборатории технологии микробных препаратов

Литература

Morgunov I., Kamzolova S., Lunina J. Fermentation, 2018, vol. 4, no. 2, p. 36.

Cunha L., Martarello R., Souza P.M.D., Freitas M.M.D., Barros K.V.G., Ferreira Filho E.X., Magalhães P.O. Enzyme research, 2018, vol. 2018, 7 p.

Jadhav A.C., Pandit P., Gayatri T.N., Chavan P.P., Jadhav N.C. In Green Composites. Springer, Singapore, 2019, pp. 1–24.

Chandrasekhar S., Satyanarayana K.G., Pramada P.N., Raghavan P., Gupta T.N. Journal of Materials Science, 2003, vol. 38, no. 15, pp. 3159–3168.

Sarangi M., Bhattacharyya S., Behera R.C. Phase Transitions, 2009, vol. 82, no. 5, pp. 377–386.

Muntohar A.S. Civil Engineering Dimension, 2004, vol. 4, no. 2, pp. 100–105.

Houston D.F., Hill B.E., Garrett V.H., Kester E.B. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1963, vol. 11, no. 6, pp. 512–517.

Barber S., de Barber C.B. In Amino acid composition and biological value of cereal proteins. Springer, Dordrecht, 1985, pp. 481–494. DOI: 10.1007/978-94-009-5307-9_29.

Azat S., Korobeinyk A.V., Moustakas K., Inglezakis V.J. Journal of cleaner production, 2019, vol. 217, pp. 352–359.

Sapei L., Suseno N., Riadi L., Padmawijaya K.S., Thia S.G.W., Dewi V. Chemeca, 2018, p. 179.

Todkar B.S., Deorukhkar O.A., Deshmukh S.M. International Journal of Engineering Research and Development, 2016, vol. 12, no. 3, pp. 69–74.

Grady E.N., MacDonald J., Liu L., Richman A., Yuan Z.C. Microb. Cell. Fact., 2016, vol. 15, p. 203. DOI: 10.1186/s12934-016-0603-7.

Weselowski B., Nathoo N., Eastman A.W., MacDonald J., Yuan Z.C. BMC microbiology, 2016, vol. 16, no. 1, p. 244.

Wen Y., Wu X., Teng Y., Qian C., Zhan Z., Zhao Y. et al. Environ Microbiol., 2011, vol. 13, pp. 2726–2737.

Ha D.T., Kanarskiy A.V., Kanarskaya Z.A., Shcherbakov A.V., Shcherbakova Ye.N. Nauchnyy zhurnal NIU ITMO. Seriya «Protsessy i apparaty pishchevykh proizvodstv», 2019, vol. 3, pp. 62–72. (in Russ.).

Phi Q.T., Park Y.M., Seul K.J., Ryu C.M., Park S.H., Kim J.G. et al. Journal Microbiol Biotechnol., 2010, vol. 20, no. 12, pp. 1605–1613.

Sang M.K., Kim E.N., Han G.D., Kwack M.S., Jeun Y.C., Kim K.D. Phytopathology, 2014, vol. 104, no. 8, pp. 834–842.

Kumar S., Chauhan P.S., Agrawal L., Raj R., Srivastava A., Gupta S. et al. PLoS ONE, 2016, vol. 11, no. 3, e0149980.

Asha B.M., Revathi M., Yadav A., Sakthivel N. Journal of microbiology and biotechnology, 2012, vol. 22, no. 11, pp. 1501–1509.

Saxena N., Pore S., Arora P., Kapse N., Engineer A., Ranade D.R. et al. Biologia, 2015, vol. 70, no. 1, pp. 1–10.

Novia N., Pareek V.K., Hermansyah H., Jannah A.M. Science and Technology Indonesia, 2019, vol. 4, no. 1, pp. 18–23.

Nguyen M.H. Protsessy termicheskoy pererabotki risovoy shelukhi pri poluchenii aktivirovannogo uglerodnogo mate-riala i ikh apparaturnoye obespecheniye: avtoref. dis. …. kand. tekh. nauk. [The processes of thermal processing of rice husks upon receipt of activated carbon material and their hardware: abstract. dis. ... Cand. those. of sciences]. Tomsk, 2018, 24 p. (in Russ.).

da Silva Menezes B., Rossi D.M., Squina F., Ayub M.A.Z. Bioresource Technology Reports, 2018, vol. 2, pp. 100–106.

Madu J.O., Agboola B.O. 3 Biotech, 2018, vol. 8, no. 1, 15 p.

Morozova Yu.A., Skvortsov Ye.V., Alimova F.K., Kanarskiy A.V. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universi-teta, 2012, vol. 15, no. 19, pp. 120–122. (in Russ.).

Yusupov R.A., Bakhteyev S.A., Gatiyatullin I.R. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2011, vol. 19, pp. 306–308. (in Russ.).

Orata F. Advanced Gas Chromatography Progress in Agricultural, Biomedical and Industrial Applications, 2012, pp. 83–108.

Li X., Yang S.H., Yu X.C., Jin Z.X., Li W.D., Li L., Li M.G. Journal of applied microbiology, 2005, vol. 99, no. 4, pp. 878–884.

Koptyayev V.V., Sevast'yanova Yu.V., Dul'kin D.A., Kanarskiy A.V., Ha G.T., Kanarskaya Z.A., Yakubov Ye.R. Problemy mekhaniki tsellyulozno-bumazhnykh materialov: materialy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konfer-entsii, posvyashchennoy pamyati professorov V.I. Komarova. [Problems of the mechanics of pulp and paper materials: materials of the international scientific and technical conference dedicated to the memory of professors V.I. Komarova]. Arkhangelsk, 2019, p. 341. (in Russ.).

Maier R.M. Bacterial Growth. In Environmental Microbiology. Elsevier Inc, 2009, pp. 37–54.

Adney B., Baker J. Measurement of cellulase activities. Laboratory analytical procedure. 1996, 11 p.

Bailey M., Biely J., Poutanen K. Journal Biotechnol., 1992, vol. 23, no. 3, pp. 257–270.

Dong M., Wang S., Xu F., Wang J., Yang N., Li, Q., Li W. Biotechnology for biofuels, 2019, vol. 12, no. 1, pр. 1–11.

Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry. 5th edition. New York: W H Freeman, 2002, 1050 p.

Stocks-Fischer S., Galinat J.K., Bang S.S. Soil Biology and Biochemistry, 1999, vol. 31, no. 11, pp. 1563–1571.

Опубликован
2020-06-10
Как цитировать
1. Ха Т. З., Канарский А. В., Канарская З. А., Кручина-Богданов И. В., Щербаков А. В., Щербакова Е. Н. ЭФФЕКТИВНОСТЬ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БАКТЕРИЙ PAENIBACILLUS НА ФЕРМЕНТОЛИЗАТАХ КЛЕТЧАТКИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ // Химия растительного сырья, 2020. № 2. С. 271-282. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/6687.
Выпуск
Раздел
Биотехнологии

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)