Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
117 результатів
Результати пошуку
Документ Асоційовані з рослинами бактерії як продуценти поверхнево-активних речовин(2024) Пирог, Тетяна Павлівна; П’ятецька, Дар'я ВолодимирівнаВ останнє десятиліття почали зʼявлятися повідомлення про застосування поверхнево-активних речовин (ПАР) мікробного походження в сільському господарстві для контролю чисельності фітопатогенних мікроорганізмів. Оскільки ПАР здатні пригнічувати фітопатогенні бактерії та гриби, то не дивно, що здатність до синтезу цих метаболітів притаманна багатьом асоційованим з рослинами бактеріям. Так, ризосферні та ендофітні бактерії здатні синтезувати поверхнево-активні рамноліпіди та ліпопептиди, причому рівень синтезу рамноліпідів ризосферними бактеріями є вищим, ніж ліпопептидів (1,4—21,8 і 0,5—3,8 г/л відповідно). ПАР-синтезувальна здатність деяких асоційованих з рослинами бактерій є порівняною з такою для відомих з літератури традиційних продуцентів ліпопептидів. Ізольований з рису штам Bacillus velezensis XT1 CECT 8661 синтезує 10 г/л, виділений з ризосфери Bacillus altitudinis MS16 — 3,8 г/л ліпопептидів. Ризосферні та ендофітні бактерії синтезують ПАР, яким притаманна помірна антимікробна щодо фітопатогених бактерій і грибів активність: мінімальні інгібуючі концентрації становлять від 30 до 20000 мкг/мл, зони затримки росту — 5—15 мм. Антифунгальна активність ПАР, синтезованих асоційованими з рослинами бактерій, зумовлена наявністю у складі комплексу фенгіцину — ліпопетиду з довшим ацильним ланцюгом (С16—С18), який є гідрофобнішими і може легше проникати через клітинні стінки грибів і дріжджів. Загалом на теперішній час асоційовані з рослинами бактерії не є перспективними потенційними промисловими продуцентами рамноліпідів і ліпопептидів через відносно невисокий рівень синтезу ПАР. Водночас наявний арсенал фізіологічних, а також генетичних підходів є ефективним інструментарієм для підвищення ПАР-синтезувальної здатності ризобактерій та їх антимікробної активностіДокумент Вплив екзометаболітів Nocardia vaccinii ІМВ В-7405, Acinetobacter calcoaceticus IМВ В-7241 і Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017 на врожайність томатів, перців та ячменю(2023) П’ятецька, Дар'я Володимирівна; Пирог, Тетяна ПавлівнаОстанніми роками збільшується інтерес до інтегрованих мікробних технологій, які дають змогу отримати кілька практично важливих метаболітів в одному технологічному процесі. Раніше було встановлено, що Nocardia vacсinii ІМВ В-7405, Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241 та Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017 синтезують на різних субстратах (у тому числі й промислових відходах) поверхнево-активні речовини з антимікробною щодо фітопатогенних бактерій активністю і комплекс фітогормонів стимулювальної дії. У цьому дослідженні встановлено, що обробка томатів, перцю та ячменю супернатантом і фітогормональними екстрактами N. vacсinii ІМВ В-7405, A. calcoaceticus ІМВ В-7241 і R. erythropolis ІМВ Ас-5017 супроводжувалася стимуляцією росту та розвитку рослин. У разі обробки насіння ячменю розведеними у 30 разів супернатантами культуральної рідини штамів ІМВ В-7405, ІМВ В-7241 і ІМВ Ас-5017 врожай збільшувався на 59, 69 та 83% відповідно порівняно з обробкою насіння водою. Після обробки кореневої системи розсади томатів фітогормональними екстрактами N. vacсinii ІМВ В-7405 (розведення 1:10000), A. calcoaceticus ІМВ В-7241 (розведення 1:3000) і R. erythropolis ІМВ Ас-5017 (розведення 1:1000) спостерігали збільшення сумарної ваги плодів на 70, 145 і 77% відповідно порівняно з обробкою водою. За обробки кореневої системи розсади перцю розчинами фітогормональних екстрактів аналогічної концентрації загальна маса плодів була на 12—77% вищою, ніж після обробки водою. Позитивний вплив на врожайність сільськогосподарських рослин позаклітинних