ВИКОРИСТАННЯ МУТАНТНИМ ШТАМОМ CLOSTRIDIUM ACETOBUTYLICUM ЛІГНОЦЕЛЮЛОЗНОЇ СИРОВИНИ ЯК СУБСТРАТА

О. О. Тігунова, С. М. Шульга

Анотація


Мета. Отримати мутантний штам з підвищеним накопиченням бутанола за допомогою хімічного мутагенезу (мутаген – N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідин) для культивування на заторі біомаси дротовидного проса. Методи. Для отримання мутантного штаму використовували метод індукованого мутагенезу. Для визначення продукції спиртів застосовували газову хроматографію. Результати. Оброблення культури C. acetobutylicum ІМВ В-7407 (IFBG C6H) за допомогою мутагену N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідину привело до загибелі 99 % клітин. Було отримано стійкий мутантний штам C. acetobutylicum IFBG C6H 5М, який продукував на 45 % більше бутанола на лігноцелюлозній сировині (біомаса дротовидного проса Panicum virgatum L) в порівнянні з вихідним штамом. Показано, що штам не змінював властивості до підвищеного синтезу бутанола протягом 10 пересівів. Штам C. acetobutylicum IFBG C6H 5М мав аналогічну до вихідного штаму морфологію, але набув здатності до використання трегалози та аскуліну як субстрату. Знайдено оптимальні параметри попередньої обробки сировини (ступінь подрібнення, концентрація у ензиматичному середовищі, температура та час розварювання) для культивування мутантного штаму. Показано, що оптимальна концентрація біомаси дротовидного проса у ензиматичному середовищі склала 60 г/л. Встановлено, що найбільша концентрація бутанола (2,6 г/л для мутантного, та 1,8 для вихідного штаму) накопичувалася у культуральній рідині за умови використання попередньо обробленої сировини (знаходження під тиском 2 атм. протягом 2 годин). Висновки. Використовуючи методи індукованого мутагенезу отримано перспективний штам, який в сукупності з оптимізацією параметрів культивування має підвищений вихід цільового продукту в порівнянні з вихідним штамом.


Ключові слова


лігноцелюлоза; бутанол; C. аcetobutylicum; біосинтез

Повний текст:

PDF

Посилання


Пирог Т.П. Біологічні основи мікробіологічного синтезу. – В кн.: Основи біотехнології. – К.:2010. –127 с.

Слюсаренко П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. Издательство третье переработанное и дополненое. – М. «Легкая и пищевая промышленность» – 1984. – 208 с.

Тигунова Е.А., Шульга С.М. Синтез бутанола штамом C. acetobutylicum на альтернативних субстратах // Материалы 7-го Международного конгресса «Биотехнология: состояние и переспективы развития», Москва, 19–22 марта 2013. – С. 272.

Федоренко В.О., Осташ Б.О., Гончар М.В., Ребець Ю.В. Великий практикум з генетики, генетичної інженерії та аналітичної біотехнології мікроорганізмів. – Львів, 2007. – С. 279.

Шульга С.М., Тігунова О.О, Блюм Я.Б. Лігноцелюлоза як альтернативна сировина для одержання біобутанола // Biotechnologia Acta. – 2013. – V. 6, N 2. – С. 9–21.

Шульга С.М., Тігунова О.О. Нові штами-продуценти біобутанола. І. Виділення та ідентифікація // Biotechnologia Acta. – 2013. – V. 6, N 1. – С. 97–104.

Шульга С.М., Тігунова О.О. Нові штами-продуценти біобутанола. ІІ. Ферментація лігноцелюлозної сировини // Biotechnologia Acta. – 2014. – V. 7, N 4. – С. 54–60.

Tigunova O., Shulga S., and Blume Y. Biobutanol as an Alternative Type of Fuel // Cytology and Genetics. – 2013. – V. 47, N 6. – P. 51–71.

Tigunova O., Shulga S. Obtaining of new butanol producers // Abst. 15th Eur. Congr. Biotechnol., Istambul, Turkey, 23-29 September 2012. – V. 29, Issue S. – P. S 43.

Annous B.A., Blaschek H.P. Isolation and characterization of Clostridium acetobutylicum mutants with enhanced amylolytic activity // Appl. and Env. Microb. – 1991. – V. 57, N 9. – P. 2544–2548

Blaschek H., Annous B., Formanek J., Chen C. K. Method of producing butanol using a mutant strain of Clostridium beijerinckii BA101. – 2002. – US patent 6,358,717.

Liu X.B., Gu Q.Y., Yu X.B.,Luo W. Enhancement of butanol tolerance and butanol yield in Clostridium acetobutylicum mutant NT642 obtained by nitrogen ion beam implantation. // J. Microbiol. – 2013, V. 50, I 6. – P. 1024–1028

Syed Q.-ul-A., Nadeem M., Nelofer R. Enhanced Butanol Production by Mutant Strains of Clostridium acetobutylicum in Molasses Medium // Turk J. Biochem. – 2008. – 33(1). – P. 25–30.

Yu X.B., Hu W. J., Wang Q., Gu Q. Y., Luo W., Li H. G. Acetone, butanol, and ethanol production from cane molasses using Clostridium beijerinckii mutant obtained by combined low-energy ion beam implantation and N-methyl-N-nitro-Nnitrosoguanidine induction // Bioresource Technol. – 2013. – 137. – P. 254–260.


Пристатейна бібліографія ГОСТ






DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2015.3(31).53656

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)