Теоретические и практические аспекты микробиологического производства лимонной кислоты

• Автор: Никифорова, Татьяна Алексеевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 48 с. : ил.; 20х14 см

РОССИЙСКАЯ

ГО С У А РОТЕ ЕННА Я БИБЛИОТЕКА

Работа выполнена во Всероссийском научноисследовательском институте пищевых ароматизаторов, кислот и красителей ВНИИПАК Российской академии сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты

Заслуженный деятель науки Устинников

и техники РФ, членкорр. РАСХН, Борис Алексеевич

д. т. н., профессор

Доктор технических наук Свентицкий

Евгений Николаевич

До кторгбиологическихнаук,Яковлева

профессор Елена Павловна

Ведущая организация СанктПетербургская государственная Академия холода и пищевых технологий
Защита состоится г. в 0 часов на
заседании диссертационного советаДОбЗ в СанктПетербургском государственном технологическом институте техническом университете по адресу , СанктПетербург, Московский пр., .
С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в библиотеке СанктПетербругского государственного технологического института технического университета по адресу , СанктПетербург, Московский пр., .
Замечания и отзывы по данной работе в одном экземпляре, заверенные печатью, можно присылать по адресу , СанктПетербург, Московский пр., .
Диссертация в форме научного доклада разослана X г. Ученый секретарь
Диссертационного Совета ЛисицкаяТ. Б.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Найти пути интенсификации процесса биосинтеза лимонной кислоты в процессе ферментации i i и изучить биохимические закономерности влияния субстрата на продуктивность биосинтеза. Разработать технологии ферментации селекционированных штаммов продуцентов лимонной кислоты на различных средах с целью создания гибкого технологического процесса. Научно обоснованы принципы и методы селекционной работы с продуцентом лимонной кислоты мицелиальным грибом i i для получения эффективных штаммов продуцентов лимонной кислоты. Изучена активность фермента цитратсинтазы при культивировании селекционированных штаммов i i на сахарозо, глюкозоминеральных и мелассных средах. Установлена коррелятивная зависимость между содержанием внутрии внеклеточного цитрата. Предложен механизм инактивации цитратсинтазы избытком цитрата. Сформулированы требования к новым видам сырья. Установлены их химические и технологические параметры, которые позволяют определить конкретные условия культивирования продуцента, обеспечивающие направленный синтез лимонной кислоты. Разработана математическая модель непрерывного процесса биосинтеза лимонной кислоты в режиме одно и двухстадийного хемостата, адекватность которой подтверждена экспериментальными данными, полученными на промышленных ферментаторах. Найдены пути повышения интенсивности биосинтеза лимонной кислоты при промышленной ферментации на мелассных средах путем применения ряда природных и синтезированных стимуляторов кислотообразования и роста продуцентов. Новизна результатов научных исследований подтверждена 6 авторскими свидетельствами и патентами СССР и РФ. Получены высокопродуктивные штаммы i i продуценты лимонной кислоты для различных видов сырья, зарегистрированные во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов и хранящиеся в музее ВНИИПАКК. Разработаны новые технологии ферментации селекционированных штаммов на питательных средах, полученных на основе свекловичных и тростниковых меласс, крахмала и сока сорго в широком диапазоне исходной концентрации углеводов. Предложенные технологии дают возможность работать в режиме гибкого технологического процесса в зависимости от качества, наличия и стоимости сырья. Разработаны технологические приемы, позволяющие использовать в промышленном масштабе сырье различного технологического качества. Решен ряд экологических проблем путем снижения или полного исключения при подготовке питательных сред экологически опасных реагентов и перехода на экологически чистое сырье. Результаты работы внедрены в период гг. Белгородском, Ленинградском и Дигорском заводах лимонной кислоты РФ, Харьковском и Смелянском ЗЛК Украина, Скидельском ЗЛК Белоруссия и Гырбовском ЗЛК Молдова общим объемом ,0 тыс. Проведенные научные исследования позволили решить ряд практических задач, связанных со снижением расхода сырья, повышением производительности цехов ферментации и снижением себестоимостип родук цинучтояв и л о сь основаниемдля включения новых технологических решений в отраслевую техническую документацию. Объектом исследования являлись мицелиальные грибы i i из коллекции культур ВНИИПАКК. В ходе селекционной работы изучена морфологическая изменчивость и биохимическая активность более трех тысяч мутантов. В селекционной работе использованы методы индуцированного мутагенеза, вегетативной гибридизации и слияния протопластов под воздействием ферментов различного происхождения в сочетании со стабилизирующим ступенчатым отбором и др. Экспериментальный материал собран при изучении продуцента i i в условиях культивирования на качалках в колбах емкостью 0 см3, на установке управляемого культивирования АК0 в аппаратах вместимостью дм3, в ферментаторах мешалочного типа вместимостью дм3 и в производственных ферментаторах вместимостью м3 и 0 м3. Для получения клеточных лизатов и амплификации геномной ДНК использован метод Булата и сотр. Агарозный и неденатурирующий ГТААГ электрофорезы выполнены по методу . Активность цитратсинтазы определена в гомогенатах клеток, отобранных в различные фазы развития культуры по методу .