метаболітів, синтезованих N. vacсinii ІМВ В-7405, A. calcoaceticus ІМВ В-7241 та R. erythropolis ІМВ Ас-5017, є основою для створення інтегрованої технології одержання мікробних препаратів з ріст-стимулювальною та антимікробною щодо фітопатогенів активністю з метою застосування в рослинництвіДокумент Вплив інактивованих клітин конкурентних мікроорганізмів на біологічну активність поверхнево-активних речовин Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017(2022) Пирог, Тетяна Павлівна; Ключка, Ігор Вікторович; Ключка (Никитюк), Лілія ВікторівнаОдним із шляхів підвищення антимікробної активності продуктів мікробного синтезу є внесення у середовище вирощування продуцента конкурентних мікроорганізмів (біологічних індукторів). Так, за наявності живих клітин Escherichia coli ІЕМ-1 або Bacillus subtilis БТ-2 у середовищі культивування R. erythropolis ІМВ Ас-5017 синтезувалися ПАР, що характеризувалися вищою у кілька разів антибактеріальною та антифунгальною активністю, ніж утворювані у середовищі без індукторів. Літературні дані свідчать про те, що підвищення синтезу та/або антимікробної активності метаболітів можна досягти використанням як індукторів інактивованих клітин конкурентних мікроорганізмів, що, у свою чергу, суттєво полегшує організацію виробництва цільових продуктів. Встановлено, що ПАР, синтезовані R. erythropolis ІМВ Ас-5017 за внесення у середовище культивування інактивованих клітин E. coli ІЕМ-1 або B. subtilis БТ-2, характеризувалися вищою антимікробною та антиадгезивною активністю, ніж поверхнево-активні речовини, утворені на середовищі без індукторів. Мінімальні інгібуючі концентрації щодо бактеріальних тест-культур (E. coli ІЕМ-1, B. subtilis БТ-2, Staphylococus aureus БМС-1) ПАР, синтезовані за наявності конкурентних бактерій, становили 3—6 мкг/мл і були в 8—32 рази нижчими, ніж поверхнево-активних речовин, утворених під час вирощування штаму ІМВ Ас-5017 у середовищі без E. coli ІЕМ-1 і B. subtilis БТ-2. Внесення бактерій-індукторів у середовище культивування R. erythropolis ІМВ Ac-5017 супроводжувалося утворенням ПАР, після обробки якими адгезія клітин тест-культур на абіотичних поверхнях була в середньому на 10—30% нижчою, а ступінь руйнування біоплівок на 10—30% вищим порівняно з використанням поверхнево-активних речовин, одержаних за відсутності індукторів. Одержані дані свідчать про можливість регуляції біологічної активності поверхнево-активних речовин R. erythropolis IМВ Ac-5017 внесенням у середовище культивування продуцента інактивованих клітин E. coli ІЕМ-1 і B. subtilis БТ-2. Важливо, що за таких умов культивування антимікробна та антиадгезивна активність поверхнево-активних речовин бактерій роду Rhodococcus підвищується до рівня відомих у світі аміно- та гліколіпідів.Документ Післяврожайна обробка фруктів і овочів для подовження терміну їх зберігання(2021) Пирог, Тетяна Павлівна; Зварич, Анна ОлегівнаНині активно досліджуються такі біологічні методи післяврожайної обробки плодів та овочів, як використання ефірних олій, природного полісахариду хітозану, метил-жасмоніату, мікроорганізмів-антагоністів і поверхнево-активних речовин (ПАР) мікробного походження. Серед мікробних поверхнево-активних речовин до використання у харчовій промисловості дозволені рамноліпіди. Як мікроорганізми-антагоністи найчастіше використовують бактерії роду Bacillus, оскільки вони належать до асоційованих з рослинами бактерій, здатних стимулювати їх ріст або безпосередньо або опосередковано за рахунок синтезу широкого спектра біологічно активних сполук. Натепер відомо більше десяти комерційних препаратів (Biosave, Avogreen, Serenade, Pantovital, Aspire, Boni Protect тощо) на основі бактеріальних і дріжджових антагоністів. Перспективним для обробки плодів та овочів з метою подовження терміну їх зберігання є використання комбінованих біологічних методів, зокрема, поверхнево-активних речовин з