Биотехнология нетоксичных композиционных материалов из отходов растительного сырья и микробиологической промышленности

• Автор: Кадималиев, Давуд али-оглы
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 339 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Биотехнология пластиков из отходов растительного сырья.

1.1.1. Химический состав лигноцеллюлозных субстратов

1.1.2. Общая характеристика дереворазрушающих грибов

1.1.3. Биодеградация лигноцеллюлозных субстратов.

1.1.3.1. Механизмы биодеградации лигнина.

1.1.3.2 Лигнолитический ферментный комплекс.

1.1.3.3. Физиологические условия, влияющие на биодеградацию и синтез лигнолитических ферментов

1.1.3.4. Продукты биодеградации лигнина.

1.1.4. Использование лигноцеллюлозных субстратов

1.1.4.1. Технология пластиков из отходов растительного
сырья .
1.1.4.2. Влияние физикохимических свойств и связующих
на качество пластиков
1.1.4.3. Перспективные технологии пластиков и других композционных материалов
1.2. Использование отходов микробиологических
производств
1.2.1. Физикохимические основы склеивания и компоненты клеев.
1.2.2. Состав и свойства отходов микробиологических
производств
1.2.3. Использование отходов микробиологических производств
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Микроорганизм
2.2. Реактивы, субстраты и материалы
2.3. Культивирование .ii.
2.4. Методы определения активности ферментов
2.5. Методы выделения ферментов и исследования их
свойств
2.6. Методы выделения лигнина и исследование
продуктов его биодеградации
2.7. Аналитические методы.
2.8. Прессование и испытание биопластиков
2.8.1. Определение физикомеханических показателей
2.8.2. Определение экологических показателей
. Изготовление и испытание клеевых композиций.
2.9.1. Методы исследования химического состава отходов
2.9.2. Испытание клеевых композиций.
3.0. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГРИБА II НА ЛИГНОЛИТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И БИОСИНТЕЗ ФЕРМЕНТОВ ЛИГНОЛИЛИТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
3.1. Погруженное культивирование.
3.1.1 Влияние буферных систем и
3.1.2. Влияние температурного сдвига
3.1.3. Влияние Твина
3.1.4. Влияние индукторов лигноцеллюлозных субстратов.
3.1.5. Влияние соотношения азотного и углеродного питания
3.1.6. Влияние источников углеродного питания.
3.1.7. Влияние источников азотного питания
3.1.8. Выделение, очистка и характеристика лигнолитических
ферментов ii
3.2. Твердофазное культивирование
3.2.1. Влияние природы и модификации лигноцеллюлозных субстратов.
ГЛАВА 4. БИОДЕГРАДАЦИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ СУБСТРАТОВ ГРИБОМ II
4.1. Особенности биодеградации лигнина различных лигно
целлюлозных субстратов
4.2. Изменение химического состава древесных опилок при различных условиях культивирования
4.3. Изменение химического состава отходов хлопчатника при различных условиях культивирования
ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ ПРЕССОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ
ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ОБРАБОТАННЫХ II
5.1. Влияние условий обработки грибом на физикомеханические свойства биопластиков
5.2. Влияние условий обработки грибом на физикомеханические свойства прессованных материалов из отходов хлопчатника.
5.3. Влияние условий прессования на физкокомеханические свойства биопластиков.
5.4. Механизмы участия лигнина в формировании свойств бипластиков.
к 5.5. Экологические характеристики биопластиков
ГЛАВА 6. ПОЛУЧЕНИЕ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АНТИБИОТИКОВ И КРОВЕЗАМЕНИТЕЛЕЙ
6.1. Химический состав отходов производства антибиотиков и кровезаменителей
6.2. Влияние обработки мицелия щелочью и кислотой
на выход белков
6.3. Влияние условий модификации мицелия и соотношения компонентов композиций на физикохимические
