Биотехнология получения циклодекстринов полифракционного состава на основе продуцента Paenibacillus ehimensis IB-739

• Автор: Федорова, Полина Юрьевна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 107 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Введение
1.2. Биохимические трансформации, катализируемые ЦГТазой
1.3. Микроорганизмы - продуценты ЦГТазы
1.4. Структура и свойства циклодекстринов
1.5. Комплексообразование
1.6. Применение циклодекстринов
1.6.1. Пищевая промышленность
1.6.2. Фармацевтика
1.6.3. Косметическая промышленность
1.6.4. Защита окружающей среды
1.7. Производство циклодекстринов
1.7.1. Технологические этапы получения циклодекстринов
1.8. Заключение
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объекты исследований
2.2. Материалы и реагенты
2.3. Микробиологические методы
2.3.1. Среды для хранения и поддержания ЦГТ-активных культур
2.3.2. Жидкие питательные среды для наработки образцов ЦГТазы
2.3.3. Условия культивирования и инокуляции
2.3.4. Методы таксономических исследований
2.4. Методы биохимических исследований
2.4.1 Определение активности циклодекстринглюканотрансферазы
2.4.1.1. Модифицированный метод Тильден и Хадсона
2.4.1.2. Спектрофотометрический метод

2.4.2. Определение оптической плотности культуральной жидкости
2.4.3. Определение концентрации белка
2.4.4. Очистка циклодекстринглюканотрансферазы
2.4.4.1. Концентрирование методом ультрафильтрации
2.4.4.2. Метод крахмальной адсорбции
2.4.4.3. Метод ионно-обменной хроматографии
2.4.4.4. Электрофоретическое разделение в ПААГ
2.4.4.5. Определение молекулярной массы
2.4.5. Изучение физико-химических свойств препаратов ЦГТаз
2.4.5.1. Определение рН-оптимумов
2.4.5.2. Определение температурных оптимумов
2.4.5.3. Определение термостабильности
2.4.5.4. Изучение влияния ионов кальция на термостабильность
2.4.5.5. Определение рН-стабильности
2.5. Измерение вязкости
2.6. Определение концентрации циклодекстринов методом ВЭЖХ
2.7. Количественное измерение кинетических параметров ЦГТаз
2.8. Проведение процесса ферментативной конверсии
2.9. Математическая и статистическая обработка результатов экспериментов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выбор продуцента ЦГТазы
3.2. Оптимизация состава питательной среды для культивирования продуцента ЦГТазы
3.3. Динамика синтеза ЦГТазы культурой Р. eh.imen.sis 1В
3.4. Очистка препарата ЦГТазы Р. ehimensis 1В
3.5. Физико-химические свойства ЦГТазы Р. ehimensis 1В
3.6. Ферментативная трансформация крахмала в циклодекстрины
3.6.1. Влияние дозировки фермента на накопление ЦД
3.6.2. Влияние времени трансформации на выход ЦД
3.6.3. Влияние концентрации субстрата на выход ЦД
3.6.4. Исследование условий предподготовки субстрата для конверсии крахмала в ЦД с максимально возможным выходом
3.6.5. Ферментативная конверсия крахмала с использованием органических и неорганических соединений
3.6.6. Влияние изопропилового спирта на выход ЦД
3.6.7. Подбор двухкомпонентных систем комплексообразователей
3.7. Разработка лабораторной технологии получения ЦД
полифракционного состава
3.7.1. Подготовка субстрата для ферментативной конверсии
3.7.2. Ферментативная конверсия в присутствии бинарного комплексообразователя
3.7.3. Выделение, разложение комплекса и получение ЦД
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРР1ЛОЖЕНР1Е

органических растворителей (Патент US № 4738923, 1988; Bender, 1986; Hedges, 1992; Schmid, 1996; Zhekova et al., 2009). Повышение выхода ЦД за счет комплексообразования с органическими растворителями приводит к существенному снижению качества готового продукта, а также к накоплению больших количеств остатков субстрата - трудноутилизируемых углеводных отходов, загрязненных токсичными соединениями, такими как толуол, трихлорэтан. Поэтому внимание исследователей было сосредоточено на разработках, исключающих применение токсичных органических растворителей (ароматических, алифатических, галогенсодержащих углеводородов и спиртов).
ЦЦ, полученные без комплексообразователей, пригодны для пищевой и фармацевтической промышленности без ограничений, в то время как во втором случае, готовый продукт неизбежно содержат примеси, и это налагает определенные рамки на его применение. Очевидно также, что в других сферах использования ЦД, например, в сельском хозяйстве, процессах защиты окружающей среды, биотехнологии, и т.д. достижение «абсолютной» чистоты циклических олигосахаридов не является обязательным. С экономической точки зрения при соответствующей организации производства ЦД, синтезированные сольвентными методами, в 2-3 раза дешевле таковых, полученных в чистых технологиях.
Первый процесс является более сложным и капризным, в то время как технология, контролируемая комплексообразователями более проста и эффективна.
Реальным путем повышения степени конверсии крахмала в ЦД представляется использование специфичных в отношении определенного гомолога ЦД (а-, (3- или у-) ЦГТаз, подбор соответствующих условий ферментативной реакции (Kitahata, 1995), использование в процессе циклических схем с замкнутой циркуляцией субстрата.