Ферменты дереворазрушающих грибов
Рефераты >> Биология >> Ферменты дереворазрушающих грибов

Инженерное воплощение получили биопластики, для склеивания которых используют культуральную среду гриба. К настоящему времени в FPL разработана система обработки технологической щепы, построенная на основе использования двух ленточных конвейеров. Щепа, перемещаясь по первому конвейеру, подвергается паровой стерилизации. На втором конвейере она остужается очищенным воздухом и подвергается обработке специальной суспензией, содержащей культуру гриба и пищевые регуляторы. После этих процедур щепа поступает в бурты, где проходит двухнедельную ферментацию. По указанной схеме сотрудниками FPL был заложен крупномасштабный эксперимент с 50 т древесной щепы, итоги которого продемонстрировали высокую воспроизводимость результатов, полученных в лабораторных условиях. Таким образом, сотрудники FPL доказали возможность использования биопластинка в промышленных масштабах [10, 11].

Еще одно применение дереворазрушающие грибы получили в бумажно-целлюлозной промышленности. Концепция применения биологических препаратов на основе дереворазрушающих грибов для улучшения качества древесных полуфабрикатов эксплуатируется в коммерческих целях уже более десяти лет. Уникальный препарат Sylvanex 97 выпускается известной компанией Clariant на основе культуры гриба Ophiostoma piliferum. Этот гриб позволяет существенно снизить содержание смоляных веществ древесного сырья, увеличить выход продукции, улучшить ее физико-механические свойства, регулировать микрофлору хранящейся щепы, предотвращая появление в ней деревоокрашивающих грибов. В настоящее время права на технологию принадлежат изобретательнице технологии Р. Фаррелл (Parrac Ltd, Новая Зеландия). Постоянным покупателем препарата с 1996 года является фабрика Rayonier Fernandina Beach Pulp Mill, штат Флорида (США). Продукция, выпускаемая этой фабрикой, используется для производства жидкокристаллических панелей, фармацевтических препаратов, ударопрочных пластиков, сигаретных фильтров, косметики, детергентов, красок, взрывчатых веществ и продуктов питания [23].

Лигнинпероксидаза – фермент, имеющий большое значение для биотехнологии и применяющаяся при делигнификации древесины и получение альтернативного источника топлива, при конверсии компонентов каменных углей до более низкомолекулярных фракций, служащие сырьем для химической промышленности. Также она используется для размягчения и отбеливания целлюлозы в бумажной индустрии, для удаления стойких органических соединений, при полимеризации в индустрии полимеров [24].

Не так давно на рынке появился фермент нового поколения – грибная сырная закваска, "meito" японского производства. Его получают из пищевого гриба шаиитаки, произрастающего в Японии. Данный пепсин растительного происхождения, но в то же время по своему аминокислотному составу и действию на молоко сравним с телячьим сычужным ферментом. Meito обладает достаточной активностью (не менее 300 000 единиц), малым расходом (всего 1 грамм на 100 литров молока), неприхотливостью и длительным сроком хранения [23].

Большое значение имеет получение в медицинских целях биологически активных веществ – витаминов, убихинонов (коферментов), ферментов, антиоксидантов, эссенциальных – жизненно необходимых – жирных кислот и аминокислот, микроэлементов и др. Доказана возможность применения отходов пищевой промышленности для выращивания базидиомицетов, при этом не теряют их полезные свойства [14].

Также созданы активные комплекс грибных ферментов целлюлолитического и гемицеллюлазного действия, которые обеспечивают более глубокую степень мацерации растительной ткани при производстве вин. Использование целлюлолитических и пектолитических ферментных препаратов позволяет усовершенствовать технологию переработки сладких виноградных выжимок. При этом увеличивается выход спирта-сырца и снижается процент примесей в осадке виннокислой извести [26].

В настоящее время выращивают мицелий вешенки в глубинной культуре на средах с бумагой, древесиной дуба, кукурузными кочерыжками либо веточками от виноградных гроздьев. Для развития дереворазрушающих базидиомицетов в глубинной культуре моно использовать отходы растениеводства и животноводства: меласса, растительные отвары, молочная сыворотка, концентрат клеточного сока картофеля, водный экстракт солодки, растительное масло. Что значительно делает процесс экономически выгодным и позволяет утилизировать отходы производств [14].

