Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва
Наведено літературні та власні експериментальні дані авторів щодо стану і перспектив розвитку промислового виробництва мікробних поверхнево-активних речовин (ПАР). Зазначається, що висока на сьогодні собівартість мікробних ПАР зумовлена великими витратами на біосинтез і виділення цільового продукту,...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Біотехнологія |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28150 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва / Т.П. Пирог, С.В. Ігнатенко // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 4. — С. 29-38. — Бібліогр.: 66 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859626855282245632 |
|---|---|
| author | Пирог, Т.П. Ігнатенко, С.В. |
| author_facet | Пирог, Т.П. Ігнатенко, С.В. |
| citation_txt | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва / Т.П. Пирог, С.В. Ігнатенко // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 4. — С. 29-38. — Бібліогр.: 66 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Біотехнологія |
| description | Наведено літературні та власні експериментальні дані авторів щодо стану і перспектив розвитку промислового виробництва мікробних поверхнево-активних речовин (ПАР). Зазначається, що висока на сьогодні собівартість мікробних ПАР зумовлена великими витратами на біосинтез і виділення цільового продукту, а також невисокою продуктивністю штамів-продуцентів. Дослідження, спрямовані на вирішення цих проблем, є ключовими й пріоритетними у біотехнології мікробних ПАР. Ефективність технологій мікробних ПАР може бути підвищена за рахунок використання як ростових субстратів промислових відходів, оптимізації умов культивування продуцентів, внесення у середовище попередників біосинтезу, розроблення рентабельних методів виділення ПАР та одержання штамів-надсинтетиків, у тому числі й рекомбінантних.
Представлены литературные и собственные экспериментальные данные авторов, касающиеся состояния и перспектив развития промышленного производства микробных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Отмечается, что высокая на сегодняшний день себестоимость микробных ПАВ обусловлена большими затратами на биосинтез и выделение целевого продукта, а также невысокой продуктивностью штаммов-продуцентов. Исследования, направленные на решение этих проблем, являются ключевыми и приоритетными в биотехнологии микробных ПАВ. Эффективность технологий микробных ПАВ может быть повышена за счет использования в качестве ростовых субстратов промышленных отходов, оптимизации условий культивирования продуцентов, внесения в среду пред шественников биосинтеза, разработки рентабельных методов выделения ПАВ и получения штамов-сверхсинтетиков, в том числе и рекомбинантных.
The review represents the data concerning state and perspective of development of surfaceactive substances (SAS) commercial production. Now the high prime cost of microbial SAS is conditioned by large costs on their biosynthesis, recovery and purification of base product and also low yields in production processes. The investigations directed on decision of these problems are key and priority in biotechnology of microbial SAS. The efficiency of microbial SAS technologies can be higher due to using of cheaper raw materials as growth substrates, optimization of cultivation conditions, addition into medium of biosynthesis of precursors and development of economically rational methods of SAS recovery and obtain hyper-producing strains including recombinant microorganisms.
|
| first_indexed | 2025-11-29T12:36:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
Огляди
29
♦ оптимізація умов культивування про�
дуцента та пошук нових рентабельних ме�
тодів виділення й очищення ПАР;
♦ одержання мутантних і рекомбінантних
штамів мікроорганізмів�надсинтетиків ПАР.
На цей час дослідники активно реалізу�
ють перші два підходи, тоді як використан�
ня рекомбінантних штамів�продуцентів
ПАР донедавна в контексті зниження собі�
вартості виробництва мікробних ПАР не
розглядалось.
Альтернативні субстрати
для одержання мікробних
поверхнево\активних речовин
Відомо, що для переважної більшості
біотехнологічних процесів вартість компо�
нентів живильного середовища становить
близько 20–30% загальних витрат на вироб�
ництво [7]. У зв’язку з цим одним із шляхів
зниження собівартості цільового продукту
є використання ростових субстратів дешевої
промислової сировини (наприклад, жирів
рослинного походження), а також відходів
харчової промисловості (олійно�жирової,
спиртової, молочної) та сільськогосподарсь�
кого сектору (крохмалевмісні речовини)
[7–9].