мікроорганізмами-антагоністами, хітозану з ефірними оліями та метил-жасмоніатом. У статті наведено результати власних досліджень обробки овочів і фруктів розчинами ПАР Nocardia vaccinii ІMВ B-7405, Аcinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241 та Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017, в результаті якої спостерігали зниження чисельності бактерій і грибів на їх поверхні у 6—20 і 8—50 разів відповідно порівняно з кількістю на поверхні митих водою плодів. ПАР N. vaccinii ІMВ B-7405, R. erythropolis IMB Ac-5017 і A. calcoaceticus IMВ B-7241 мають такі переваги порівняно з описаними в літературі: проявляють високу антимікробну активність за значно нижчих концентрацій (0,01—0,5 г/л) і у вигляді супернатанту, що дає змогу виключити з технологічного процесу дорогу стадію виділення й очищення цільового продукту. Крім того, ПАР-вмісні супернатанти характеризуються високою ефективністю в разі їх повторного використання.Документ Мікробні технології співсинтезу кількох цільових продуктів(2021) Пирог, Тетяна Павлівна; Гук, Євген ІгоровичОстаннім часом усе більшої популярності серед науковців біотехнологічного напрямку набувають так звані інтегровані мікробні технології, привабливість яких зумовлена можливістю отримувати в результаті реалізації одного технологічного процесу кілька практично цінних метаболітів, що суттєво знижує вартість цільових продуктів і збільшує їх конкурентоспроможність на ринку, а також підвищує ефективність процесу біосинтезу. На сьогодні особливо активно досліджується здатність мікроорганізмів синтезувати супутні продукти спільно з полігідроксиалканоатами — внутрішньоклітинними запасними полімерними речовинами, які слугують основою для біодеградабельного пластику, але наразі потребують високих витрат на виробництво і, відповідно, програють конкуренцію вуглеводневому пластику. Не менш перспективними інтегровані мікробні технології виглядають і в контексті охорони довкілля, адже за умови накопичення цільових метаболітів і всередині клітин, і в культуральній рідині (ендо- та екзометаболіти) можливе виробництво з мінімальною кількістю утворюваних відходів. Крім того, реалізація таких технологій дає змогу утилізувати неїстівні рослинні відходи з високим вмістом целюлози та ксилози (такі, як жом цукрової тростини, рисова солома, кукурудзяні стебла тощо), використовуючи їх як дешевий і доступний ростовий субстрат для мікроорганізму-продуцента. У статті проаналізовано сучасні літературні дані щодо одночасного синтезу мікроорганізмами полігідроксиалканоатів з пігментами каротиноїдами та віолацеїном, екзополісахаридами, осмолітом ектоїном, ксилонатом, поверхнево-активними рамноліпідами; співсинтезу органічних кислот і спиртів (етанол, 2,3-бутандіол, 1,2,4-бутантріол, ксилітол, молочна та бурштинова кислота); інтегрованих технологій одержання непротеїногенних амінокислот (5-аміно-левулинова, S-аденозил-L-метіонін, 5-аміно-валеріанова, γ-аміномасляна) з полігідроксибутиратом, L-ізолейцином, глутатіоном, δ-валеролактамом, нізином. Важливо, що одночасний біосинтез кількох цільових продуктів дає змогу розширити сфери практичного застосування комплексу мікробних продуктів з різними властивостями.Документ Синтез мікробних екзополісахаридів на нетрадиційних субстратах(2021) Пирог, Тетяна Павлівна; Ярош, Марина Борисівна; Вороненко, Андрій АнатолійовичМікробні екзополісахариди (ЕПС) — високомолекулярні екзогенні продукти метаболізму мікроорганізмів вуглеводної природи завдяки здатності до гелеутворення, емульгування, флокулювання, суспендування і змінення реологічних характеристик водних систем широко використовуються у різноманітних галузях промисловості (харчовій, хімічній, нафтовидобувній тощо). Проте суттєвим недоліком технологій мікробних екзополісахаридів є те, що для їх синтезу використовують дорогу вуглеводну сировину (сахарозу, глюкозу, крохмаль тощо). У літературі обмеженою