Регистрация / Вход
Прислать материал

Использование отходов агропромышленного комплекса в биотехнологических производствах

Сведения об участнике
ФИО
Нуретдинова Эндже Ильдусовна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Экология
Тема
Использование отходов агропромышленного комплекса в биотехнологических производствах
Резюме
Проведены экспериментальные лабораторные исследования по оценке возможности использования гидролизатов свекловичного жома в качестве компонентов питательных сред для процессов культивирования спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiaeY-1986. Гидролизаты получены с использованием в качестве гидролизующих агентов серной и фосфорной кислот.
Ключевые слова
Отходы агропромышленного комплекса, спиртовые дрожжи, гидролизаты, культивирование, спирт, биотопливо
Цели и задачи
Целью работы является исследование возможности использования отходов агропромышленного комплекса как компоненты питательной среды для спиртового производства и биотоплива. В работе были поставлены следующие задачи: исследовать влияние гидролизатов свекловичного жома на процесс роста спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y – 1986 и оценить качество гидролизатов отходов переработки растительного сырья как перспективных компонентов питательных сред.
Введение

В связи со значительным объемом промышленной переработки различного сырья растительного происхождения на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса образуется огромное количество ценных и пригодных для дальнейшей переработки вторичных сырьевых ресурсов. Многие из них, к сожалению, на сегодняшний день не находят рационального  применения в промышленности. Для сохранения экологической обстановки, для более полной утилизации отходов агропромышленного комплекса, в последние годы индустриально развитые страны уделяют все большое внимание производству спирта, полученному путем переработки отходов растительного сырья, для использования его как возобновляемого источника энергии и сырья для органического синтеза [1].

Методы и материалы

В лаборатории «Инженерные проблемы биотехнологии» КНИТУ проводятся исследования по разработке и созданию новых прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих технологий, позволяющих комплексно использовать сырье и  выгодно перерабатывать образующиеся вторичные ресурсы, расширять сырьевую базу биотехнологической промышленности за счет использования  отходов сельского хозяйства. Исследования по культивированию Saccharomyces cerevisiae Y–1986 проводили в качалочных колбах объемом 750 мл, на качалке со скоростью встряхивания 100 мин-1, в течение 24 часов при температуре 28-30оС. В ходе ведения всех процессов культивирования спиртовых дрожжей вели наблюдения за состоянием дрожжевых клеток под микроскопом с помощью камеры Горяева, определяли биомассу дрожжевой суспензии на фотометре фотоэлектрическом КФК-3-01- «ЗОМ», редуцирующие вещества  в культуральной жидкости по методу Бертрана, следили за температурой. Активную кислотность среды рН поддерживали растворами аммиака и соляной кислоты в интервале 4,8-5,0. Оценка качества исследуемых гидролизатов свекловичного жома проводили путем сравнения полученных экспериментальных данных роста сахаромицетов на контрольной среде и экспериментальных средах. В качестве контрольной среды использовали синтетическую минеральную среду Ридер с глюкозой, а в экспериментальных средах – минеральные компоненты среды Ридер с фосфорнокислыми и сернокислыми гидролизатами свекловичного жома в качестве подпитки и вместо глюкозы [2, 3].

Описание и обсуждение результатов

Проведенная сравнительная оценка полученных экспериментальных данных и расчетных результатов процессов культивирования спиртовых дрожжей на питательных средах с использованием фосфорнокислых и сернокислых гидролизатов свекловичного жома показали, что динамика прироста оптической плотности в проведенных экспериментальных процессах культивирования Saccharomyces cerevisiae Y–1986 находится на одном уровне во всех процессах и исследуемые гидролизаты можно использовать в производстве пищевого спирта и биотоплива. Таким образом, на основании полученных результатов, представляется возможным использовать такой дешевый и перспективный вторичный сырьевой ресурс свеклосахарного производства как свекловичный жом, в качестве углеводного питания в процессах культивирования спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y–1986 с дальнейшим получением топливных спиртов. Гидролизаты отходов переработки растительного сырья, такие как свекловичный жом в качестве питательной среды и подпитки углеводного питания для культивирования спиртовых дрожжей рода Saccharomyces cerevisiae позволяют улучшить физиологическое состояние дрожжей, сократить продолжительность культивирования на 40%, интенсифицировать процесс размножения дрожжей, получить засевные дрожжи, устойчивые к стрессовым воздействиям, а именно к температуре, окислителям, осмотическому давлению, удешевить питательные среды и сохранить хорошее качество биомассы дрожжей.

Возможность аэробного роста сахаромицетов в производственных условиях, с использованием содержащих пентозы гидролизатов отходов переработки растительного сырья позволит в перспективе при создании производства топливных спиртов сэкономить более дорогие среды на основе гексоз.

Используемые источники
1. Антипов С.Т. Проблемы комплексной переработки послеспиртовой зерновой барды / С.Т. Антипов, А.В. Журавлев // Производство спирта и ликероводочных изделий. – 2005. – № 4. – С. 9-11.
2. Валеева Р.Т. Сравнительная оценка процессов роста спиртовых и кормовых дрожжей на сернокислотных и сернистокислотных гидролизатах растительного сырья / Р.Т. Валеева [и др.] // Вестник КНИТУ. – 2015. − № 21. – С. 152-154.
3. Валеева Р.Т. Исследование процессов роста спиртовых и кормовых дрожжей на сернистокислотных гидролизатах растительного сырья. Часть 3. Исследование процессов роста спиртовых дрожжей на сернокислотных гидролизатах смеси пшеничной соломы и отрубей / Р.Т. Валеева [и др.] // Вестник КНИТУ. – 2014. − № 24. – С. 133-135.
Information about the project
Surname Name
Nuretdinova Endzhe
Project title
The use of waste agricultural complex in biotechnological industries
Summary of the project
Experimental laboratory studies to assess the feasibility of using hydrolysates beet pulp as a component of culture media for culturing processes Saccharomyces cerevisiae Y-1986 alcohol yeast. Hydrolysates prepared using as hydrolyzing agents sulfuric and phosphoric acids.
Keywords
Waste of agricultural complex, alcohol yeast, hydrolysates, cultivation, ethanol, biofuels