У низці робіт [10–12] є дані щодо можли�
вості використання жирів рослинного
Мікробні поверхнево�активні речовини
(ПАР) використовуються у багатьох галу�
зях народного господарства, зокрема для
підвищення нафтовидобутку, надання спе�
цифічних смакових і структурних власти�
востей продуктам харчування, для створення
нових високоефективних форм фармацев�
тичних препаратів, а також у процесах
біоремедіації екосистем [1–4]. Такого ши�
рокого застосування мікробні ПАР набули
завдяки біодеградабельності, низькій ток�
сичності, стабільності фізико�хімічних
властивостей у широкому діапазоні рН
і температури тощо [5].
Попри комерційно привабливі власти�
вості мікробних ПАР та значні переваги їх
порівняно із синтетичними аналогами, про�
мислове виробництво цієї групи речовин
в Україні дотепер не реалізовано, а факто�
рами, що стримують впровадження техно�
логій мікробних ПАР у світі, є високі вит�
рати на біосинтез (сировина, енергетика),
виділення та очищення цільового продук�
ту, а також недостатньо висока продук�
тивність штамів�продуцентів [5, 6].
У зв’язку з цим потенційними шляхами
підвищення ефективності технологій
мікробних ПАР є такі:
♦ використання дешевих ростових суб�
стратів (продуктів переробки основної сирови�
ни або відходів різних галузей промисловості);
УДК 759.873.088.5:661.185
МІКРОБНІ ПОВЕРХНЕВО\АКТИВНІ РЕЧОВИНИ:МІКРОБНІ ПОВЕРХНЕВО\АКТИВНІ РЕЧОВИНИ:
ПРОБЛЕМИ ПРОМИСЛОВОГО ВИРОБНИЦТВАПРОБЛЕМИ ПРОМИСЛОВОГО ВИРОБНИЦТВА
Ключові слова: поверхнево�активні речовини, технологія біосинтезу, ефективність ви�
робництва, промислові відходи, умови культивування, мікроорганізми�
продуценти, виділення цільового продукту.
Т. П. ПИРОГ, С. В. ІГНАТЕНКО
Національний університет харчових технологій, Київ
E7mail: tapirog@usuft.kiev.ua
Наведено літературні та власні експериментальні дані авторів щодо стану і перспектив розвитку про�
мислового виробництва мікробних поверхнево�активних речовин (ПАР). Зазначається, що висока на сьо�
годні собівартість мікробних ПАР зумовлена великими витратами на біосинтез і виділення цільового продукту,
а також невисокою продуктивністю штамів�продуцентів. Дослідження, спрямовані на вирішення цих проблем,
є ключовими й пріоритетними у біотехнології мікробних ПАР. Ефективність технологій мікробних ПАР може
бути підвищена за рахунок використання як ростових субстратів промислових відходів, оптимізації умов куль�
тивування продуцентів, внесення у середовище попередників біосинтезу, розроблення рентабельних методів
виділення ПАР та одержання штамів�надсинтетиків, у тому числі й рекомбінантних.
БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №4, 2008
30
ватки як субстрату може вирішити пробле�
му утилізації цього відходу молочної про�
мисловості та суттєво знизити витрати на
виробництво ПАР.
Як альтернативну сировину для вироб�
ництва ПАР також застосовують крохма�
левмісні відходи. Зокрема, синтез ліпопеп�
тидів Bacillus subtilis здійснюють на
середовищах, які містять відходи картопле�
переробних виробництв [23–26]. Побічний
продукт виробництва борошна з маніоки
є субстратом для синтезу сурфактину Bacil7
lus subtilis АТСС 21332 та B. subtilis LB5a
[27–29]. У разі використання такого суб�
страту кількість ліпопептидів досягає
2,2–3,0 г/л. Субстратами для виробництва
ПАР можуть слугувати такі крохмалевмісні
речовини, як рідкі відходи переробки рису,
обробки злаків, патоки, кукурудзяного бо�
рошна.
