Эколого-биотехнологические аспекты конверсии растительных субстратов

• Автор: Саловарова, Валентина Петровна
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 446 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
.

Глава 1. Экологобнотехнологнческие проблемы биокоивсрсии расти

1.1. Ресурсы растительной биомассы, характеристика ее основных компонентов и методов предварительной обработки

1.1.1. Состав и источники биомассы.

1.1.2. Общая характеристика основных компонентов растительной биомассы

1.1.3. Предварительная обработка растительных субстратов.

1.2. Микробиологическая деградация целлюлозы.

1.2.1. Механизмы микробной деградации целлюлозы

1.2.2. Целлюлазные системы грибов

1.2.3 Молекулярные механизмы действия целшолаз.

1.3. Биодеградация лигнина.
1.3.1 Ферменты лигниназной системы.
1.3.2. Деструкция грибами лигноцеллюлозных субстратов
Глава 2. Обьекты и методы исследований .
2.1 Микроорганизмы для биотехнологических процессов переработки растительных субстратов 1
2.2. Методы обработки, исследования химического состава растительных субстратов до и после воздействия на них грибов
2.3. Методы определения активности ферментов, изучения химического состава биомассы и продуктов биоконверсии.
2.4 Ферментативный гидролиз растительных субстратов
Глава 3. Скрининг продуцентов целлюлолитичсскнх ферментов, изучение состава ферментных комплексов и активностей их компонентов .
3.1. Отбор природных штаммов продуцентов целлюлаз
3.2. Морфологические и культуральные признаки i ii 7
3.3. Подготовка посевного материала для глубинного культивирования i ii
3.4. Воздействие света на рост и синтез целлюлаз i ii.
Глава 4. Биосинтез целлюлолитичсскнх ферментов в условиях глубинной ферментации
4.1. Влияние состава питательной среды на биосинтез целлюлаз при глубинном культивировании i ii 7.
4.2. Оптимизация состава питательной среды методом математического планирования эксперимента
4.3.Морфологическая дифференциация мицелия i ii в процессе глубинного культивирования.
4.4. Зависимость образования целлюлолитических ферментов от условий культивирования i ii
4.5. Получение препаратов целлюлазы различной степени очистки и
их характеристика.
4.6. Применение препарата целлюлазы для гидролиза свекловичного жома.
Глава . Энзиматическая конверсии растительного сырья и способы
се интенсификации.
5.1. Интенсификация энзиматической конверсии компонентов древесины с использованием процессов их предварительного разделения в водно органических системах
5.2. Использование водных гидролизатов гемицеллюлоз древесины березы, полученных в результате воднобутанольной делигнифика
ции для выращивания дрожжей
5.3. Применение окислительнощелочной обработки растительных субстратов для повышения эффективности ферментативного гидролиза полисахаридов.
5.4. Ферментативный гидролиз древесины ивы ix саргса предобработанной паровым взрывом.
5.5. Использование труднометаболизируемых продуктов ферментативного пиролиза для выращивания i ii .
Глава 6. Биодсградакия лиг тшнсодержащнх субстратов.
6.1. Воздействие фибных культур на лигноуглеводный комплекс древесины.
6.2. Использование гидрофобизирующей крсмнийорганической
композиции в качестве средства защиты древесины
6.3 Воздействие грибов рода на лигнин лиственных пород древесины
6.4. Дефадация щелочного лигнина мицелиальными грибами
6.5. К вопросу о микробиологаческой дефадации фенольных соединений .
6.6 Роль микробных ассоциаций в дефадации лигнинсодержащих
субстратов.
6.7. Слияние протопластов как способ повышения зффективности дефадации лигноцеллюлозных материалов
Глава 7. Биотехнологическим переработка пожнивных остатков
7.1 Способы получения кормовой биомассы на лигноцеллюлозных субстратах
7.2 Биоконверсия лигноцеллюлозного субстрата смешанными культурами
7.3 Конверсия пшеничной соломы с предварительной ферментацией
7.4 Биосол продукт биологической конверсии пшеничной соломы
7.5 Изучение возможности использования микробного каротина для получения высококачественных кормовых препаратов.
Выводы.
Список литературы