залишається інформація про альтернативну заміну вуглеводів для одержання ЕПС на нетрадиційні субстрати, які є дешевими та доступними у великій кількості. Такими перспективними субстратами для біосинтезу мікробних полісахаридів є відходи виробництва біодизелю, відходи агропромислового комплексу (екстракти та гідролізати панцирів креветок, рисових висівок, сироп зіпсованих фініків, відходи переробки томатів, гідролізати та подрібнені шкірки фруктів, куряче пір’я, картопляне лушпиння, стічні води після виробництва вина), а також гідролізати побутових відходів. Найвища концентрація ЕПС (25—50 г/л), яка є порівняною з синтезувальною здатністю промислових продуцентів мікробних полісахаридів, досягається під час культивування продуцентів на гліцерині та відходах виробництва біодизелю, гідролізатах побутових відходів, фруктових шкірок, курячого пірʼя. Зазначимо, що натепер відомості про використання промислових відходів для біосинтезу мікробних ЕПС все ще обмежені. Піонерськими в цьому плані є результати наших власних досліджень про синтез полісахариду етаполану (концентрація ЕПС 14—16 г/л) на змішаній після смаження будь-яких продуктів олії різної якості. Реалізація такої технології не тільки знижує собівартість цільового продукту, а й дає змогу утилізувати наявні у великій кількості токсичні олієвмісні відходи, викиди яких в Україні не регламентуються. Microbial exopolysaccharides (EPS) are exogenous products of microorganisms metabolism of carbohydrate nature with high molecular weight which due to their ability to gelation, emulsification, suspension, flocculation and change the rheological characteristics of water systems are widely used in various industries (food, chemical, oil, etc.). However, a significant disadvantage of microbial exopolysaccharide technologies is using expensive carbohydrate substrates (sucrose, glucose, starch, etc.). There is limited information in the literature on alternative substitution of carbohydrates for EPS production with unconventional substrates that are cheap and available in large quantities. Such promising substrates for the biosynthesis of microbial polysaccharides are waste of biodiesel production, waste of the agro-industrial complex (extracts and hydrolysates of shrimp shells, rice bran, low-quality fig syrup, tomato processing waste, hydrolysates and crushed fruit skins, chicken feathers, potato peel waste, waste waters from wine industry), as well as hydrolysates of kitchen waste. The highest concentration of EPS (25—50 g/l), which is comparable to the synthesizing ability of industrial producers of microbial polysaccharides, is achieved by cultivating producers on glycerol and waste of biodiesel production, hydrolyzates of kitchen waste, fruit skins, chicken feathers. It should be noted that at present there are still few data on the using industrial waste for the biosynthesis of microbial EPS. Pioneering in this regard are the results of own research on the synthesis of ethapolan polysaccharide (EPS concentration 14— 16 g/l) on mixed oil of different quality after frying any products. The implementation of this technology not only reduces the cost of the final product, but also allows to utilize of large quantities of toxic oil-containing waste, the emissions of which are not regulated in Ukraine.