Биологические науки/ 6.Микробиология

Разгородін М.І.

Національний університет харчових технологій, Україна

Вплив джерел азотного живлення на целюлозолітичну активність штамів B. licheniformis A 6/2 та
B. licheniformis B-5510

Біомаса рослин – єдине в майбутньому доступне джерело палива та матеріалів для людства. Головна перепона широкого використання целюлози в господарстві – відсутність дешевої та простої технології її використання. Один з найбільш перспективних шляхів утилізації целюлози є використання целюлозолітичних ферментів, що гідролізують целюлозу до простих цукрів і вже потім на їх основі отримання необхідних продуктів [1,2].

Комерційні ферментні препарати для біоконверсії целюлозовмісних матеріалів в прості легкозасвоювані цукри малодоступні через їх високу вартість, що перешкоджає їх широкому впровадженню в практику. В літературі існує багато відомостей про високу целюлозолітичну активність бактерій роду Bacillus. Ці мікроорганізми безпечні для тварин та людини, технологічні в культивування, стабільні при збереженні [2].

Отже, дослідження ферментативної активності бактерій роду Bacillus з метою створення біопрепарату для деструкції пожнивних залишків є актуальним та перспективним.

Оскільки білки-ферменти містять азотовмісні з’єднання, то цілком логічно, що на ферментативну активність значно впливають джерела азотного живлення. Тому нами було досліджено вплив органічних та неорганічних, нітратних та амонійних джерел азотного живлення на ендоглюканазну активність штамів B. licheniformis В-5510 та
B. licheniformis А 6/2.

Як видно з рис.1. додавання в середовище культивування в якості джерела азоту пептону, дріжджового екстракту, (NH₄)₂НРO₄ та KNO₃ призводить до зниження ендоглюканазної активност штаму B. licheniformis B-5510 порівняно з контролем ((NH₄)₂SO₄) на 10-55%. Зниження активності ферментів целюлозолітичного комплексу штаму B. licheniformis A 6/2 відмічалося лише при додаванні (NH₄)₂НРO₄. Збільшення активності ферментів даного штаму на 91 % та 109 % порівняно з контролем спостерігалося при використані NaNO₃ та сечовини в якості джерел азотного живлення відповідно.

Рис. 1. Вплив джерел азотного живлення на ендоглюканазну
активність штамів B. licheniformis В-5510 та B. licheniformis А 6/2

Найбільша ендоглюканазна активність штаму B. licheniformis A 6/2 відмічалася при внесені Ca(NO₃)₂ (активність збільшується більше ніж в 3 рази), а штаму B. licheniformis В-5510 - NaNO₃ (активність збільшується більше ніж в 2,5 рази).

Збільшення активності ферментів для досліджуваних штамів бацил при додаванні нітратних солей пояснюється тим, що ці солі відносяться до фізіологічно лужних. Оптимальним рН для ферментативної активності для обох штамів є 8, однак під час культивування рН знижується за рахунок накопичення продуктів життєдіяльності бактерій, відповідно знижується і активність їх ферментів, але використання таких нітратних солей як Ca(NO₃)₂ та NaNO₃ сприяють збереженню лужного середовища внаслідок чого ендоглюканазна активність збільшується і є найбільшою порівняно з використанням інших джерел азоту та становить 0,67 і 0,36 мг глю/мг білку для штамів B. licheniformis В-5510 та B. licheniformis A 6/2 відповідно.

Активність ферментів штаму B. licheniformis В-5510 при додаванні всіх досліджуваних джерел азотного живлення є вищою порівняно з штамом B. licheniformis A 6/2.

Отже, використання нітратних солей в якості джерела азоту сприяють збільшенню целюлазної активності для обох штамів бацил. Активність збільшується в 2,5-3 рази порівняно з контролем. Ці результати будуть враховані в подальших дослідження целюлозолітичної активності з метою створення препарату для розкладання рослинних залишків на ріллі.

Література:

1. Gao J.,  Weng H., Zhu D.,  Yuan M.,  Guan F.,  Xi Y. Production and characterization of cellulolytic enzymes from the thermoacidophilic fungal Aspergillus terreus M11 under solid-state cultivation of corn stover // Bioresour. Technol. – 2008. – V. 99, № 16. – P. 7623–7629.

2. Mayende L.,  Wilhelmi B. S.,  Pletschke B. I. Cellulases (CMCases) and polyphenol oxidases from thermophilic Bacillus spp. isolated from compost Soil // Biol. Bioсhem. – 2006. – V. 38, № 9. – P. 2963–2966.

3. Avinash K. H., Jha M. B. Purification and characterization of cellulase from a marine Bacillus sp. H1666: A potential agent for single step saccharification of seaweed biomass // J. Mol. Catal. B: Enzym. – 2013. – V. 93. – P. 51–56.