Разработка технологии биоконверсии бумажных упаковочных материалов в продукцию для агропромышленного комплекса

• Автор: Глазова, Александра Андреевна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 230 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Комбинированная упаковка как перспективное сырье для переработки

1.2 Характеристика картона как сырья для переработки: биохимический состав, свойства, способы повышения реакционной способности

1.3 Основные направления эффективной утилизации отходов картонной упаковки

1.3.1 Получение глюкозы из целлюлозы путем химического гидролиза

1.3.2 Применение методов ферментативного гидролиза целлюлозосодержащего сырья

1.3.2.1 Состав и свойства ферментов целлюлазного комплекса

1.3.2.2 Микроорганизмы-продуценты целлюлаз

1.3.2.3 Культивирование микроорганизмов-продуцентов белковых веществ
на ферментолизатах растительного сырья
1.3.3 Прямая биоконверсия целлюлозосодержащего сырья путем
поверхностного твердофазного культивирования микроорганизмов
1.4 Комплексная переработка комбинированной упаковки
Г лава 2 Материалы и методы
2.1 Приборы, расходные материалы и лабораторная посуда используемые в работе
2.2 Питательные среды, используемые в работе
2.3 Источник углерода в питательных средах
2.4 Биологические объекты, использованные в работе
2.4.1 Источники выделения целлюлазоактивных микроорганизмов
2.4.2 Тест-объекты для определения токсичности
2.5 Методы
2.5.1 Определение массовой доли влаги
2.5.2 Определение массовой доли золы

2.5.3 Определение массовой доли «сырой клетчатки»
2.5.4 Определение массовой доли лигнина
2.5.5 Определение массовой доли жира
2.5.6 Определение содержания редуцирующих веществ (РВ)
2.5.7 Определение количества нуклеиновых кислот
2.5.8 Определение массовой доли белковых веществ
2.5.8.1 Метод определения массовой доли белка по Кьельдалю
2.5.8.2 Метод определения массовой доли «сырого протеина» по Несслеру
2.5.8.3 Определение массовой доли белка по методу Лоури
2.5.9 Определение величины pH
2.5.10 Определение активностей ферментов
2.5.10.1 Метод определения активности целлюлазы по фильтровальной
бумаге
2.5.10.2 Метод определения активности целлюлазы по КМЦ
2.5.10.3 Метод определения амилолитической активности ферментов
2.5.10.4 Метод определения протеолитической активности ферментов
2.5.11 Скрининг целлюлазоактивных микроорганизмов из природного материала
2.5.12 Изучение культуральных и физиолого-биохимических свойств продуцента целлюлолитических ферментов
2.5.12.1 Морфология клетки
2.5.12.2 Культуральные признаки
2.5.12.3 Физиолого-биохимические свойства
2.5.13 Изучение филогенетических особенностей культуры
2.5.14 Выращивание культур микроорганизмов
2.5.14.1 Выращивание культур микроорганизмов в условиях глубинной ферментации
2.5.14.2 Выращивание культур микроорганизмов поверхностным твердофазным способом

2.5.15 Определение количества клеток высевом на плотные питательные среды (метод Коха)
2.5.16 Определение количества мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), дрожжей и плесневых грибов
2.5.17 Проведение УФ-индуцированного мутагенеза
2.5.18 Осаждение ферментов органическими растворителями
2.5.19 Проведение предобработки картона
2.5.19.1 Химическая обработка картона
2.5.19.2 Проведение ферментативного гидролиза упаковочного картона
2.5.20 Экстракция липидов из дрожжевой биомассы
2.5.20.1 Выбор условий экстракции липидов
2.5.21 Получение сухого белкового препарата
2.5.22 Определение аминокислотного состава белков полученных препаратов
2.5.23 Определение функциональных свойств белковых препаратов
2.5.23.1 Метод определения растворимости белковых препаратов
2.5.23.2 Метод определения набухаемости белковых препаратов
2.5.23.3 Метод определения жиросвязывающей способности
2.5.23.4 Метод определения водосвязывающей способности
2.5.24 Метод определения сорбционной способности
2.5.25 Метод определения острой токсичности
2.5.26 Математические методы планирования эксперимента
2.5.26.1 Метод последовательных смещений
2.5.26.2 Метод полного факторного эксперимента (ПФЭ)
2.5.27 Методика изготовления овсяных печений с введением в рецептуру разработанного белково-углеводного концентрата
2.5.28 Методика изготовления хлебобулочных изделий с введением в рецептуру разработанного белково-углеводного концентрата
2.5.29 Методика проращивания семян
2.5.30 Методика определения антагонистической активности микроорганизмов

1.3.3 Прямая биоконверсия целлюлозосодержащего сырья путем поверхностного твердофазного культивирования микроорганизмов
В настоящий момент наиболее распространенным методом культивирования микроорганизмов является глубинное культивирование. Однако поверхностное твердофазное культивирование обеспечивает более подходящие условия для роста аэробных микроскопических грибов.
Говоря о твердофазной ферментации, следует указать на ряд присущих ей особенностей:
- относительная простота среды;
- компактность;
- легкость аэрации за счет наличия капилляров между частицами субстрата;
- низкое энергопотребление [Лобанок , 1988].
В разных странах мира растет интерес к возможности получения белка кормового назначения в процессе твердофазного культивирования различных микроорганизмов на целлюлозосодержащих промышленных и городских отходах [Sanchez, 2009; Сушкова, 2008]. Выращивание микроорганизмов на твёрдых питательных субстратах представляется более экономичным по сравнению с технологией кормовых дрожжей на растительных гидролизатах, так как исключает дорогостоящие процессы кислотного или ферментативного гидролиза [Lynd et al., 2002; Dashtban, 2009].
Твердофазное культивирование, по мнению многих авторов, перспективная технология для производства целлюлаз, так как она менее затратна и использует доступные источники клетчатки. Подсчитано, что при производстве 1 кг целлюлазы с помощью Clostridium thermocellum, при глубинном культивировании затрачивается 40,36 долларов США, тогда как при поверхностном - 15,67 долларов США (в ценах 2004 года).
При изучении механизма ферментативной деструкции целлюлозы с помощью актиномимцетов Thermomonospora fusca и микроскопического гриба Sporotrichum pulverulentum показано, что субстраты, содержащие целлюлозу