Документ Антимікробна активність поверхнево-активних речовин Аcinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, синтезованих за наявності біологічних індукторів(2021) Пирог, Тетяна Павлівна; Іванов, Микита Сергійович; Ярова, Ганна АнатоліївнаУ статті досліджено антимікробну активність ПАР A. calcoaceticus ІMВ B-7241, синтезованих за наявності біологічних індукторів у середовищі з гліцерином різного ступеня очищення. Як індуктори використовували живі та інактивовані автоклавуванням клітини Bacillus subtilis БТ-2, а також супернатант після вирощування штаму БТ-2, які вносили у кількості 2,5—10% (об’ємна частка) у середовище з очищеним гліцерином і відходами виробниwтва біодизелю на початку процесу культивування A. calcoaceticus ІMВ B-7241. Антимікробну активність ПАР щодо бактеріальних і дріжджових культур визначали за показником мінімальної інгібуючої концентрацій (МІК). Встановлено, що найефективнішими з використовуваних індукторів виявилися живі клітини B. subtilis БТ-2: внесення їх у середовище з обома субстратами супроводжувалося синтезом ПАР, мінімальні інгібуючі концентрації яких щодо досліджуваних бактеріальних тест-культур (Bacillus subtilis БТ-2, Staphylococcus aureus БМС-1, Proteus vulgaris ПА-12, Enterobacter cloacae С-8) і дріжджів (Candida albicans Д-6, Candida tropicalis PE-2) були в 2,5—23 рази нижчими, ніж встановлені для поверхнево-активних речовин, утворених на середовищі без цього індуктора. Використання як індуктора інактивованих клітин B. subtilis БТ-2 дало змогу підвищити антимікробну активність ПАР щодо бактерій і дріжджів у 2—8 разів, за наявності супернатанту B. subtilis БТ-2 синтезувалися ПАР, антимікробна активність яких щодо бактерій була всього вдвічі вищою, ніж поверхнево-активних речовин, одержаних без індуктора. Ці дані можуть свідчити про те, що індукуючий фактор пов’язаний з клітинами, а індукція потребує як хімічної, так і біологічної взаємодії між продуцентом ПАР та конкурентним мікроорганізмом. Отже, в результаті проведеного дослідження встановлено можливість регуляції антимікробної активності поверхнево-активних речовин A. calcoaceticus ІMВ B-7241 внесенням у середовище культивування продуцента клітин конкурентних бактерій B. subtilis БТ-2. Важливо, що за таких умов культивування суттєво підвищувалася антимікробна активність поверхнево-активних речовин, синтезованих на токсичних промислових відходах виробництва біодизелю. The aim of this work was to study the antimicrobial activity of A. calcoaceticus IMV B-7241 surfactants synthesized in the presence of biological inducers in medium with glycerol of various purification levels. Live Bacillus subtilis BT-2 cells and cells inactivated by autoclaving were used as inductors, as well as the supernatant after growing the BT-2 strain. Inductors were introduced in amount of 2.5—10% (v/v) into a medium with purified glycerol and waste of biodiesel production in the beginning of A. calcoaceticus IMV B-7241cultivation. The antimicrobial activity of surfactants against bacterial and yeast cultures was determined by the indicator of the minimum inhibitory concentration. It was found that the most effective inducers were living cells of B. subtilis BT-2: their introduction into the medium with both substrates was accompanied by the synthesis of surfactants, the minimum inhibitory concentrations of which in relation to the studied bacterial test cultures (Bacillus subtilis BT-2, Staphylococcus aureus BMS-1, Proteus vulgaris PA-12, Enterobacter cloacae С-8) and yeast (Candida albicans D-6, Candida tropicalis PE-2) were 2.5—23 times lower than those established for surfactants formed in a medium without this inducer. The use of inactivated B. subtilis BT-2 cells as an inducer allowed to increase the antimicrobial activity of surfactants in relation to bacteria and yeast by 2—8 times, in the presence of B. subtilis BT-2 supernatant surfactants were synthesized, the antimicrobial activity of which in relation to bacteria was only twice high as surfactants obtained without an inductor. This data may indicate that the inducing factor is associated with cells, and induction requires both chemical and biological interaction between the surfactant producer and a competitive microorganism. So, as a result of the work, the possibility of regulating the antimicrobial activity of A. calcoaceticus IMV B-7241 surfactants was established when the competitive bacteria B. subtilis BT-2 is added to the culture medium. It is important that under such cultivation conditions, the antimicrobial activity of surfactants synthesized on toxic industrial waste of biodiesel production were significantly increased.