Наші дослідження показали можливість
застосування для синтезу поверхнево�ак�
тивних речовин гідрофільних субстратів
(етанол, гліцерол), які порівняно з гідрофоб�
ними сполуками мають такі переваги: по�
перше, вони є водорозчинними і тому більш
технологічними, а по�друге, ці субстрати
значно дешевші.
Із забруднених нафтою зразків ґрунту
і води нами було виділено нафтоокисню�
вальні бактерії, ідентифіковані як Acineto7
bacter calcoaceticus K�4, Nocardia vaccinii K�8,
Rhodococcus erythropolis ЕК�1 [30], і встанов�
лено здатність цих штамів синтезувати ме�
таболіти з поверхнево�активними і емульгу�
вальними властивостями під час росту на
різних гідрофобних і гідрофільних субстра�
тах [31, 32].
Слід зазначити, що бактерії родів
Rhodococcus і Acinetobacter ростуть на ета�
нолі [33–35], проте дотепер відсутні дані про
походження як ефективної та дешевої сиро�
вини для синтезу ПАР. Так, соняшникова,
соєва, рапсова, кукурудзяна олії можуть
слугувати субстратами для синтезу рам�
ноліпідів, софороліпідів, манозоліпідів
(табл. 1) [13–15]. Проте ці сполуки є харчо�
вою сировиною, що обмежує застосування їх
у біотехнологічних процесах. Із дешевих
рослинних нехарчових олій потенційними
субстратами для синтезу ПАР є, наприклад,
рицинова олія та олія жожоба [15].
Окрім різних рослинних олій субстрата�
ми для одержання ПАР можуть бути побічні
продукти їх виробництва. Так, встановлена
можливість використання відходів вироб�
ництва соєвої та соняшникової олій для син�
тезу рамноліпідів штамами Pseudomonas
aeruginosa AT10 та P. aeruginosа LB1
[16–18, 19]. За присутності у середовищі
культивування Candida antarctica та C. api7
cola відходів виробництва соняшникової
олії кількість синтезованих гліколіпідів ста�
новила 10,5 та 13,4 г/л відповідно [20].
Промислові жировмісні відходи інших
галузей, зокрема стічні води м’ясоперероб�
ної промисловості, відходи миловарного ви�
робництва, можуть також слугувати по�
тенційними субстратами для синтезу ПАР.
Варто зауважити, що такі субстрати є до�
ступними у необхідних кількостях та деше�
вими, що повністю виключає залежність ви�
робництва ПАР від сировинної бази.
У літературі є повідомлення про вико�
ристання для синтезу ПАР відходів молоч�
ної промисловості, зокрема сироватки
[21, 22]. Так, під час культивування
Pseudomonas aeruginosa BS2 на середовищі
зі вмістом сирної сироватки кількість синте�
зованих рамноліпідів становить 0,92 г/л, що
перевищує показники синтезу ПАР на син�
тетичних середовищах. Використання сиро�
Таблиця 1. Використання рослинних жирів для промислового отримання
поверхнево\активних речовин
Примітка: «–» — дані відсутні.
Субстрат Поверхнево\активні речовини Штам\продуцент ПАР, г/л
Рапсова олія Рамноліпіди Pseudomonas species DSM 2874 45
Кукурудзяна олія Софороліпіди Candida bombicola ATCC 22214 40
Соняшникова олія
Рамноліпіди Pseudomonas aeruginosa DS10�129 4,31
Ліпопептиди Serratia marcescens –
Соєва олія
Рамноліпіди Pseudomonas aeruginosa DS10�129 2,98
Манозилеритритолліпіди Candida species SY16 9,5
Огляди
31
і дріжджового автолізату, у разі викорис�
тання інокуляту, вирощеного на гліцеролі
до середини експоненційної фази росту
і тривалості культивування 168 год.
