Биоконверсия целлюлозосодержащих материалов в условиях Арктического региона=Bioconversion of the Cellulose-containing Materials in the Arctic Region Conditions

Районы Крайнего Севера и Арктики (в состав территории которой входит Архангельская область) характеризуются экстремальными природно-климатическими факторами: низкими температурами зимой, большим суточным перепадом температур, частыми метелями зимой и дождями в летний период. Такие условия существенно влияют на ферментативную активность почвенных микроорганизмов. Цель работы – оценка влияния температуры ферментативной обработки на начальные этапы биоразложения целлюлозосодержащих материалов. В исследовании использовали образцы картонно-бумажной продукции: газетную бумагу с цветной печатью, тарный картон и белую офисную бумагу. Бактериальную целлюлозу получали, культивируя симбиоз бактерий рода Acetobacter и дрожжей на глюкозной среде в статических условиях при температуре 25 °С. Для моделирования биоразложения использовали лабораторный ферментный препарат, продуцируемый штаммом микроскопического гриба P. Verruculosum. Активность почвенных целлюлаз, инициирующих биоконверсию целлюлозосодержащих материалов в грунтах полигонов хранения твердых бытовых отходов Архангельской области, оказалась низкой и составила менее 10 мкг глюкозы/10 г почвы за 48 ч экспозиции. Определяющим фактором для процесса биоконверсии в условиях Арктического региона является температура почвы. Показано, что при снижении температуры до 5...15 °С скорость биоконверсии целлюлозосодержащих материалов растительного происхождения уменьшается в 2...8 раз по сравнению с температурой 30...50 °С, оптимальной для многих ферментативных процессов. Установлено, что биоконверсия бактериальной целлюлозы до глюкозы слабо зависит от температуры ферментативной обработки в диапазоне 5...15 °С и составляет в среднем 20 % за 1 сутки. Для цитирования: Болотова К.С., Травина О.В., Аксенов А.С., Емельянова М.В., Рудакова В.А., Канарский А.В. Биоконверсия целлюлозосодержащих материалов в условиях Арктического региона // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 179–186. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.179 Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-33-00855 «Надмолекулярная организация целлюлозных микрофибрилл растительного и бактериального происхождения» с использованием оборудования ЦКП НО «Арктика» Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова и ферментного препарата, предоставленного Институтом биохимии им. А.Н. Баха. *Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г.
The regions of the Far North and the Arctic (the territory of which includes the Arkhangelsk region) are characterized by extreme natural and climatic factors: low temperatures in winter, a large daily temperature drop, frequent snowstorms in winter and rains in summer. These conditions significantly affect the enzymatic activity of soil microorganisms. The aim of the work is to assess the effect of the enzymatic treatment temperature on the initial stages of biodegradation of the cellulose – containing materials. The study used samples of cardboard and paper products: newspaper paper with color printing, container cardboard and white office paper. Bacterial cellulose was obtained by cultivating a symbiosis of the genus Acetobacter bacteria and yeast on a glucose medium in static conditions at 25 °C. to simulate biodegradation, a laboratory enzyme preparation was used, produced by a strain of a microscopic fungus. The activity of soil cellulases initiating bioconversion of cellulose-containing materials in soils of municipal solid waste storage areas of the Arkhangelsk region was low and amounted to less than 10

Электронное издание «Биоконверсия целлюлозосодержащих материалов в условиях Арктического региона=Bioconversion of the Cellulose-containing Materials in the Arctic Region Conditions» (бесплатно). Скачать номера в формате PDF.