Документ Вплив біологічних індукторів на антиадгезивну активність поверхнево-активних речовин Аcinetobacter calcoaceticus IMV B-7241(2022) Пирог, Тетяна Павлівна; Іванов, Микита СергійовичУ статті досліджено антиадгезивну активність ПАР, синтезованих A. сalcoaceticus ІMВ B-7241 за наявності B. subtilis БТ-2 у середовищі з очищеним гліцерином та відходами виробництва біодизелю. Вирощування A. calcoaceticus ІMВ B-7241 здійснювали у рідкому мінеральному середовищі з очищеним гліцерином та відходами виробництва біодизелю (об’ємною часткою 3 і 5% відповідно). Живі та інактивовані автоклавуванням клітини B. subtilis БТ-2, а також супернатант після вирощування штаму БТ-2 використовували як індуктори та вносили в середовище на початку процесу культивування A. calcoaceticus ІMВ B-7241 у концентрації 2,5—10% (об’ємна частка). Позаклітинні поверхнево-активні речовини виділяли з супернатанту культуральної рідини сумішшю Фолча. Вплив розчинів поверхнево-активних речовин на адгезію бактеріальних і дріжджових тест-культур до сталі та лінолеуму визначали спектрофотометричним методом. Встановлено, що внесення живих, інактивованих клітин B. subtilis БТ-2 або супернатанту в середовище культивування A. calcoaceticus ІMВ B-7241 з гліцерином різного ступеня очищення супроводжувалося синтезом поверхнево-активних речовин, які характеризувалися вищою антиадгезивною активністю, ніж препарати, утворені в середовищі без індукторів. Адгезія клітин бактеріальних тест-культур (Bacillus subtilis БТ-2, Staphylococcus aureus БМС-1, Proteus vulgaris ПА-12, Enterobacter cloacae С-8) і дріжджів (Candida albicans Д-6, Candida tropicalis PE-2) на абіотичних матеріалах, оброблених розчинами поверхнево-активних речовин (12—96 мкг/мл), синтезованих за наявності біологічних індукторів, була в 1,1—5,9 раза нижчою порівняно з використанням препаратів, одержаних за відсутності індукторів. Супернатант після вирощування B. subtilis БТ-2 виявився менш ефективним індуктором, ніж живі чи інактивовані клітини штаму ВТ-2. У результаті проведеної роботи встановлено можливість підвищення антиадгезивної активності поверхнево-активних речовин А. calcoaceticus ІМВ В-7241 внесенням у середовище культивування як з очищеним гліцерином, так і відходами виробництва біодизелю конкурентних бактерій B. subtilis БТ-2 у вигляді живих, інактивованих клітин або супернатанту. Крім того, одержані результати вказують, що заміна очищеного гліцерину в середовищі культивування A. calcoaceticus ІМВ В-7241 на відходи виробництва біодизелю дає змогу, по-перше, підвищити рентабельність виробництва біодизелю, по-друге, утилізувати токсичні відходи, по-третє, одержати поверхнево-активні речовини з високою антиадгезивною активністю. The aim of the work was to study the anti-adhesive activity of surfactants synthesized by A. calcoaceticus IMV B-7241 in the presence of B. subtilis BT-2 in medium with purified glycerol and waste of biodiesel production (crude glycerol). Cultivation of A. calcoaceticus IMV B-7241 was carried out in a liquid mineral medium with purified glycerol and crude glycerol (3 and 5% v/v, respectively). Alive and inactivated (autoclaved) B. subtilis BT-2 cells, as well as the supernatant after cultivation of the BT-2 strain, were used as inductors and introduced into the medium at the beginning of A.calcoaceticus IMV B-7241 cultivation at a concentration of 2.5—10% (v/v). Surfactants were extracted from the supernatant of the culture liquid with a modified mixture of Folch. The number of adhered cells of bacterial and yeast test cultures to steel and linoleum in the presence of surfactants was determined by spectrophotometric method. It was established that