свойства клеев.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разложение лигнина преимущественно аэробный процесс, в анаэробных условиях лигнин может существовать очень долго V , . Аэробная деградация лигнина протекает с небольшой скоростью, причм окисление ароматических колец осуществляется в гораздо большей степени, чем расщепление связей между кольцами. Низкомолекулярные продукты биодеградации превращаются далее под действием микроорганизмов значительно быстрее, чем исходный лигнин. Среди этих микроорганизмов известны представители грибов , , i, рог , бактерий , , i, i. Актиномицеты способны разлагать не более лигнина растений , i . Насекомые например, термиты способны утилизировать лигнин лишь благодаря своей кишечной микрофлоре i . Грибы белой гнили, повреждающие все основные компоненты древесины, являются ее наиболее мощными природными деструкторами. Разложение ими лигнина изучено в наибольшей мере i, , . Полисахариды и лигнин обычно разрушаются ими одновременно, относительные скорости этих процессов зависят от вида грибов и условий их существования. Биологическое окисление лигнина осуществляется атмосферным кислородом иили пероксидом водорода с участием различных ферментов. Эти окислительные ферменты изучены пока недостаточно. Однако уже несомненно вопервых, они обычно выделяются клетками в окружающую среду и функционируют автономно вовторых, организм всегда синтезирует не один, а несколько окислительных ферментов, которые образуют внеклеточный лигнолитический ферментный комплекс ВЛФК. РО4эфирных связей с образованием спиртовых и фенольных структур разрушение алкиларильных ССсвязей, образование нхиноидных структур и альдегидных или кислотных фрагментов дсметилирование и гидроксилирование ароматического кольца расщепление ароматического кольца с образованием алифатических продуктов, чаще всего карбоновых кислот. Предложена гипотеза свободнорадикального окисления лигнина, в основе которой лежит идея его расщепления как результат совместного действия лигнолитических систем и перекисных радикалов липидов Капич, . Поскольку в идиофазе под действием протеаз происходит активный автолиз мицелия лигнинразрушающих грибов, то возникает контакт высокоактивных липоксигеназ с легко окисляемыми липидами мембраны мицелия. В результате образуются высокоактивные липидные радикалы, которые, в свою очередь, принимают участие в атаке на лигнин древесины. Можно полагать, что свободнорадикальное окисление лигнина, индуцируемое лигнолитическими ферментами, может заметно активироваться и перекисными радикалами липидов. ВЛФК грибов белой гнили включает лакказу медьсодержащую фенолоксидазу и пероксидазы Мппероксидазу и лигнинпероксидазу, причем для разных грибов ключевым ферментом яв5щякЗся различные ферменты этого комплекса. ИгузоБропит, РЫеЫа гасНШа, СопЫт Кетсоог 2 группа грибов с системой Мппероксидаза лакказа ОмИсхотНш зсцшкпз, Рсорогиз iю, Рапиз Ппти 3 группа грибов с ситстсмой лакказа лигнинпероксидаза РЫеЫа оскгасеоиЬа, МтуЪиЬта зерагаЫ1ипа 4 группа грибов с системой лакказаарилалкогольоксидаза Р. Ш, Р. В. Ас1ш1а. Эта классификация весьма условна. Vi . Наиболее активные разрушители лигнина, как показало освобождение 4С из меченного по кольцу ,4Ссинтетичсского лигнина, относятся к первой группе, хотя во второй группе также имеются многие известных организмы разрушители лигнина. Представители третьей группы расщепляют синтетический лигнин лишь в слабой степени , Головлева, Лсонтьевский, . Лигнинразрушающая способность грибов четвертой группы изучена недостаточно. В большей степени изучен базидиомицет i, обладающий особенно высокой лигнолитической активностью. Гриб частично деполимеризует нативный и синтетический лигнины, а также модельные соединения лигнина i, i, . Лигнолитическая активность появляется в период вторичного роста, в ответ на недостаток в среде азота, углерода или серы. Из погруженной культуры . Выделен и детально изучен гриб i i . Ссинтетический лигнин и лигнин древесины с выделением С. На воздухе гриб разлагал только 3 Смеченного основного лигнина, в то время как в атмосфере кислорода деградация составляла в течение 4 недель. ВЛФК лигниназу, зависимую пероксидазу и лакказу .