Возможности использования базидиального гриба Trametes hirsuta MT-17.24

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме: Существующие методы утилизации технологических жидкостей, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин (химическая нейтрализация отработанных растворов, термический метод, загущение), несмотря на их эффективность, зачастую являются дорогостоящими и неэкологичными. Базидиальные грибы являются природными деструкторамиксилотрофами, перерабатывающими лигноцеллюлозный субстрат – один из самых устойчивых биополимеров в природе. Перспективы применения ферментных препаратов на основе базидиальных грибов в качестве биодеструкторов органических веществ особенно очевидны в связи с высокотехнологичностью и безотходностью их производства. Цель работы заключалась в получении ферментного препарата на основе штамма базидиального гриба Trametes hirsute MT-17.24 и исследовании его способности к биодеструкции полианионной целлюлозы, применяемой в качестве структурообразователя технологических жидкостей в процессе строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин. Проведен скрининг целлюлазной активности штаммов: Fomitopsis pinicola MT-5.21, Fomes fomentarius MT-4.05, Lactarius necator, Schizophyllum commune MT-33.01, Trametes versicolor It-1, Trametes hirsute MT-17.24, Trametes hirsuta MT-24.24. Для получения ферментного препарата был выбран штамм T. hirsuta MT-17.24, продемонстрировавший наиболее высокий коэффициент целлюлазной активности – 10,9. Подобрана среда для твердофазного культивирования данного штамма. Ферментативная активность ферментного препарата была изучена на модельной буровой технологической жидкости. В ходе 10-часового эксперимента было зафиксировано, что при использовании 1%-го ферментного препарата пластическая вязкость технологической жидкости снижается с 16 до 8 мПа·с. По результатам проведенной работы можно сделать однозначный вывод об эффективности применения ферментного препарата на основе базидиальных грибов в качестве биодеструктора полианианионной целлюлозы.