the introduction of alive, inactivated B. subtilis BT-2 cells or the supernatant into the culture medium of A. calcoaceticus IMV B-7241 with glycerol of various degrees of purification was accompanied by the synthesis of surfactants, which were characterized by higher anti-adhesive activity than surfactants formed in medium without inductors. Adhesion of cells of bacterial test cultures (Bacillus subtilis BT-2, Staphylococcus aureus BMS-1, Proteus vulgaris PA-12, Enterobacter cloacae C-8) and yeast (Candida albicans D-6, Candida tropicalis PE-2) on abiotic materials, treated with preparations of surfacetants (12—96 μg/ml), synthesized in the presence of biological inductors, was 1.1—5.9 times lower compared to using surfactants formed in medium without inductors. The supernatant after cultivation of B. subtilis BT-2 proved to be less effective inductor than alive or inactivated cells of the BT-2 strain. As a result of this work, the possibility of increasing the antiadhesive activity of A. calcoaceticus IMV B-7241 surfactants by introducing competitive bacteria B. subtilis BT-2 in the form of alive, inactivated cells or supernatant into the cultivation medium with both purified and crude glycerol was established. In addition, results indicate that the replacement of purified glycerol in the culture medium of A. calcoaceticus IMV B-7241 with crude glycerol allows, firstly, to increase the cost-efficiency of biodiesel production, secondly, to utilize toxic waste, thirdly, to receive surfactants with high anti-adhesive activity.Документ Шляхи підвищення ефективності технологій синтезу мікробних екзополісахаридів. Частина 1. Встановлення оптимальних умов біосинтезу(2023) Пирог, Тетяна Павлівна; Вороненко, Андрій АнатолійовичПроведення експериментів, в яких одночасно здійснюється варіювання лише однією змінною, є найбільш простим способом встановлення умов культивування продуцента, максимально наближених до оптимальних. Зазвичай, у таких дослідженнях проводиться послідовне визначення природи та концентрації джерела вуглецю й азоту, рН, температури, тривалості культивування, а також способу підготовки посівного матеріалу. Такі однофакторні дослідження залишаються ефективним інструментом для первинного визначення найбільш критичних факторів, які спричиняють найбільший вплив на процес біосинтезу і потребують додаткової оптимізації. Подальша оптимізація умов культивування продуцента з використанням багатофакторних досліджень передбачає використання різних методів математичного планування експериментів, одним з яких є дизайн Плакета-Бурмана, що дає змогу визначити рівень впливу на процес великої кількості змінних при проведенні меншої кількості експериментів. Для комбінованого аналізу факторів, які спричиняють найбільший вплив на процес біосинтезу екзополісахаридів, зазвичай, використовують інші комплексні математичні моделі, зокрема метод Бокса-Вілсона, центральний композиційний план або дизайн Бокса-Бенкена. Суттєва перевага дизайну Бокса-Бенкена полягає в тому, що він не містить комбінацій, для яких усі фактори одночасно перебувають на найвищому або найнижчому рівні. Проаналізовані літературні дані останніх років щодо шляхів підвищення ефективності технологій мікробних ЕПС засвідчили необхідність застосування комплексного підходу для вирішення цього завдання. Так, на першому етапі необхідним є встановлення оптимального складу поживного середовища. При цьому найбільш сучасним підходом є проведення багатофакторних досліджень з використанням комплексних математичних моделей, які враховують взаємозв’язок різних досліджуваних факторів і дають змогу більш точно встановити оптимальні умови процесу культивування, що забезпечують підвищення концентрації мікробних екзополісахаридів у 2—10 разів порівняно з такою до оптимізації. Conducting experiments in which only one factor is varied is the easiest way to establish