Влияние условий культивирования на поверхностно-активные свойства углеводородокисляющих актинобактерий

• Автор: Волченко, Никита Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Типы микробных сурфактантов, их физиологическая роль.

1.2 Методы оценки продукции сурфактантов микроорганизмами, скрининг

культурпродуцентов

1.3 Гидрофильногидрофобные свойства клеток углеводородокисляющих бактерий.

щ 1.4 Влияние условий культивирования на продукцию биоПАВ

углеводородокисляющими бактериями

1.5 Микробная биодеградация углеводородных загрязнений, применение

СПАВ и биоПАВ
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Бактериальные штаммы.
2.2 Питательные среды и субстраты
2.3 Условия культивирования микроорганизмов, получение биомассы и кульФ туральных жидкостей
2.4 Методы регистрации поверхностноактивных свойств.
2.4.1 Измерение величин поверхностного натяжения.
2.4.2 Измерение эмульгирующей активности.
2.4.3 Измерение уровня гидрофобности поверхности клеток
2.5 Химическое выделение биосурфактантов.
2.6 Оценка эффективности штаммов продуцентов биосурфактантов в модельных экспериментах по биоремедиации.
2.6.1 Микробиологические методы анализа
2.6.2 Определение концентрации нефтепродуктов, азота, фосфора
2.6.3 Оценка фитотоксичности нефтезагрязннных субстратов
2.7 Методы математического планирования эксперимента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3. СКРИНИНГ КУЛЬТУРПРОДУЦЕНТОВ БИОСУРФАКТАНТОВ
3.1 Поверхностноактивные свойства бактерий при росте на питательном агаре
3.2 Поверхностноактивные свойства культур при росте в жидкой минеральной среде с углеводородами.
3.3 Определение локализации биосурфактантов в микробных культурах .
4. ГИДРОФОБНОСТЬ КЛЕТОК КАК ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКИХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР.
4.1 Естественная гидрофобность клеток и эмульгирующая активность Б, Я и Мформ культур на жидкой минеральной среде с углеводородом.
4.2 Гидрофобность суспендированных клеток как фактор, определяющий уровень поверхностного натяжения и эмульгирующую активность жидких культур углеводородокисляющих бактерий.
5. ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИ ВЫДЕЛЕННЫХ МИКРОБНЫХ СУРФАКТАНТОВ
5.1 Активность биосурфактантов углеводородокисляющих культур, выращенных на питательном агаре
5.2 Активность биосурфактантов некоторых штаммов, выращенных на жидкой минеральной среде с углеводородом
5.2.1 Активность клеточносвязанных биосурфактантов
5.2.2 Активность экстрацеллюлярных биосурфактантов.
6. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИЙПРОДУЦЕНТОВ БИОСУРФАКТАНТОВ .
6.1 Поверхностноактивные свойства культур при росте на различных типах сред.
6.2 Зависимость поверхностноактивных и ростовых свойств жидких культур от соотношения углерода, азота и фосфора в среде
6.3 Поверхностноактивные свойства культур при росте на различных гидрофобных источниках углерода
6.4 Зависимость поверхностноактивных свойств жидких культур от продолжительности культивирования.
6.5 Характер расслоения биомассы и поверхностноактивные
свойства жидких культур.
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОРЕМЕДИАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНННЫХ СУБСТРАТОВ ПОСРЕДСТВОМ БАКТЕРИЙ ПРОДУЦЕНТОВ БИОПАВ.
7.1 Влияние культурпродуцентов клеточносвязанных биоПАВ на ремедиацию нефтезагрязннного чернозма в сравнении с другими стимулирующими агентами.
7.2 Влияние культурпродуцентов биосурфактантов на детоксикацию нефтешлама в сравнении с активированными аборигенными штаммами
7.3 Биодеградация нефти на поверхности воды культурами продуцентами