В последнее десятилетие целлюлазы стали широко использоваться в текстильной промышленности, где они применяются для удаления ворсинок и микродефектов при биополировке хлопчатобумажных тканей. Также они используются в процессе удаления индиго из джинсовой ткани (процесс ферментативной депигментации) с целью придания ей внешнего вида "вареных джинсов", где ферменты заменили использовавшуюся ранее пемзу и химическое воздействие. Для обработки джинсовой ткани используют как традиционные целлюлазные препараты, представляющие собой полиферментные системы, так и специально оптимизированные для данного процесса ферментные препараты, выпускаемые рядом зарубежных фирм [26].

В настоящее время используемые корма для сельскохозяйственных животных содержат в большом количестве клетчатку. Однако животные не способны её переваривать. И потому кормовые ферменты на основе грибных целлюлаз все шире используются в животноводстве для предварительной обработке сырья. Так создана кормовая добавка «Флекс 400» на основе гриба Lactiporus sulphureus в животноводстве, «Фловин» – Fusarium sambizium, комплексная добавка «ЗМВБЛГ» [27].

Высшие базидиальные грибы обладают не только большой питательной ценностью, но также служат источником биологически активных веществ, что их выдвигает на первый план в качестве дешевого сырья для получения фармакологически ценных компонентов [2, 14]. Гетерополисахариды и хитин-глюкановый комплекс Ganoderma applanatum, Flamulina vuliteps, Fomes fomentarius обладают выраженным иммуностимулирующим эффектом [28]. Липиды в комплексе с клеточными полисахаридами Agrocybe aegerita, Lentinus edodes, Lactiporus sulphureus проявляют противоопухолевой активностью. Создаются различные композиции на основе экстрактов из плодовых тел, мицелия. Препарат Микотон на основе гриба Fomes fomentarius проявляет активность к широкому спектру заболеваниям [29].

Препараты из чаги – стерильная форма трутовика ложного (Inonotus obligues), увеличивает сопротивляемость раку и используются для лечения язвенной болезни, гастритов и других желудочно-кишечных заболеваний. Вытяжки из плодовых тел некоторых видов маразмиусов (негниючников) подавляют рост туберкулезной палочки [15]. ООО «Гелла-Фарма» разработало и защитило патентами биотехнологию промышленного получения натуральных композиций биологически активных веществ продуцируемых мицелиальными грибами. Производимые субстанции представляют собой смесь из фосфолипидов, ферментов, полисахаридов, убихинонов, в том числе Q10, витаминов и др. [30].

Показано что экстракт гриба Pleurotus ostreatus обладает выраженной противовоспалительной активностью. Полисахариды трутовика Canoderma lucinum фукогалактан и ксиломаннан обладают в 99% случаях противоопухолевой активностью [31]. Выделены из плодовых тел Flammulina velutipes β-глюканпротеиновый комплекс (ЕА6), из мицелия – комплекс «профламин» обладают противоопухолевой активностью (против меланомы В-16, рака легких Льюиса, аденомы, иммунной стимуляцией на макрофаги [32]. Активные ферментные комплексы дереворазрушающих грибов могут быть использованы в промышленности для обесцвечивания сточных вод. Так, например, для обесцвечивания стоков, содержащих мелассу, отходы гидролизного производства. К факторам обесцвечивания сточных вод дереворазрушающими грибами относят также хелатирующие агенты. Наблюдалось значительное ослабление окрашивания сточных вод и на 50% снижение биологического и химического потребления кислорода. Pleurotus ostreatus может быть использован для обесцвечивания и снижения ХПК в сточных водах, содержащих винассу и экстракт кофейной гущи. Показана возможность использовать Trametes trogii и Trametes versicolor для обесцвечивания различных промышленных красителей. Лакказу применяют в биосенсорах например, анализ фенольных соединений. Показана возможность использования лакказы Coriolus versicolor для определения фенолов включая лигнины, в сточных водах промышленных предприятий [6].Создана коллекция макромицетов как база для образовательного процесса и создание современных биотехнологий [32].Использования лакказно-медиаторной системы является делигнификация и обесцвечивание бумажной пульпы, вторичной переработки макулатуры и детоксикация промышленных отходов. Принцип функционирования таких систем состоит в ферментативном окислении медиаторов лакказ с образованием продуктов с высокими редокс потенциалами. Последние могут взаимодействовать с карбогидратами, лигнином или другими экотоксикантами (красители, пестициды и др.) и проводить их деструкцию [6].


Страница: