Исследовать биотехнологические аспекты использования потенциала микроорганизмов различных таксономических групп с учётом применения супрамолекулярных комплексов и наноструктур, эффективного инструментального контроля пищевых матриксов для получения новых инновационных ингредиентов пищевого и кормового назначения.

Объектом исследования являлись: • вторичное сырье производств по переработке зерна – пшеничные отруби (мукомольное), семян масличных культур – рапсовый жмых и плодов бобовых культур – соевый жмых; суспензия смеси отруби : жмых; • растительно-микробная биомасса, полученная в результате деструкции вторичного сырья под действием ферментной системы собственной микрофлоры; • коллекционные культуры: Pseudomonas helmanticensis, выделенная из загрязненного детергентами образца почвы Ленинградской области на северо-западе России, Pseudomonas putida 77 ВКПМ В-6741, Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228; ассоциативные ризобактерии Rhizobium leguminosarum, изоляты из растительно-микробной биомассы; Streptomyces sp., Acinetobacter radioresistens, Arthrobacte ragilis (выделены из пшеничных отрубей); • биогумус насекомых (Черная львинка, хрущак, сверчек), жир личинок Черной львинки, гуминовые кислоты; • биомасса, полученная при культивировании культуры Pseudomonas helmanticensis на питательных средах, содержащих продукты гидролиза триацилглицеринов, жира из личинок Черной львинки; • производные 5-арилацетиленил-1,2,4-оксадиазолы, 3-арилпропиненитрилы и 2-,6-,8-хинолинкарбальдегиды; • пленкообразующеие растворы из компонентов природных субстратов; • β-каротин кристаллический Е160а, бета-циклодекстрина моногидрат Е459, хитозан, α-токоферол, коммерческие образцы комплексных пищевых добавок, опытные образцы комплексов β-каротина с бета-циклодекстрином (β-ЦД). Цель исследований – установить закономерности деструкции вторичного и природного сырья под действием аборигенной микрофлоры и микробных изолятов, выявить особенности биосинтеза ферментов гидролитического действия, полисахаридов, жирных кислот, химически модифицированных ароматических и гетероароматических соединений из природного возобновляемого сырья, оценить влияние химического состава жиросодержащих отходов на развитие полигидроксиалканоатпродуцирующих штаммов и биохимический состав их клеток; разработать способы подготовки жиросодержащего сырья к биотехнологическому процессу для синтеза полигидроксиалканоатов (ПГА), способы получения химически модифицированного жира насекомых, пленок и волокон из модифицированных фенольных соединений, скорректировать способы кормления личинок насекомых субстратами с повышенным содержанием тяжелых металлов и ферментативной обработки биогумуса, унифицировать биотехнологии получения ферментных препаратов гидролаз, био- и кормовых препаратов с использованием вторичного сырья; охарактеризовать микроорганизмы, выделенные из вторичного сырья, по их хозяйственно-ценным признакам; создать коллекцию микроорганизмов - продуцентов пищевых микроингредиентов, культур микроорганизмов для получения био- и кормовых препаратов, биопленок, полезных микроорганизмов; получить опытные образцы ферментных, био- и кормовых препаратов, биопленок, позволяющих улучшить экосистему; определить параметры образования и получить образцы супрамолекулярных нано- структур и мультикомплексов; разработать метод оценки продуктивности бактериальных клеток по ПГА и методики определения пищевых ингредиентов в супрамолекулярных нано-структурах и мультикомплексах. В результате исследований впервые проведено комплексное исследование роли агроэкологических факторов в микробном составе природного, вторичного пищевого и сельскохозяйственного сырья растительного происхождения; установлены закономерности взаимодействия бактериальных форм и их биосинтетических свойств в консорциуме в зависимости от внешних факторов воздействия на биомассу сырья; выделены новые виды бактерий, обладающие комплексом полезных свойств при взаимодействии с растениями, изучена их ростстимулирующая и фитопротекторная активность; впервые осуществлено секвенирование изолятов аборигенной микрофлоры из различных источников вторичного пищевого и сельскохозяйственного сырья растительного происхождения, на основе которого в дальнейшем будут созданы системы праймеров для амплификации симбиотических генов с целью получения коммерческих штаммов бактерий и контроля качества различных биопрепаратов в процессе их производства и хранения; впервые использован бактериальный изолят, способный синтезировать ПГА в присутствии поверхностно активных соединений, что позволяет снизить стоимость биотехнологического получения ПГА за счет снижения операционных расходов; впервые систематически изучены реакции катионных интермедиатов винильного типа ArC+=CH-R (R= CN, 3-Ar-1,2,4-оксадиазол), генерируемых под действием суперкислот Бренстеда (HSO3F, CF3SO3H) или сильных кислот Льюиса (AlCl3, AlBr3), а также кислотных цеолитов, из соответствующих ацетиленовых нитрилов и 1,2,4-оксадиазолов и реакций гидроксиалкилирования альдегидной группы 2-,6-,8-замещенных хинолинов; выяснено влияние электронных донорно-акцепторных свойств заместителей в промежуточных катионах на их конкурентные внутри- и межмолекулярные реакции; оценено влияние Бренстедовской и Льюисовской кислотности среды на внутри- и межмолекулярные реакции катионов винильного типа. Впервые осуществлены теоретические расчеты электронных, орбитальных и электрофильных свойств промежуточных интермедиатов; разработаны способы, исследованы процессы, закономерности и физико-химические свойства функциональных мультикомплексов на основе красящих веществ (бета-каротина) и пищевых добавок (хитозана, бета-циклодекстрина, токоферола) с использованием методов ВЭЖХ анализа.