Исследование стимулирующего эффекта экзометаболитов микроводоросли chlorella vulgaris на примере молочнокислых бактерий bacillus coagulans

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследования стимулирующего действия экзометаболитов микроводоросли Chlorella vulgaris IPPAS C-2 — индольных соединений, культивируемых на модельном растворе сточных вод. В процессе очистки модельного раствора сточных вод микроводорослью Chlorella vulgaris получена биомасса микроводорослей с высоким содержанием липидов (до 50%), при этом остаточные концентрации поллютантов в растворе составили: катионы аммония — 1,5 мг/л, фосфат-анионы — 3,5 мг/л. Остаточная концентрация микроорганизмов в очищенном модельном образце сточных вод не превышает 0,3 млн КОЕ/мл. В растворе также обнаружены факторы роста индольной природы, которые являются внешними метаболитами микроводоросли. Для подтверждения стимулирующего действия накопленных метаболитов очищенные стоки использовались в микробиологическом синтезе молочной кислоты. Контрольным образцом выступала питательная среда на основе экстракта солодовых ростков. Концентрация глюкозы во всех образцах одинакова и составляет 140 г/л. В качестве тест-культуры использовался штамм молочнокислых бактерий Bacillus coagulans В-10468. Наибольшая концентрация молочнокислых бактерий (100 млн кл/мл) наблюдалась в образце, содержавшем метаболиты микроводорослей. Данная концентрация в 1,7 раза выше, чем в контрольном образце. В дальнейшем скорость роста клеток Bacillus coagulans замедлился, так как на 3-и сутки концентрация молочной кислоты достигла предельных значений 30–50 г/л, что способствовало ингибированию роста клеток бактерий. Использование стимулятора роста на основе очищенных сточных вод микроводорослями при культивировании бактерий вида Bacillus coagulans В-10468 увеличивает удельную скорость накопления биомассы бактерий (0,27 сут–1), что на 26% больше чем в контрольном образце; увеличивает выход молочной кислоты (120 г/л) на 25% по сравнению с традиционным стимулятором — солодовыми ростками. Получение молочной кислоты с использованием стимуляторов роста, полученных в результате очистки сточных вод микроводорослями, позволит сократить затраты на ее производство. Использование данного технологического решения предоставит возможность снизить себестоимость полимера полилактида, одного из основных материалов для аддитивных технологий.

Об авторах

Илья Владимирович Маркин

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilya.markin.92@bk.ru
SPIN-код: 6021-7645

кандидат технических наук

Россия, Анапа

Евгений Александрович Журбин

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: zhurbin-90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0867-3838
SPIN-код: 8426-1354
Scopus Author ID: 57198886746

кандидат медицинских наук

Россия, Анапа

Петр Кириллович Потапов

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: footballprospb@gmail.com
SPIN-код: 5979-4490

кандидат медицинских наук

Россия, Анапа

Елена Сергеевна Щелканова

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: shchelkanova_el@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0672-8820
SPIN-код: 8396-0602
Scopus Author ID: 35280517700

кандидат биологических наук

Россия, Анапа

Александр Николаевич Молодченко

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: era_8li@mail.ru

начальник лаборатории

Россия, Анапа

Никита Ильич Степаненко

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: ni-stepanenko@yandex.ru

старший оператор

Россия, Анапа

Список литературы

  1. Wang X., Jiang M., Zhou Z., et al. 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. Composites Part B: Engineering. 2017;110:442–458. doi: 10.1016/j.compositesb.2016.11.034
  2. Rose L. On the degradation of porous stainless steel in low and intermediate temperature solid oxide fuel cell support materials [dissertation]. Vancouver: University of British Columbia, 2011. 307 p. doi: 10.14288/1.0071732
  3. Galante R., Figueiredo-Pina C., Serro A. Additive manufacturing of ceramics for dental applications: A review. Dental Materials. 2019. Vol. 35, No. 6. P. 825–846. doi: 10.1016/j.dental.2019.02.026
  4. Ma K., Hu G., Pan L., et al. Highly efficient production of optically pure l-lactic acid from corn stover hydrolysate by thermophilic Bacillus coagulans. Bioresourсe Technology. 2016. Vol. 219. P. 114–122. doi: 10.1016/j.biortech.2016.07.100
  5. Zhou J., Ouyang J., Xu Q., et al. Cost-effective simultaneous saccharification and fermentation of l-lactic acid from bagasse sulfite pulp by Bacillus coagulans CC17. Bioresourсe Technology. 2016. Vol. 222. P. 431–438. doi: 10.1016/j.biortech.2016.09.119
  6. Беспоместных К.В., Галстян А.Г., Короткая Е.В. Исследование биохимических и морфологических свойств штаммов бактерий рода Lactobacillus // Техника и технология пищевых производств. 2011. Т. 3, № 2. С. 94–98.
  7. Дворецкий Д.С., Темнов М.С., Маркин И.В. Оценка комплексного использования сточных вод для биосинтеза липидов и молочной кислоты // Вопросы современной науки и практики. 2017. № 3. С. 9–16.
  8. Дворецкий Д.С., Зюзина О.В., Маркин И.В., и др. Совершенствование условий биосинтеза молочной кислоты лактобактериями // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 8, № 8. С. 126–130.
  9. Маркин И.В., Санталов Р.Д., Бушковская А.И., и др. Культивирование микроводоросли Chlorella vulgaris на городских сточных водах // X Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Саратов. Сентябрь 28–30, 2017.
  10. Baglieri A., Sidella S., Barone V., et al. Cultivating Chlorella vulgaris and Scenedesmus quadricauda microalgae to degrade inorganic compounds and pesticides in water // Environmental Science and Pollution Research. 2016. Vol. 23, No. 18. P. 18165–18174. doi: 10.1007/s11356-016-6996-3
  11. Amaro H.M., Guedes A.C., Malcata F.X. Antimicrobial activities of microalgae: an invited review // Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances. 2011.
  12. Дворецкий Д.С. Основы биоэнергетики [CD ROM]. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2018.
  13. Гольдин Е.Б., Гольдина В.Г. Антибактериальные свойства метаболитов водорослей в модельных экспериментах // Альгология. 1999. Т. 2. С. 34.
  14. Маркин И.В. Использование микроводоросли Chlorella vulgaris для очистки сточных вод // Всероссийский открытый конкурс студентов вузов и молодых исследователей «Взгляд молодых на проблемы региональной экономики». Тамбов. Октябрь 16–17. 2017. Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=499435&lang=ru Дата обращения: 10.12.21.
  15. Wang L., Chen X., Wang H., et al. Chlorella vulgaris cultivation in sludge extracts from 2,4,6-TCP wastewater treatment for toxicity removal and utilization // Journal of Environmental Management. 2017. Vol. 187. P. 146–153. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.11.020
  16. Ghasemi Y. Antifungal and Antibacterial Activity of the Microalgae Collected from Paddy Fields of Iran: Characterization of Antimicrobial Activity of Chroococcus disperses // Journal of Biological Sciences. 2007. Vol. 7, No. 6. P. 904–910. doi: 10.3923/jbs.2007.904.910

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Кинетика накопления биомассы

Скачать (164KB)
3. Рис. 2. Кинетика накопления молочной кислоты

Скачать (165KB)
4. Рис. 3. Кинетика убыли углеродсодержащего субстрата

Скачать (165KB)

© Маркин И.В., Журбин Е.А., Потапов П.К., Щелканова Е.С., Молодченко А.Н., Степаненко Н.И., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».