Подбор параметров получения бактериальной наноцеллюлозы из биомассы быстрорастущих малоценных культур растений
Selection of parameters for obtaining bacterial nanocellulose from biomass of fast-growing low-value plant crops

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

бактериальная наноцеллюлоза, биопленки, микробная конверсия, растительные отходы, параметры культивирования, bacterial nanocellulose, biofilms, microbial conversion, plant waste, cultivation parameters

АННОТАЦИЯ

Авторы: Бабич Ольга Олеговна, Калашникова Ольга Борисовна, Кремлёва Ольга Евгеньевна, Кригер Ольга Владимировна, Сухих Станислав Алексеевич

Бактериальная наноцеллюлоза представляет собой уникальный возобновляемый природный наноматериал, характеризующийся привлекательными свойствами для использования в различных областях промышленности. Для удешевления производства бактериальной наноцеллюлозы в последние годы в качестве субстрата применяют малоценные недревесные растения и растительные отходы. В работе представлены результаты изучения биотехнологического потенциала травянистых растений мискантуса гигантского и рапса, а также результаты подбора рациональных условий получения пленок бактериальной наноцеллюлозы. Обнаружено, что наиболее эффективному гелеобразованию бактериальной наноцеллюлозы способствует перемешивание на скорости 100 RPM. Так, оптимальными параметрами ферментации являются: продолжительность 16 суток, значение активной кислотности (рН) – 3,5, температура среды – 30 °С и аэробность среды. На основании исследований микроорганизмов был подобран консорциум микроорганизмов для синтеза бактериальной наноцеллюлозы: Aspergillus niger F-1270, Kluyveromyces marxianus Y-2039, Saccharomyces cerevisiae Y-4246. Было обнаружено, что выбранные штаммы микроорганизмов обладают биосовместимостью. Также было показано содержание в образующихся в результате синтеза бактериальной наноцеллюлозы гидролизатах редуцирующих сахаров. Полученные результаты свидетельствуют о том, что отходы растений мискантуса гигантского и рапса могут быть использованы для производства пленок бактериальной наноцеллюлозы.

Abstract:

NAME: Selection of parameters for obtaining bacterial nanocellulose from biomass of fast-growing low-value plant crops
AUTOR: Babich Olga Olegovna, Kalashnikova Olga Borisovna, Kremleva Olga Evgenievna, Krieger Olga Vladimirovna, Sukhikh Stanislav Alekseevich

Bacterial nanocellulose is a unique renewable natural nanomaterial characterized by attractive properties for use in various industries. To reduce the cost of producing bacterial nanocellulose in recent years, low-value non-wood plants and plant waste are used as a substrate. The paper presents the results of studying the biotechnological potential of herbaceous plants of giant miscanthus and rapeseed, as well as the results of selecting rational conditions for obtaining films of bacterial nanocellulose. It has been found that the most efficient gelation of bacterial nanocellulose is facilitated by mixing at a rate of 100 RPM. Thus, the optimal fermentation parameters are: duration of 16 days, active acidity value (pH) – 3.5, medium temperature – 30 °C and aerobic medium. Based on studies of microorganisms, a consortium of microorganisms was selected for the synthesis of bacterial nanocellulose: Aspergillus niger F-1270, Kluyveromyces marxianus Y-2039, Saccharomyces cerevisiae Y-4246. The selected strains of microorganisms have been found to be biocompatible. Also, the content of reducing sugars in the resulting bacterial nanocellulose hydrolysates was shown. The findings suggest that waste from giant and rapeseed miscanthus plants can be used to produce bacterial nanocellulose films.