vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2017-7-1-140-146vuzbiochemi-19Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL AND GENERAL BIOLOGYБИОСИНТЕЗ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА ФЕРМЕНТАТИВНОМ ГИДРОЛИЗАТЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ПЛОДОВЫХ ОБОЛОЧЕК ОВСАBIOSYNTHESIS OF BACTERIAL CELLULOSE ON ENZYMATIC HYDROLYZATE OF OAT HULL PULPГладышеваЕ. К.GladyshevaE. K.noemail@neicon.ruСкибаЕ. А.SkibaE. А.noemail@neicon.ruИнститут проблем химико-энергетических технологий СО РАНРоссияInstitute for Problems of Chemical and Energetic Technologies SB RASRussian Federation20172309201971140146Copyright © Гладышева Е.К., Скиба Е.А., 20192019Гладышева Е.К., Скиба Е.А.Gladysheva E.K., Skiba E.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/19

Цель исследования - изучение процесса биосинтеза бактериальной целлюлозы на ферментативном гидролизате технической целлюлозы плодовых оболочек овса. Техническая целлюлоза получена из плодовых оболочек овса азотнокислым способом. Ферментативный гидролиз осуществлен в ферментёре объемом 11 л. Синтез бактериальной целлюлозы проведен с помощью симбиотической культуры Мedusomyces gisevii. Максимальная удельная скорость роста дрожжей составила 0,352 сут-1, уксуснокислых бактерий - 0,775 сут-1, при этом численность уксуснокислых бактерий меньше на порядок. Синтез бактериальной целлюлозы сопряжен с ростом уксуснокислых бактерий, их численность может служить маркером эффективности биосинтеза бактериальной целлюлозы. Ферментативный гидролизат технической целлюлозы плодовых оболочек овса является благоприятной питательной средой для биосинтеза бактериальной целлюлозы - ее выход составил 9,0%.

The aim of the research was to study the bacterial cellulose biosynthesis on the enzymatic hydrolyzate of the oat hull pulp. The pulp was obtained from oat hulls by the dilute nitric-acid method. Enzymatic hydrolysis was run in an 11-L fermenter. Bacterial cellulose was synthesized using the symbiotic Мedusomyces gisevii culture. The maximum specific growth rates of the yeast and acetobacteria were 0.352 days-1 and 0.775 days-1, respectively; the population of acetobacteria was lower by an order of magnitude. The synthesis of bacterial cellulose is accompanied by the growth of acetobacteria, and their population may serve as a marker of bacterial cellulose biosynthesis efficiency. The enzymatic hydrolyzate of the oat hull pulp is a favorable broth for the biosynthesis of bacterial cellulose and its yield was 9.0%.

