Использование перфторорганических соединений при глубинном культивировании микроорганизмов

• Автор: Плетнёва, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Предпосылки к использованию перфторорганических соединений при глубинном культивировании микроорганизмов
1.2. Биофизические основы и история создания препаратов на основе перфторорганических соединений.

1.3. Свойства и применение перфторорганических соединений

1.4. Особенности отдельных групп микроорганизмов, используемых в биотехнологии и рассматриваемых в работе.

1.4.1. Биодеструкторы.

1.4.2. Азотфиксаторы

1.4.3. Актиномицеты продуценты противоопухолевых антибиотиков

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и методы
2.2. Результаты исследований.
2.2.1. Оценка чувствительности микроорганизмов разных групп к перфторорганическим соединениям
2.2.2. Изучение стабильности сохранения свойств перфторорганических соединений при различных режимах тепловой стерилизации.
2.2.3. Рост бнодеструкторов в синтетической среде с нефтыо и мазутом в присутствии перфторорганических соединений.
2.2.3.1. Изучение влияния перфторана на накопление биомассы нефтедеструкторов и разложения ими нефти.
2.2.3.2. Изучение влияния перфтордекалина, карбогала и перфторметилдекалина на накопление биомассы нефтедеструкторов
и разложения ими нефти и мазута
2.2.3.3. Разложение нефти в присутствии перфтордекалина
при глубинном культивировании в ферментере.
2.2.4. Изучение влияния перфторорганических соединений на интенсивность роста, нитрогеназную активность и накопление общего азота бактериями рода ЛгоюЬасег
2.2.5. Выращивание смешанных культур азотобактера и биодеструкторов
в жидких средах с перфторорганическими соединениями.
2.2.6. Изучение влияния перфторорганических соединений на интенсивность роста и продукцию даунорубицина при глубинном культивировании стрептомицетов.
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4. ВЫВОДЫ
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ
ВЫВОДОВ
1. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
список СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
БУ биологическая утилизация
ВятГУ Вятский государственный университет
ГИСК Государственный институт стандартизации и контроля им.
Л.А. Тарасовича
ГУ ЗНИИСХ Государственное учреждение Зональный научно исследовательский институт сельского хозяйства СевероВостока им. Н.В. Рудницкого
ДВСсиндром диссеминированное внутрисосудистое свертывание
КГ карбогал
КОЕ колониеобразующая единица
КТРГ критическая температура растворимости в пгексане
МПА мясопептонный агар
МПБ мясопептонный бульон
НАДФН восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат ПАВ поверхностноактивные вещества
ППС плотная питательная среда
ПФ перфтораи
ПФД перфтордекалин
ПФМД перфторметилдскалин
ПФМ1Щ псрфторметилциклогексилпиперидин
ПФОС перфторорганические соединения
РАМН Российская академия медицинских наук
РАН Российская академия наук
ТрисЭДТА трисэтилендиаминтетраацетат
ТУ технические условия
УВ углеводороды
УВО углеводородокисляющий
ЦНИИ Центральный научноисследовательский институт.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Только азотфиксирующие прокариоты обладают нитрогеназной активностью и способны фиксировать молекулярный азот из воздуха и переводить его в связанную форму, которая легко усваивается другими организмами ,7. Автотрофные микроорганизмы в качестве источника углерода используют углекислый газ диоксид углерода, из которого они синтезируют все необходимые углеродсодержащие соединения, что позволяет им развиваться на минеральных средах при отсутствии органических веществ . Метилотрофы в качестве единственного источника углерода могут использовать разные одноуглеродные соединения, в том числе и газообразный метан ,. Некоторые хемолитотрофиые бактерии способные окислять сероводород, а отдельные бактерии, растущие в микроаэрофильных или анаэробных условиях при пониженном парциальном давлении кислорода, способны в качестве источника энергии использовать молекулярный газообразный водород из окружающей среды . Присутствующие в питательных средах растворенные вещества сахара, минеральные соли и др. Для нормального роста аэробных микроорганизмов в глубоких слоях жидкой культуры требуется интенсивная аэрация. В то время как минеральные соли и органические вещества можно добавлять в среду в концентрациях, обеспечивающих рост бактерий на протяжении нескольких часов и даже дней, с молекулярным кислородом этого сделать нельзя изза малой растворимости в воде. Поэтому в среде невозможно создать значительный запас газов и их приходится вносить в жидкую среду непрерывно 4. Процессы микробиологического синтеза с использованием кислорода в глубинной культуре различаются по типу применяемых аппаратов, способу подачи питательных субстратов и отбора получаемых продуктов, по способам управления и т. С точки зрения процессов массообмена и гидродинамики различают следующие типы конструктивного оформления ферментеров 1 аппараты с подводом энергии через газовую фазу аэрлифтные, газлифтные, барботажные, колонные 2 аппараты с подводом энергии через жидкую фазу самовсасывающие мешалки, эжекционные системы аэрации, аппараты с внешним циркуляционным контуром 3 комбинированные. Хотя аппараты первого и второго типов имеют не малое значение и распространенность их велика, особенно в лабораторном масштабе, аппараты третьего типа нашли наибольшее распространение в промышленности ,6,1. Существуют и постоянно совершенствуются как сами сосуды, так и различные механические устройства, способные изменять эти параметры ,6. Для аэрации глубинных культур микроорганизмов пользуются либо обычным воздухом, либо смесыо , 2 и С. Для увеличения поверхности раздела прибегают к различным способам, таким как 1 культивирование в тонком слое 2 перемешивание жидкости путем встряхивания прямого или кругового 3 вращение лежащих сосудов вокруг продольной оси 4 пропускание воздуха через жидкость под давлением с помощью газораспределителя 5 перколяция пропускание питательного раствора и воздуха через материалноситель 6 механическое перемешивание с помощью мешалок и использования специальных отбойников ,2. Отдельного рассмотрения требует вопрос перемешивания ферментационной среды. Данный процесс влияет на массоперенос из газовой фазы в жидкую по 3 основным путям. Вопервых, это диспергирование газа в мелкие пузырьки, а, следовательно, увеличение поверхности раздела фаз. Вовторых, увеличение времени контакта газжидкость при увеличении времени циркуляции газовых пузырьков, вызывающее дополнительное повышение содержания газа в жидкости и называемое задержкой газа. Втретьих, однородное распределение микроорганизмов в жидкой фазе, а при увеличении вязкости только механическое перемешивание позволяет добиться повышения диспергирования газа в жидкой фазе 1,,. Для обеспечения этого процесса служат различные перемешивающие устройства. Корпус ферментера обычно цилиндрический и мешалка размещается по центральной вертикальной оси корпуса. В некоторых случаях на одном валу устанавливают по две и более мешалок. В зависимости от исполнения мешалки делятся на быстроходные и тихоходные. К быстроходным мешалкам относятся дисковые, турбинные, пропеллерные, лопастные. Такой тип мешалок с большой и средней циркуляционной производительностью используется в аппаратах с отражательными перегородками отбойниками.