Біотехнологія поверхнево-активних продуктів штаму Rhodococcus erythropolis Au-1, властивості та застосування

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКорецька, Наталія Ігорівна
dc.date.accessioned2020-08-11T12:01:06Z
dc.date.available2020-08-11T12:01:06Z
dc.date.issued2020
dc.descriptionРобота виконана на кафедрі хімії і технології неорганічних речовин Національного університету “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки Україниuk
dc.description.abstractenSurfactants are widely used in modern industry, agriculture, environmental restoration, medicine, however, synthetic surfactants are environmentally hazardous substances. Advantages of products of microbial synthesis (biosurfactants) – high efficiency, stability in various temperatures and pH, biological activity, as well as biodegradability and low toxicity. The aim of the work is the development of biotechnology of surface-active substances of R. erythropolis Au-1 via optimizing the cultivation conditions and isolation, studying physico-chemical, biological properties of the products, determine of their practical potential. The strain R. erythropolis Au-1 (R. erythropolis UCM Ac-603) isa promising producer of cell-bound and extracellular trehalose lipid surfactants, exopolysacharides, cellpolymers.The rational composition of the nutrient medium has been determined: hexadecane –20 g/dm3, sodium nitrate –3 g/dm3. The cultivation of bacteria R. erythropolis Au-1 for trehalose lipid surfactants synthesis has been carried out in a bioreactor with vortex aerationsystem (the yield of the target products increased by 41-50%).The possibility of waste vegetable oil using (phosphatide concentrate, oil sludge, waste frying sunflower oil) for the synthesis of tre halose lipid surfactants of R. erythropolis Au-1 has been established. New approachesof extracellulartrehalose lipidsisolation withadsorbents were developed: sodium alginate or multilayer metal oxidesbased composite adsorbents (MnO, CoO, CuO). The use of ethanol for extraction of cell-bound trehalose lipid surfactants was justified (yield 0.29 g from1 g biomass). For the first timebiodegradable polymer from bacteria cells of R. erythropolisAu-1 was obtained.Ithas been identified as the polyhydroxyalkanoate, its melting point –42oC, thermal stability –up to 175oC. The ability of the R. erythropolis Au-1 strain to synthesize the phytohormones has been established. Physico-chemical and biological properties of the metabolites of Rhodococcus erythropolis strain Au-1 were established: high surface activity, emulsification of hydrophobic substances, wetting of surfaces as well as the influence on the permeability of cell membranes of microorganisms and plants, on the auxin phytohormones activity. The antimicrobial activity of surfactants against phytopathogen bacteria and fungi was shown. The highly effective formulations of trehalose lipid surfactants with thiosulfonates-biocides were designed. The biological properties of trehalosе lipid surfactantswereestablished: increase the permeability of bacteria cell membranes (by 6-18%), adsorption of mineral elements by plants (by 27-48%), stimulate plant growth (by 20-36%). It has been shown that trehalose lipid surfactantspromotethe action of other biologically active substances, in particular, biocide-thiosulfonates (by 20-50%) and phytohormones–indolyl-acetic acid (almost 10 times). It wasfound, thattrehalose lipid surfactants are less toxic than synthetic and some biogenic surfactants. It have been substantiatedthat the cultural liquid supernatant (CLS) of R.erythropolisAu-1is an effective and economically available plant growth regulater. Using the trehalose lipid surfactantsincreasethe yield of legumesand cereals by an average of 20%. So, the possibility of practical use of metabolites in cropproduction has been proved. The surface-active substances of the strainareenvironmentally friendly corrosion inhibitors of steel and aluminumalloy. The effective compositive inhibitorbased onCLS of R. erythropolisAu-1 and zinc phosphate hasbeen developed (patent of Ukraine № 136578, 2019): thedegree of carbon steel protection from corrosion is 88-95%. The technology process, the flow and equipment diagrams for the industrial production of the biosurfactants of R. erythropolis Au-1 have been developed. This technology allows maximum useof all components of post-fermentation culture liquid. It is possible to obtain 5 commercial forms: the culture liquid supernatant, extracellular and cell-bound trehalose lipid surfactants, exopolysacharides, cell polyhydroxyalkanoate.The results have ecological and economic advantages. On the topic of the thesis, 22 works were published, among them: 12 scientific articles, including 7 articles indexed in Scopus, Google Scholar, 1 patent of Ukraine, 9 proceeding of conferences.