Ефективні й економічно обґрунтовані
методи виділення та очищення
поверхнево\активних речовин
Одним із найважливіших чинників, що
визначає рентабельність будь�якого біотех�
нологічного виробництва, є метод виділення
та очищення цільового продукту. Для
багатьох продуктів мікробного синтезу вит�
рати на очищення становлять близько 60%
загальних витрат на виробництво. Для виді�
лення поверхнево�активних речовин у про�
мисловості застосовують низку традиційних
методів, зокрема кислотне осадження,
екстракцію органічними розчинниками,
кристалізацію, осадження сульфатом амо�
нію, центрифугування тощо [5]. За останні
роки було розроблено кілька нових методів
для виділення позаклітинних ПАР: ульт�
рафільтрація, сорбція на полістирольних
матрицях та активованому вугіллі, іоно�
обмінна хроматографія (табл. 2) [39–41]. Ос�
новною перевагою цих методів є можливість
організації безперервного технологічного
процесу та одержання високоочищених
ПАР.
Слід зазначити, що у хроматографічних
методах для здійснення процесів десорбції
використовують високотоксичні органічні
розчинники (ацетон, метанол, хлороформ).
За останні роки у промисловості почали ус�
пішно застосовувати альтернативні розчин�
ники типу метилтретбутилового ефіру. Зок�
рема, таку технологію застосовують для
виділення та очищення ПАР, синтезованих
бактеріями роду Rhodococcus [42, 43]. Ці
розчинники є дешевими і менш токсични�
ми, що дає змогу суттєво скоротити витрати
на фінішних стадіях виділення ПАР та
мінімізувати потенційну екологічну небез�
пеку. Ці переваги запропонованих розчин�
ників уможливлюють створення на їх основі
більш конкурентоспроможних технологій.
У деяких випадках використання одного
методу є недостатнім для повного виділення
ПАР чи одержання високоочищених препа�
ратів. Тому зараз широко застосовують бага�
тоступеневі схеми, що охоплюють кілька
послідовних етапів концентрування культу�
ральної рідини (її супернатанту) та очищен�
ня ПАР від сторонніх домішок [40]. Така
схема дає змогу одержувати поверхнево�ак�
тивні препарати різного ступеня чистоти.
синтез ними ПАР на цьому субстраті. Відо�
мості про утворення поверхнево�активних
речовин представниками роду Nocardia
навіть на гідрофобних субстратах є дуже об�
меженими [36, 37].
Результати наших досліджень свідчать,
що штам R. erythropolis ЕК�1 під час росту на
етанолі синтезує ПАР у незначних кількос�
тях [31]. Поверхневий натяг культуральної
рідини (σ) становив 50–55 мН/м, умовна
концентрація ПАР (ПАР*) досягала
1,1–1,2, а концентрація ПАР — 0,4–0,43 г/л,
тоді як під час росту культури на гідрофоб�
них субстратах ці показники були значно
вищими. Подальші експерименти показали,
що заміна амонійного джерела азоту на
нітратне у середовищі культивування R. ery7
thropolis ЕК�1, підвищення концентрації
етанолу до 2%, підтримання співвідношен�
ня вуглець/азот на рівні 36:1 дали змогу
збільшити показники синтезу ПАР утричі.
Максимальний синтез ПАР у процесі
культивування A. calcoaceticus K�4 на ета�
нолі (умовна концентрація ПАР 3,6; емуль�
гувальна активність розведеної у 50 разів
культуральної рідини становить 96%) спо�
стерігався за наявності у середовищі сечови�
ни як джерела азоту, а також дріжджового
автолізату та мікроелементів, співвідношен�
ня С/N 60:1, і з використанням інокуляту
з кінця експоненційної фази росту в конце�
нтрації 10% [32].
На сьогодні одним з найперспективні�
ших субстратів для використання у біотех�
нологічних процесах є гліцерол — побічний
продукт, утворюваний у великих кількос�
тях під час виробництва біодизеля з рослин�
ної і тваринної сировини [38]. Так, під час
одержання 100 л біодизеля утворюється (як
продукт трансетерифікації рослинних олій
і тваринних жирів) до 10 л гліцеролу [38].
Неможливість використання в інших техно�
логіях такої величезної кількості гліцеролу
є на цей час найважливішим фактором, що
стримує виробництво біодизеля у світі. Од�
ним із шляхів утилізації гліцеролу може бу�
ти застосування його як джерела вуглецю
і енергії при розробленні технологій мікроб�
ного синтезу практично цінних метаболітів.
