Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0013

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0013
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов"
Название доклада
Разработка конкурентоспособной технологии получения L-молочной кислоты без промежуточного образования солей на основе использования рекомбинантных штаммов дрожжей.
Докладчик
Синеокий Сергей Павлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка масштабируемого лабораторного процесса получения L- молочной кислоты на основе рекомбинантного штамма –продуцента дрожжей Shizosaccharomyces pombe с ферментацией при низких значениях рН без промежуточного образования солей молочной кислоты
Актуальность и новизна исследования
Молочная и янтарная органические кислоты рассматриваются в настоящее время как наиболее перспективные базовые органические соединения для крупнотоннажного производства разнообразных ценных органических веществ.
Область промышленной биотехнологии, включающая производство базовых органических соединений для крупнотоннажной химии, получила название «белая биотехнология». Белая биотехнология рассматривается как новая платформа биоорганической химии, способная быть экономически конкурентной традиционной сырьевой платформе, основанной на использовании продуктов переработки нефти и природного газа. Достоинство белой биотехнологии состоит в том, что она стимулирует важную для повышения рентабельности с/х масштабную глубокую переработку с/х продукции, прежде всего зерна злаковых и кукурузы. Учитывая большое значение белой биотехнологии, в ведущих промышленно развитых странах разработаны или разрабатываются специальные программы ее развития.
Основной задачей в развитии белой биотехнологии является снижение себестоимости биотехнологического производства базовых органических соединений. Возможности снижения себестоимости получения органических кислот связаны, в основном, с созданием микробных продуцентов, способных осуществлять синтез органических кислот при низких значениях рН культуральной жидкости без промежуточного, относительной дорогостоящего, этапа получения их солей. Возможность конструирования таких микробных продуцентов отрывается благодаря развитию современной методологи генетической и метаболической инженерии и изучению природных генетических ресурсов. Эти задачи в условиях острой конкуренции решаются ведущими мировыми биотехнологическими компаниями.
Описание исследования

В рамках проекта разрабатываются рекомбинантные  продуценты молочной кислоты на основе дрожжевых штаммов,  устойчивых к низким значениям рН  ферментационной среды , но исходно неспособных эффективно синтезировать молочную кислоту.  В ходе конструирования продуцентов совершенствуется инструментарий генетической инженерии для  выбранных дрожжевых штаммов  S. pombe,  направленно меняется метаболизм дрожжевых клеток  путем использования современной методологии генетической инженерии  в целях блока синтеза побочных продуктов и  создания новых эффективных метаболических  путей биосинтеза молочной кислоты.  В проект также входит разработка и оптимизация ферментационной технологии биосинтеза  молочной кислоты на основе разрабатываемых штаммов и  ее выделения

В ходе работы  используется современная методология генетической инженерии, секвенирование и синтез ДНК, современные аналитические методы для  количественного анализа продуктов микробного синтеза,  разрабатываются различные варианты масштабируемых ферментационных  технологий, ведется совершенствование  современных технологий выделения  и очистки молочной кислоты

Результаты исследования

     В полном объеме выполнен план работ, включая:

 -оптимизацию масштабируемого процесса ферментации при низких значениях рН культуральной жидкости с использованием сконструированного рекомбинантного штамма ВКПМ Y-4224 с достижением запланированных показателей: синтез 100 г/л молочной кислоты за 72 часа при конверсии глюкозы 60% и  уровне побочных продуктов менее 10 г/л;

- разработанная технология выделения и очистки синтезируемой молочной кислоты обеспечивает выход не менее 95 % целевого  продукта с чистотой полимерного качества (98.5%);

- разработан лабораторный технологический регламент процесса получения L-молочной кислоты с использованием рекомбинантного дрожжевого штамма S. pombe Y-4224, в соответствии с которым наработан образец молочной кислоты для проведения испытаний;

-на основе разработанной  программы и методик проведено испытание полученного образца  на соответствие запланированным качественным показателям;

- проведены дополнительные патентные исследования, на основании которых сделан вывод о патентоспособности полученных результатов;

- подготовлены технико-экономическое обоснование результатов ПНИ и рекомендации по возможности использования результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики

-разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка биотехнологии производства L-молочной кислоты без промежуточного этапа образования солей».

 Выполнен запланированный объем внебюджетных  работ, включающий:

- тестирование разработанной технологии  на модельной установке; проведение испытаний полученного образца;

- разработку проекта технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание и разработка опытно-промышленной технологии производства молочной кислоты на основе ферментации при пониженных рН».

Практическая значимость исследования
Исследования по созданию технологий получения молочной кислоты при низких значениях рН без промежуточного образования солей являются приоритетным направлением деятельности ведущих мировых биотехнологических компаний - производителей органических кислот. Использование подобной технологии позволит существенно снизить себестоимость молочной кислоты, что необходимо для масштабного использования молочной кислоты в органической химии, прежде всего, для получения на ее основе таких промышленно-ценных веществ, как биоразлагаемые полимеры на основе полилактидов, пропиленгликоля, акриловой кислоты.