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена исследованию процессов биосинтеза ПАВ актинобактерий Rhodococcus erythropolis Au-1 (R. erythropolis УКМ Ас-603), изучению физико-химических и биологических свойств биоПАВ, а также технологий их практического применения. Определен рациональный состав питательной среды, установлена целесообразность применения отходов масложировой промышленности для синтеза ТПАВ. Проведена апробация синтеза ТПАВ штамма R. erythropolis Au-1 в биореакторе с вихревой системой аэрации. Подобраны эффективные растворители для экстракции ТПАВ из постферментационной культуральной жидкости и биомассы бактерий. Предложены новые способы выделения внеклеточных ПАВ с использованием натрий альгината или многослойных композитных адсорбентов типа «ядро-оболочка» на основе оксидов переходных металлов. Впервые выделен клеточный биополимер R. erythropolis Au-1, идентифицированный как полигидроксиалканоат. Разработана технология промышленного производства практически ценных метаболитов штамма R. erythropolis Au-1, которая позволяет максимально использовать все компоненты постферментационной культуральной жидкости. Охарактеризованы физико-химические и биологические свойства ПАВ R. erythropolis Au-1. Предложены технологии их практического применения в растениеводстве и в качестве экологически безопасных ингибиторов коррозии металлов.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена дослідженню процесів біосинтезу ПАР актинобактерій Rhodococcus erythropolis Au-1 (R. erythropolis УКМ Ас-603), вивченню фізико-хімічних і біологічних властивостей біоПАР та їх практичного застосування. Визначено раціональний склад поживного середовища та доцільність застосування в якості субстрату відходів олійної промисловості.Проведено апробацію синтезу ТПАР штаму R. erythropolis Au-1 у біореакторі з вихровою системою аерації. Підібрано ефективні розчинники для екстракції ТПАР з постферментаційної культуральної рідини та біомаси бактерій. Запропоновано нові методи виділення позаклітинних ТПАР звикористанням натрій альгінатуабо магніточутливих багатошарових композитних адсорбентів типу «ядро-оболонка» на основі оксидів перехідних металів.Вперше виділеноклітинний біополімер, який ідентифіковано як полігідроксиалканоат. Розроблено технологіюпромислового виробництва практично цінних метаболітів штаму R. erythropolis Au-1, яка дозволяє максимально використати усі компонентипостферментаційної культуральної рідини.Вивчено фізико-хімічні та біологічні властивості поверхнево-активних продуктів R. erythropolis Au-1. Доведено можливість їх практичного застосування у рослинництві та в якості екологічно безпечних інгібіторів корозії металів.uk
dc.format.page26 с.uk
dc.identifier.citationКорецька, Н. І. Біотехнологія поверхнево-активних продуктів штаму Rhodococcus erythropolis Au-1, властивості та застосування : автореф. дис. … канд. техн. наук : 03.00.20 – біотехнологія / Корецька Наталія Ігорівна. – Київ, 2020. – 26 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/35576
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectбіоПАРuk
dc.subjectRhodococcus erythropolisuk
dc.subjectтрегалозоліпідиuk
dc.subjectфізико-хімічні і біологічні властивостіuk
dc.subjectстимулятори росту рослинuk
dc.subjectінгібітори корозіїuk
dc.subjectbiosurfactantsuk
dc.subjecttrehalose lipidsuk
dc.subjectphysico-chemical and biological propertiesuk
dc.subjectcorrosion inhibitorsuk
dc.subjectplant growth regulatorsuk
dc.subjectбиоПАВuk
dc.subjectтрегалозолипидыuk
dc.subjectфизико-химические и биологические свойстваuk
dc.subjectстимуляторы роста растенийuk
dc.subjectингибиторы коррозииuk
dc.subject.udc604.2:61.185 (043.3)uk
dc.titleБіотехнологія поверхнево-активних продуктів штаму Rhodococcus erythropolis Au-1, властивості та застосуванняuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Koretska_aref.pdf
Розмір:
1.38 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)