биосурфактантов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По материалам диссертации опубликовано работ, одна работа принята к печати, подана заявка на патент. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, глав собственных исследований, заключения и выводов. Работа изложена на 8 листах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц. Список литературы включает 8 наименований, в том числе зарубежных источников. К поверхностноактивным веществам относят соединения способные снижать поверхностное и межфазное натяжение. Это обширный класс веществ различной химической природы, общим свойством которых является дифильное строение образующих их молекул, то есть наличие в их составе гидрофильной полярной головы и неполярного гидрофобного хвоста. Благодаря такому строению молекулы, этих веществ способны концентрироваться на поверхности раздела фаз, что ведт к появлению поверхностноактивных свойств Абрамзон А. А , . К последним относятся эмульгация и деэмульгация гидрофобных жидкостей, их солюбилизация, изменение смачиваемости тврдых поверхностей и другие явления. К биоПАВ биосурфактантам относятся поверхностноактивные вещества биогенного, в частности микробного происхождения. По химической природе биосурфактанты весьма разнородные соединения но, как правило, роль полярного компонента играют пептиды или гликаны, неполярного различные липиды. Согласно химической классификации Е. Розенберга и Е. ПАВ относятся к следующим основным группам. А Гликолипиды наиболее распространнная группа, низкомолекулярные соединения, состоящие из углеводного и липидного компонента. Ганиткевич Я. В., рамнолипиды содержат углевод рамнозу и гидроксидекановую кислоту, синтезируются бактериями рода Карпенко Е. В. и др. Б Липопептиды низкомолекулярные соединения, состоящие из пептидной белковой и липидной части, синтезируются некоторыми псевдомонадами и дрожжами, наиболее известными продуцентами являются представители рода i, синтезирующие широкий спектр липопептидных биоПАВ, в том числе сурфактин x . В Жирные кислоты и фосфолипиды жирные кислоты образуются при окислении алканов, и могут выделяться в окружающую среду родококками, фосфолипиды синтезируются представителями родов i, ii Елисеев , Кучер , . Г Полисахариды внеклеточные полимерные соединения, обладающие мощными эмульгирующими свойствами. Широко известны такие биосурфактанты как ксантан, образуемый X i Гвоздяк Р. И. и др. Vi . По мнению . ПАВ можно подразделить на две крупные группы низкомолекулярные гликолипиды, пептидолипиды и высокомолекулярные внеклеточные полимеры сурфактанты, которые различаются физиологией продукции и поверхностноактивными свойствами. Некоторые авторы i . К первым относятся, как правило, низкомолекулярные биоПАВ, ко вторым высокомолекулярные. Как правило, биосурфактанты могут обладать эмульгирующими свойствами, тогда как биоэмульгаторы обычно не снижают поверхностного натяжения среды. Физиологическая роль биосурфактантов у микроорганизмов заключается в облегчении контакта микробных клеток с гидрофобными субстратами. Известно, что поверхности большинства бактерий гидрофильны, что позволяет им эффективно контактировать с водорастворимыми соединениями и обеспечивает нормальную работу связанных с мембранами ферментативных систем Веркман К. Вильсон П. Однако при этом затруднн контакт с гидрофобными субстратами, наиболее распространнными из которых являются нефтепродукты. Тем не менее, группа микроорганизмов способных усваивать углеводороды нефти в качестве источника углерода и энергии, весьма обширна Шлегель Г. Поскольку углеводородокисляющие ферментативные системы локализуются в цитоплазме бактерий, то способность штамма ассимилировать углеводороды зависит прежде всего от способности поглощать гидрофобный субстрат. Процесс поглощения может лимитировать процесс окисления. Так, согласно данным Ананько Г. Г. и др. ПАВ. Экспрессия генов, отвечающих за синтез биоПАВ, активизирует усвоение бактериями углеводородов . У микроорганизмов, способных ассимилировать углеводороды, существует три основных способа поглощения этих водонерастворимых соединений Коронелли Т.