Наші експерименти довели можливість
синтезу ПАР у процесі вирощування штаму
Nocardia vaccinii K�8 на гліцеролі. Встанов�
лено умови культивування N. vaccinii K�8 на
середовищі з 0,5% гліцеролу, в яких показ�
ники синтезу ПАР підвищувались у кілька
разів (неопубліковані дані). Так, умовна
концентрація ПАР досягає значень 4,2–5,0
за наявності у середовищі іонів заліза
БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №4, 2008
32
Таблиця 2. Вибір методу виділення поверхнево\активних речовин
залежно від їхніх фізико\хімічних властивостей
Метод
виділення
Властивості ПАР,
що визначають вибір методу
Необхідне апаратурне
забезпечення Переваги методу Джерело
Кислотне
осадження
Здатність ПАР переходити
у малорозчинну форму
за низьких значень рН
Збірник Низька вартість, висока
ефективність виділення [44–46]
Осадження
сульфатом
амонію
Здатність ПАР білкової
природи за певних значень
іонної сили розчину
(ізоелектрична точка)
переходити у малорозчинну
форму
Збірник
Ефективність у разі
виділення деяких груп
полімерних ПАР
[47]
Екстракція
органічними
розчинниками
Розчинність ПАР в
органічній фазі за рахунок
наявності в їхній молекулі
гідрофобної частини
Екстракційна
установка
Ефективний метод для
виділення та часткового
очищення ПАР,
можливість регенерації
розчинника
[40, 41]
Екстракція
метилтрет�
бутиловим
ефіром
Розчинність ПАР в
органічній фазі за рахунок
наявності в їхній молекулі
гідрофобної частини
Екстракційна
установка
Використання
низькотоксичного
розчинника, можливість
регенерації екстрагента,
низька вартість
[42, 43]
Флотація
Здатність ПАР завдяки
поверхнево�активним
властивостям формувати піну
і переходити в неї
Спеціально
сконструйовані
реактори
Можливість організації
безперервного процесу
виділення ПАР, високий
ступінь очищення ПАР
[26, 48]
Ультра�
фільтрація
Здатність ПАР формувати
міцели, що затримуються
полімерними мембранами
Ультрафільтраційний
модуль, що містить
полімерні пористі
мембрани
Можливість проведення
швидкої регенерації
мембран, високий рівень
чистоти одержаних
препаратів
[39, 49]
Адсорбція на
полістироль�
них матрицях
Здатність до адсорбції ПАР
на полімерних носіях з
наступною десорбцією
органічними розчинниками
Колонки, заповнені
полістирольним носієм
Можливість проведення
швидкої регенерації
носія, високий рівень
чистоти одержаних
препаратів
[40]
Адсорбція на
активованому
вугіллі
Здатність ПАР адсорбуватись
на активованому вугіллі та
десорбуватись органічними
розчинниками
Колонки, заповнені
сорбційним матеріалом,
або безпосереднє
внесення вугілля в
культуральну рідину
Можливість одержання
високоочищених
препаратів, швидка
регенерація сорбенту,
низька вартість
[41]
Іонообмінна
хромато�
графія
Полярність молекули ПАР,
що зумовлює здатність до
обміну зарядженої його
частини на рухомі іони
катіонітів та аніонітів
Колонки, заповнені
іонообмінною смолою
Можливість одержання
високоочищених
препаратів, багаторазове
використання носія,
швидкий процес
регенерації
[40]
Огляди
33
За останні роки було одержано низку ви�
сокоефективних рекомбінантних штамів�
надсинтетиків ПАР. Так, із використанням
як вектора плазміди рС112 сконструйовано
штам Bacillus subtilis МІ 113 уведенням гена
lpa714, відповідального за синтез сурфакти�
ну [53]. На середовищах із соєвим борошном
рекомбінантний штам синтезував у 8 разів
більше сурфактину, ніж вихідний. Створено
ряд рекомбінантних штамів Pseudomonas
putida, Pseudomonas fluorescens — надсин�
тетиків рамноліпідів [54].