the optimal conditions of producer cultivation. Usually, in such studies, a consistent determination of the nature and concentration of the carbon and nitrogen source, pH, temperature, duration of cultivation, as well as the method of inoculum preparation is carried out. Such single-factor studies remain an effective tool for the initial determination of the most critical factors which cause the greatest impact on the biosynthesis process and require additional optimization. Further optimization of producer cultivation conditions using multivariate studies involves the use of various methods of mathematical planning of experiments, one of which is the Plackett- Burman design, which allows determining the level of influence on the process of a large number of variables while conducting a smaller number of experiments. For the combined analysis of factors which have the greatest influence on the process of exopolysaccharides biosynthesis, other more complex mathematical models are usually used, in particular, the Box-Wilson method, the central composite design, or the Box-Behnken design. A significant advantage of the Box-Behnken design is that it does not contain combinations for which all factors are at the highest or lowest levels at the same time. The analyzed literature data of recent years regarding ways to increase the efficiency of microbial exopolysaccharides technologies proved the need to use an integrated approach to solve this problem. So, at the first stage, it is necessary to establish the optimal composition of the nutrient medium. At the same time, the most modern approach is to conduct multifactorial studies using complex mathematical models, which take into account the interrelationship of various studied factors and make it possible to more accurately establish the optimal conditions of the cultivation process, which ensure increasing the concentration of microbial exopolysaccharides by 2—10 times compared to that before optimization.Документ Шляхи підвищення ефективності технологій синтезу мікробних екзополісахаридів. Частина 2. Вдосконалення штамів-продуцентів методами метаболічної та генетичної інженерії(2023) Пирог, Тетяна Павлівна; Вороненко, Андрій АнатолійовичУпродовж останніх десятиліть для підвищення показників синтезу, а також регуляції складу та функціональних характеристик мікробних екзополісахаридів використовуються методи метаболічної та генетичної інженерії. Прийоми метаболічної інженерії застосовуються для проведення аналізу метаболічних шляхів продуцента, визначення потенційних лімітуючих реакцій («вузьких» місць метаболізму) та їх впливу на синтез цільового продукту з подальшим використання інструментарію генетичної інженерії для усунення цих обмежень. Однією зі стратегій підвищення показників синтезу є спрямування метаболізму на біосинтез цільового продукту за рахунок усунення конкуруючих метаболічних шляхів. Доволі часто «вузьким місцем» біосинтезу полісахаридів є недостатній рівень нуклеозиддифосфатсахаридів, тому ще один підхід до інтенсифікації біосинтезу полягає в підвищенні у клітинах продуцента пулу нуклеозиддифосфат-похідних. Підвищення рівня експресії ключових генів біосинтезу полісахаридів дає змогу підвищити показники синтезу в кілька разів. Застосування методів генетичної інженерії надає можливість також конструювати продуценти з повним циклом синтезу невластивих їм практично цінних біополімерів. Проаналізовані літературні дані щодо вдосконалення продуцентів мікробних полісахаридів методами метаболічної та генетичної інженерії свідчать про те, що показники синтезу цільового продукту рекомбінантними мікроорганізмами в 2—20 разів вищі, ніж вихідні штами. Крім того, рекомбінантні продуценти здатні синтезувати полісахариди різного складу і молекулярної маси, що дає змогу регулювати їхні реологічні властивості залежно від галузі практичного застосування.