ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ "Исследование физиолого-биохимических факторов, ответственных за усиление синтеза белка в нативных и мутантных формах дрожжей, культивируемых на некондиционном зерне и отходах биотехнологических производств" (промежуточный)

В качестве объектов исследования использовались как классические кормовые (Candida sp. и Saccharomyces sp.), так и спиртовые дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae в нативном виде. При этом дрожжи выращивались на дешевых питательных средах, составленных из отходов биотехнологических производств, а также на некондиционном зерне. Из выращенной биомассы будут получены и исследованы белковые изоляты. Классические штаммы дрожжей, которые используются в кормовом производстве, накапливают белка около 47 - 52%, в то время предусматривается получение мутантных штаммов дрожжей, которые будут накапливать более 58 - 60% белка. Проведены исследования ключевых физиолого-биохимических факторов, ответственных за усиление синтеза белка в нативных дрожжах при росте на модельных средах, а также средах на основе мелассы (отход свеклосахарного производства), барды (отход спиртового производства) и некондиционного зерна (кукурузы, пшеницы, ржи). На модельных и опытных средах изучено влияние источников и соотношения углерода и азота на синтез белка в нативных дрожжах. При этом на модельных средах варьировались моно-, ди- и олигосахара, а также органический и неорганический азот, а на опытных средах исследовался углеводный состав, содержание азотистых веществ и при необходимости вносились дополнительные источники азота, например на средах с мелассой. Выполнены исследования влияния биологически активных веществ (витаминов) на синтез белка в нативных дрожжах на модельных и опытных средах. Проанализировано влияние рН и температуры, а также температурного сдвига и ингибиторов на накопление биомассы и синтез белка в нативных дрожжах. Рассмотрено влияние концентрации кислорода на синтез белка в нативных дрожжах. Дан анализ аминокислотного состава белков нативной дрожжевой биомассы, выращенной при различных условиях. Показано, что дрожжи Candida utilis растут лучше и накапливают больше незаменимых аминокислот по сравнению с дрожжами Saccharomyces cerevisiae. Проведено масштабирование в лабораторных условиях на биореакторах Boistat Aplus с рабочим объемом 1 л и Biostat Cplus с рабочим объемом 30 л. Оптимизированы процессы культивирования нативных дрожжей на некондиционном зерне (пшенице, кукурузе, ржи) и отходах биотехнологических производств (меласса и послеспиртовая барда), Проанализированы накопление белка и аминокислотный состав дрожжей выращенных в биореакторе. Показано, что оптимальными условиями являются: использование кукурузы в качестве основы для питательной среды, температура культивирования - 28°С, перемешивание - 200 об/мин, подача воздуха - 1 л/мин на 1 л среды (для 1-литрового биореактора) и 0,6 л/мин на 1 л среды (для 30-литрового биореактора).