Направленный биосинтез ксиланазы микроскопическим грибом Trichoderma viride 44-11-62/3 и разработка технологии получения ферментного препарата

• Автор: Ларина, Любовь Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Особенности структуры ксиланов

2. Классификация ксиланаз по механизму действия.

3. Биосинтез ксиланазы различными микроорганизмами

4 .Регуляция синтеза ксиланазы.

4.1. Индукция ксиланазы

4.2. Репрессия синтеза ксиланазы.

4.3. Влияние компонентов питательной среды на синтез ксиланазы.

4.4. Влияние условий культивирования на биосинтез ксиланазы.

5. Физикохимические свойства ксиланаз.
6. Применение ксиланазы в различных отраслях
народного хозяйства.
7. Анализ обзора литературы и задачи исследования
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Характеристика объекта исследований.
1 Л. Условия культивирования и питательные среды
1.3. Методы получения очищенного ферментного
препарата.
1.4. Методы, использованные при исследовании свойств препарата
1.5. Методы определения активности ферментов.
1.6. Прочие методы.
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ НА НАПРАВЛЕННЫЙ БИОСИНТЕЗ КСИЛАНАЗЫ МИКРОСКОПИЧЕСКИМ ГРИБОМ ТпскоЛегта щпйе 3.
2.1. Некоторые сведения о штаммепродуценте микроскопическом грибе Тпско1егта тпйе 3
2.2. Влияние различных источников углерода на синтез ксиланазы микроскопическим грибом ТпсИос1егта
угие 3
2.3. Оптимизация состава питательной среды для биосинтеза ксиланазы с использованием методов математического планирования эксперимента.
2.4. Влияние предварительной ферментативной обработки углеродсодержащих субстратов питательной среды на биосинтез ксиланазы.
2.5. Заключение.
ГЛАВА 3. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА КСИЛАНАЗЫ УСЛОВИЯМИ
КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ТпсИос1егта уШе 3.
3.1. Влияние возраста и дозы посевного материала на рост
и биосинтетическую активность продуцента.
3.2. Влияние температуры культивирования на биосинтез ксиланазы.
3.3. Влияние начального значения питательной среды
на биосинтез ксиланазы.
3.4. Влияние интенсивности аэрирования на синтез ксиланазы.
3.5. Динамика культивирования микроскопического гриба
Тг. ii 3 при оптимальных условиях
3.6. Интенсификация биосинтеза ксиланазы с помощью подпитки углеродсодержащими субстратами
питательной среды
3.7. Заключение.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННОГО ПРЕПАРАТА КСИЛАНАЗЫ
4.1. Изучение стабильности ксиланазы в фильтрате культуральной жидкости
4.1.1. Влияние температуры фильтрата культуральной жидкости на стабильность ксиланазы при
хранении.
4.1.2. Влияние фильтрата культуральной жидкости на стабильность ксиланазы при хранении.
4.2. Исследования процесса очистки и концентрирования ферментного раствора ксиланазы методом ультрафильтрации.
4.2.1. Выбор ультрафильтрационных мембран.
4.2.2. Влияние предварительной очистки фильтрата культуральной жидкости на скорость ультрафильтрации.
4.2.3. Влияние фильтрата культуральной жидкости на процесс ультрафильтрации
4.2.4. Исследование оптимальной степени концентрирования ферментного раствора ксиланазы
4.3. Сушка препарата ксиланазы
4.4. Испытание технологии получения препарата.
4.5. Описание технологической схемы получения
препарата Ксилозим.
4.6. Заключение.
ГЛАВА. 5. ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ ПРЕПАРАТА
КСИЛОЗИМ.
5.1. Оптимальные условия действия препарата.
5.2. Характеристика ферментного комплекса препарата
5.3. Заключение.
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА
КСИЛОЗИМ.
6.1. Исследование ферментного препарата Ксилозим при производстве хлебобулочных изделий
6.2. Применение ферментного препарата Ксилозим в виноделии.
6.3. Применение ферментного препарата Ксилозим в составе мультиэнзим ной композиции для обработки комбикормовой продукции
6.4. Заключение.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Среди грибных продуцентов ксиланаз известны также iii i . Синицина и др. Соловьева и др. Квеситадзе и др. Тиунова и др. Родионова и др. Дубовая, , i i Гужова, Логинова, , i x i . Способность к биосинтезу ксиланазы обнаружена также у базидиомицетов, таких как ii i, , ii . Циклаури и др. Элисашвили, и др. Однако активность ксиланазы в фильтратах культуральной жидкости базидиомицетов невысока и не представляет интереса для промышленного использования. Среди микроскопических грибов, и особенно термофилов, известны штаммы, синтезирующие ксиланазу и не синтезирующие целлюлазу. Например, мутантные штаммы i i i . Среди организмов, осуществляющих биосинтез ксиланаз, известны также дрожжи. Среди них следует отметить дрожжи рода , такие как i i, v, . Шубаков и др. Синтезировать ксиланазу могут также бактериальные культуры. Большинство бактерий секретируют экстрацеллюларные ксиланазы, но активность бактериальных ксиланаз ниже, чем грибных. Наиболее активно ксиланазу синтезируют аэробные бактерии, относящиеся к виду i, например i ii i . V, , i ii , , и др. Среди анаэробных бактерий, разлагающих ксилан, известны штаммы ii i . Среди бактериальных продуцентов также известны штаммы, синтезирующие ксиланазу и не синтезирующие целлюлазу, например некоторые штаммы ii i . Способность синтезировать ксиланазу обнаружена также у актиномицетов, таких как ivi . Несмотря на широкое распространение ксиланразрушающих ферментов у актиномицетов, доступна лишь небольшая информация о ксиланазах других видов актиномицетов, таких как ii, , и др. Рубцовые микроорганизмы также известны как возможные продуценты ксиланазы благодаря высокому содержанию гемицеллюлоз в рубце жвачных животных, но их ксиланазная активность преимущественно связана с клеткой. Из содержимого рубца овец и рубца крупного рогатого скота было выделено более чем 0 штаммов бактерий, продуцирующих гемицеллюлазы, в том числе ксиланазу, большинство из которых относится к родам i, щ, i, i v, , ivii . V , . Ксиланазы способны продуцировать также фитопатогенные микроорганизмы, во время вторжения которых в ткани растений происходит разрушение клеточных стенок растений. Среди них известны фитопатогенные грибы i ii возбудитель атракноза бобовых, ii i вызывающий скручивание листьев злаковых, i i поражающий мякоть крупных плодов, например дыни v, . Способностью расщеплять ксилан обладает также ряд сапрофитных и фитопатогенных бактерий. К ним относятся . Анализируя литературные данные, можно сделать вывод, что наиболее перспективными продуцентами ксиланаз являются мицелиальные грибы, так как они выделяют ферменты в среду и уровень их активности намного выше, чем у бактерий и дрожжей. Хотя в литературе охарактеризовано большое количество микроорганизмов, продуцирующих ксиланазу, в настоящее время для коммерческого производства ксиланазы в основном используются культуры i . Биосинтез ксиланаз микроорганизмами, как биосинтез белков вообще, зависит от генетических особенностей организма. Поэтому одним из путей повышения биосинтетической способности клетки без изменения ее генетического аппарата является установление регуляторных механизмов биосинтеза ксиланазы и направленное регулирование процессов биосинтеза путем подбора состава и концентрации компонентов питательной среды и оптимизации условий культивирования продуцента. Индукция ксиланазы
Известно, что состав питательной среды оказывает существенное влияние на активность ферментов. Отдельные компоненты питательной среды могут специфически действовать на синтез ферментов, стимулируя образование одних ферментов и репрессируя синтез других. Среди всех элементов, используемых микроорганизмами в качестве питательных веществ, наиболее важное значение имеет углерод, содержание которого в пересчете на сухую массу микроорганизмов составляет примерно Мосичев и др. Для микроорганизмов продуцентов ксиланаз источник углерода в среде приобретает особое значение в связи с тем, что он не только обеспечивает рост продуцента, но и может выступать в роли индуцирующего фактора.