Об авторах

А. В. Зубченко

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: zubchenkoan@yandex.ru

Е. Ю. Кожевникова

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: elena_karpova89@bk.ru

А. В. Барков

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: barkov220@gmail.com

Ю. А. Тополюк

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: topolyuk.y@gubkin.ru

А. В. Шнырева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: ashn@mail.ru

В. А. Винокуров

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: inok.ac@mail.ru

Л. А. Магадова

Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: lubmag@gmail.com

Список литературы

  1. Mahto V., Sharma V.P. Rheological study of a water based oil well drilling fluid // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2004. Vol. 45. Issue 1-2. P. 123–128. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2004.03.008
  2. Gao X., Chang Y., Shi L., Li H., Zhao J., Sha B., et al. Treatment of waste drilling mud by domesticated complex microbial flora // Acta Microbiologica Sinica. 2019. Vol. 59. Issue 01. P.134–144. https://doi.org/10.13343/j.cnki.wsxb.20180093-en
  3. Bland R.G., Clapper D.K., Fleming N.M., Hood C.A. Biodegradation and drilling fluid chemicals. Society of Petroleum Engineers. SPE/IADC Drilling Conference, Amsterdam Netherlands. 22–25 February 1993. https://doi.org/10.2118/25754-ms
  4. Al-Hameedi A.T.T., Alkinani H.H., Alkhamis M.M., Dunn-Norman S. Utilizing a new eco-friendly drilling mud additive generated from wastes to minimize the use of the conventional chemical additives // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2020. Vol. 10. P. 3467–3481. https://doi.org/10.1007/s13202-020-00974-6
  5. Elisashvili V.I., Khardziani T.Sh., Tsiklauri N.D., Kachlishvili E.T. Cellulase and xylanase activities in higher basidiomycetes // Biochemistry (Moscow). 1999. Vol. 64. Issue 6. P. 718–722. https://doi.org/10.1023/B:WIBI.0000043195.80695.17
  6. Khvedelidze R., Tsiklauri N., Kutateladze L., Sadunishvili T., Darbaidze Z., Kvesitadze E. Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic agricultural wastes to fermentable glucose // Agricultural Research and Technology: Open Access Journal.2018. Vol. 17. Issue 5. P. 00199–00205. 556042. https://doi.org/10.19080/ARTOAJ.2018.17.556042
  7. Максина Е.В., Пименов А.А., Ермаков В.В., Быков Д.Е. Экспериментальная оценка возмож- ности применения ферментативного обезвожи- вания отработанного бурового раствора // Нефтяное хозяйство 2014. N 9. С. 125-127.
  8. Kozhevnikova E.Y., Petrova D.A., Novikov A.A., Shnyreva A.V., Barkov A.V., Vinokurov V.A. Prospects for the use of new basidiomycete strains for the direct conversion of lignocellulose into ethanol // Applied Biochemistry and Microbiology. 2017. Vol. 53. Issue 5. P. 557–561. https://doi.org/10.1134/S0003683817050106
  9. Максина Е.В., Ермаков В.В. Биологическая деструкция отработанных полисахаридсодер- жащих буровых растворов // Экология и про- мышленность России. 2016. Т. 20. N 9. C. 12–15. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2016-9-12-15
  10. Karlsson J., Momcilovic D., Wittgren B., Schülein M., Tjerneld F., Brinkmalm G. Enzymatic degradation of carboxymethyl cellulose hydrolyzed by the endoglucanases Cel5A, Cel7B, and Cel45A from Humicola insolens and Cel7B, Cel12A and Cel45Acore from Trichoderma reesei // Biopolymers. 2001. Vol. 63. Issue 1. P. 32–40. https://doi.org/10.1002/bip.1060
  11. Kozhevnikova E.Y., Petrova D.A., Novikov A.A., Shnyreva A.V., Barkov A.V., Vinokurov V.A. Prospects for the use of new basidiomycete strains for the direct conversion of lignocellulose into ethanol // Applied Biochemistry and Microbiology. 2017. Vol. 53. Issue 5. P. 557–561. https://doi.org/10.1134/S0003683817050106
  12. Betty Anita B., Thatheyus A.J., Ramya D. Biodegradation of carboxymethyl cellulose using Aspergillus flavus // Science International. 2013. Vol. 1. Issue 4. P. 85–91. https://doi.org/10.17311/sciintl.2013.85.91
  13. Kozhevnikova E.Y., Petrova D.A., Kopitsyn D.S., Novikov A.A., Shnyreva A.V., Barkov A.V., et al. New strains of basidiomycetes that produce bioethanol from lignocellulose biomass // Applied Biochemistry and Microbiology. 2016. Vol. 52. Issue 6. P. 638–642. https://doi.org/10.1134/S0003683816060090
  14. Kasana RC, Salwan R, Dhar H, Dutt S, Gulati A. A rapid and easy method for the detection of microbial cellulases on agar plates using Gram’s iodine. Current Microbiology. 2008;57(5):503–507. https://doi.org/10.1007/s00284-008-9276-8
  15. Bradner J.R., Gillings M., Nevalainen K.M.H. Qualitative assessment of hydrolytic activities in Antarctic microfungi grown at different temperatures on solid media // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 1999. Vol. 15. Issue 1. P. 131–132. https://doi.org/10.1023/A:1008855406319
  16. Kreutz С., Timmer J. Systems biology: experimental design // The FEBS Journal. 2009. Vol. 276. Issue 4. P. 923–942. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2008.06843.x
  17. Bisswanger H. Practical enzymology. Second, completely revised edition. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH and Co, 2011. 376 p.
  18. Miller G.L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar // Analytical Chemistry. 1959. Vol. 31. Issue 3. P. 426–428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030
  19. Ghose T.K. Measurement of cellulase activities // Pure and Applied Chemistry. 1987. Vol. 59. Issue 2. P. 257–268. https://doi.org/10.1351/pac198759020257

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


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».