Мedusomyces giseviiбактериальная целлюлозаплодовые оболочки овсатехническая целлюлозаферментативный гидролизатпитательная средаМedusomyces giseviibacterial celluloseoat hull pulpcelluloseenzymatic hydrolyzatenutrient mediumReferencesHestrin S., Schramm M. Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum. II. Preparation of freeze-dried cells capable of polymerizing glucose to cellulose // Journal of Biochemistry. 1954. N 58. P. 345-352.Hestrin S., Schramm M. Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum. II. Preparation of freeze-dried cells capable of polymerizing glucose to cellulose // Journal of Biochemistry. 1954. N 58. P. 345-352.Пат. № 2141530 С1 Российская Федерация, МПК С 12 Р 19/02, С 12 N 1/20. Состав питательной среды культивирования Acetobacter xylinum для получения бактериальной целлюлозы / А.К. Хрипунов, А.А. Ткаченко; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный университет. № 98108987/13; заявл. 05.05.1998; опубл. 20.11.1999.Пат. № 2141530 С1 Российская Федерация, МПК С 12 Р 19/02, С 12 N 1/20. Состав питательной среды культивирования Acetobacter xylinum для получения бактериальной целлюлозы / А.К. Хрипунов, А.А. Ткаченко; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный университет. № 98108987/13; заявл. 05.05.1998; опубл. 20.11.1999.Ревин В.В., Лияськина Е.В., Назаркина М.И., Богатырева А.О., Щанкин М.В. Получение бактериальной целлюлозы на отходах пищевой промышленности // Актуальная биотехнология. 2014. N 3 (10). С.112.Ревин В.В., Лияськина Е.В., Назаркина М.И., Богатырева А.О., Щанкин М.В. Получение бактериальной целлюлозы на отходах пищевой промышленности // Актуальная биотехнология. 2014. N 3 (10). С.112.Mitrofanov E.I., Budaeva V.V., Sakovich G.V. Preparation and properties of bacterial cellulose gel films // Chemistry for Sustainable Development. 2010. Vol. 18, N 5. P. 503-508.Mitrofanov E.I., Budaeva V.V., Sakovich G.V. Preparation and properties of bacterial cellulose gel films // Chemistry for Sustainable Development. 2010. Vol. 18, N 5. P. 503-508.Гладышева Е.К., Скиба Е.А. Влияние углеродного состава питательных сред на продуктивность целлюлозосинтезирующих бактерий (обзор) // Ползуновский вестник. 2014. N 3. С. 168-173.Гладышева Е.К., Скиба Е.А. Влияние углеродного состава питательных сред на продуктивность целлюлозосинтезирующих бактерий (обзор) // Ползуновский вестник. 2014. N 3. С. 168-173.Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю., Золотухин В.Н., Сакович Г.В. Новые сырьевые источники целлюлозы для технической химии // Вестник Казанского технологического университета. 2011. N 7. С. 205-212.Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю., Золотухин В.Н., Сакович Г.В. Новые сырьевые источники целлюлозы для технической химии // Вестник Казанского технологического университета. 2011. N 7. С. 205-212.Cкиба Е.А. Методика определения биологической доброкачественности гидролизатов из целлюлозосодержащего сырья с помощью штамма Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-1693 // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. N 1 (16). С. 34-44.Cкиба Е.А. Методика определения биологической доброкачественности гидролизатов из целлюлозосодержащего сырья с помощью штамма Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-1693 // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. N 1 (16). С. 34-44.Скиба Е.А., Будаева В.В., Макарова Е.И., Павлов И.Н., Золотухин В.Н., Сакович Г.В. Ферментативный гидролиз целлюлоз плодовых оболочек овса // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16, N 20. С. 195-198.Скиба Е.А., Будаева В.В., Макарова Е.И., Павлов И.Н., Золотухин В.Н., Сакович Г.В. Ферментативный гидролиз целлюлоз плодовых оболочек овса // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16, N 20. С. 195-198.Гладышева Е.К. Скиба Е.А. Биосинтез бактериальной целлюлозы культурой Мedusomyces gisevii // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. N 3 (65). С. 149-156.Гладышева Е.К. Скиба Е.А. Биосинтез бактериальной целлюлозы культурой Мedusomyces gisevii // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. N 3 (65). С. 149-156.Юркевич Д.И., Кутышенко В.П. Медузомицет (Чайный гриб): научная история, состав, особенности физиологии и метаболизма // Биофизика. 2002. N 6. С. 1116-1129.Юркевич Д.И., Кутышенко В.П. Медузомицет (Чайный гриб): научная история, состав, особенности физиологии и метаболизма // Биофизика. 2002. N 6. С. 1116-1129.Варфаломеев С.Д, Гуревич К.Г. Биокинетика: практический курс. М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999. 720 с.Варфаломеев С.Д, Гуревич К.Г. Биокинетика: практический курс. М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999. 720 с.Goh W.N., Rosma A., Kaur B., Fazilah A., Karim A.A., Rajeev B. Fermentation of black tea broth (Kombucha): I. Effects of sucrose concentration and fermentation time on the yield of microbial cellulose // International Food Research Journal. 2012. N 19 (1). P. 109-117.Goh W.N., Rosma A., Kaur B., Fazilah A., Karim A.A., Rajeev B. Fermentation of black tea broth (Kombucha): I. Effects of sucrose concentration and fermentation time on the yield of microbial cellulose // International Food Research Journal. 2012. N 19 (1). P. 109-117.Гладышева Е.К. Изучение биосинтеза бактериальной целлюлозы культурой Мedusomyces gisevii J. Lindau на средах с различной начальной концентрацией глюкозы // Фундаментальные исследования. 2015. N 2-1. С. 13-17.Гладышева Е.К. Изучение биосинтеза бактериальной целлюлозы культурой Мedusomyces gisevii J. Lindau на средах с различной начальной концентрацией глюкозы // Фундаментальные исследования. 2015. N 2-1. С. 13-17.Yang X.-Y., Huang C., Guo H.-J., Xiong L., Li Y.-Y., Zhang H.-R., Chen X.-D. Bioconversion of elephant grass (Pennisetum purpureum) acid hydrolysate to bacterial cellulose by Gluconacetobacter xylinus // Journal of Applied Microbiology. 2013. V. 115, N 4. P. 995-1002. DOI: 10.1111/jam.12255Yang X.-Y., Huang C., Guo H.-J., Xiong L., Li Y.-Y., Zhang H.-R., Chen X.-D. Bioconversion of elephant grass (Pennisetum purpureum) acid hydrolysate to bacterial cellulose by Gluconacetobacter xylinus // Journal of Applied Microbiology. 2013. V. 115, N 4. P. 995-1002. DOI: 10.1111/jam.12255Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. Технология спирта. М.: Колос, 1999. 464 с.Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. Технология спирта. М.: Колос, 1999. 464 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.