Такой синтез осуществляется, вероятно, при участии многих молекул целлюлозосннтстаз. Целлюлозосинтетазы состоят из множества субъединиц, каждая из которых отвечает за синтез одиночной цепи глюкана. На внутренней стороне мембраны были найдены розетки из шести белковых глобул. Розетки секретируются в плазмалемму с помощью эндомембранной системы везикул. На основании особенностей структурных связей розеток, терминальных комплексов и образующихся микрофибрилл целлюлозы, возникло предположение о механизме формирования микрофибрилл в комплементарной трансмембранной структуре розетки герминальный комплекс растущий конец микрофибрилл. С концом вновь синтезированной микрофибриллы связан терминальный комплекс, а розетки являются местом связования предшественников целлюлозы и выведения носителей остатков глюкозы Родионова, . Одиночные розетки вместе с соответствующими терминальными комплексами отвечают за синтез беспорядочно ориентированных микрофибрилл первичной клеточной стенки, а ориентрированная совокупность розеток до 5 штук на отдельных участках плазмалеммы определяет образование параллельно расположения микрофнбрнлл вториЭДокводаюшаюштнонтом клеточной стенки являются и пектиновые вещества, которые связывают не только волокна стенки, но и соседние клетки в единую ткань I утаюк, Фогарти, Беликов, Дмитриева, . Главное функциональное значение их состоит в структурной целостности растительной клетки. Тугаюк. Фогарти, . Локализованы пектиновые вещества обычно в срединной пластинке, являющейся внутриклеточной цементирующей структу рой, а так же в первичных клеточных стенках растений. Деградация пектинов срединной пластинки ведст к мацерации ткани. Компонентом, инкрустирующим клеточную стенку, является лигнин, который вызываег потерю эластичности оболочки, повышение твердости и прочности. Образование лигнинов свойственно всем сосудистым растениям. Земле занимают второе место после целлюлозы. Лигнины разных растений и лигнины разных тканей одного и того же растения, несмотря на общее сходство в принципах строения, отличаются друг от друга Запрометов,. В филогенетическом аспекте принято считать, что появление лигнинов было связано, прежде всего, с возникновением наземной растительности Фукс, . Анализ спектров ЯМР Н и ПС препаратов, полученных по методу выделения диоксанлигнинов из растительных материалов, свидетельствует, что лигнин появляется только в ряду птеридофнтов Калабнн и др. Плауны и папоротники содержат лигнин, во мхах его наличие не установлено Фукс, Резников, Михассва. Каницкая и др. Лигнин природный, хаотически построенный полимер ароматической природы, молекулы которого сильно разветвлены и образуют пространственную структуру Фрейденберг, Трутников. Елкин, Фенгел,. Некоторые представления о степени сложности и гетерогенное га структуры лигнина даст модель рис. Исходным соединением в процессе биосинтеза растениями лигнина служит диоксид углерода Трутников, Елкин,. Через шикимовую кислоту, фенилаланин, тирозин происходит ароматизация углеродного материала Шуберт,8. Рис. Многочисленными экспериментами , , ,5 , i, , , было показано, что образование лигнина происходит в результате энзиматической дегидрополимеризации его мономерных предшественников. Мономерами лигнина являются три фенилпропановых спирта пкумаровый, коннфериловый, синаловый производные оксикоричних кислот рис. Образовавшиеся в результате восстановления оксикоричних кислот спирты, под действием присутствующей в клеточных стенках связанной формы перокендазы и генерируемой там же перекиси водорода подвергаются окислению в соответствующие феноксильные радикалы. Последние, уже неферментативно, и потгому неупорядоченно, вовлекаются в процесс полимеризации. Так же оксикоричныс спирты могут подвергнуться глюкозилнрованню. Полагают, что глюкозиди оксикоричних спиртов в процессе лигнификации выполняют функции запасных питательных веществ Шуберт, Трутников, Елкин, Браунс,. Рнс. При этом мезомерные электронные сдвиги распространяют не спаренный электрон по другим атомам молекулы.