Застосування генно�інженерних методів
дає змогу не лише підвищити продуктив�
ність штамів, а й змінювати хімічний склад
синтезованих ними поверхнево�активних
речовин. Так, зміна нуклеотидної послідов�
ності гена, що кодує синтез сурфактину,
супроводжувалась зміною складу фермент�
ного комплексу і, як наслідок, синтезом но�
вого ПАР (ліхенізин) штамом Bacillus sub7
tilis [55].
Відомо, що Pseudomonas aeruginosa (про�
дуцент рамноліпідів) не здатен використо�
вувати для росту й біосинтезу ПАР лактозу.
Введення у клітини бактерій гена lacZY
з Escherichia coli дало змогу створити шта�
ми, що синтезували рамноліпіди на середо�
вищі з молочною сироваткою [56].
Нещодавно було створено новий рекомбі�
нантний штам Gordonia amarae введенням
стійкого гена гемоглобіну (vgb), що дало
змогу в чотири рази підвищити синтез тре�
галозоліпідів [57].
Фізіологічні основи регуляції синтезу
поверхнево\активних речовин
Ще одним підходом до підвищення ефек�
тивності технологій одержання продуктів
мікробного синтезу є внесення екзогенних
попередників у середовище культивування
продуцента. Так, раніше нами було показано
Так, наприклад, сконцентрована культу�
ральна рідина або неочищені препарати
ПАР, одержані на перших стадіях техно�
логічного процесу, мають низьку вартість
і їх можна використовувати у нафтовидо�
бувній, текстильній галузях та для очищен�
ня екосистем від нафтових забруднень. На�
томість високоочищені препарати ПАР, що
застосовуються виключно у фармацевтич�
ній, харчовій, косметичній промисловості,
можуть бути одержані в результаті додатко�
вих етапів очищення вихідних напівпро�
дуктів. Така багатоступенева технологія має
впроваджуватись на підприємствах, що ви�
робляють продукцію для широкого спектра
галузей промисловості.
Мутантні і рекомбінантні штами —
надсинтетики поверхнево\активних
речовин
Окрім оптимізації складу живильного
середовища та умов культивування, вибору
ефективного методу виділення цільового ме�
таболіту, комерційна складова будь�якого
біотехнологічного процесу залежить від по�
тенційних можливостей штаму�продуцента.
У сучасних умовах промислові масштаби
виробництва потребують використання но�
вих високоактивних мутантних і рекомбі�
нантних штамів, здатних до максимально
повної трансформації субстратів у поверхне�
во�активні речовини. Використання таких
модифікованих продуцентів дасть змогу
підвищити ефективність технологічного
процесу та одержувати ПАР із заданими
властивостями. Для одержання надпроду�
центів ПАР використовують транспозони
[50], іонізуюче випромінювання [51], хіміч�
ні мутагени типу N�метил�N′�нітро�N�нітро�
зогуанідин [52] або процеси селекції на осно�
ві резистентності до іонних детергентів [47]
тощо (табл. 3.)
Таблиця 3. Ефективність використання для синтезу поверхнево\активних речовин мутантних штамів
Мутантний штам Спосіб одержання Підвищення синтезу
ПАР, %
Pseudomonas aeruginosa
59C7
Уведення транспозона Tn5�GM
у Pseudomonas aeruginosa PG201 100
Pseudomonas aeruginosa
PTCC 1637 Оброблення N�метил�N′�нітро�N�нітрозогуанідином 900
Bacillus licheniformis KGL11 Оброблення N�метил�N′�нітро�N�нітрозогуанідином 1100
Bacillus subtilis ATCC 55033 Оброблення N�метил�N′�нітро�N�нітрозогуанідином 300–500
Pseudomonas aeruginosa EBN�8 Дія γ�випромінювання на Pseudomonas aeruginosa S8 100–200
Bacillus subtilis Suf�1 Дія ультрафіолету на Bacillus subtilis ATCC 21332 200–300
Acinetobacter calcoaceticus
RAG�1
Селекція на основі резистентності
до катіонних детергентів 100–200
БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №4, 2008
34
Варто зауважити, що нам не вдалося
віднайти літературні дані щодо підвищення
синтезу ПАР за одночасної присутності у се�
редовищі культивування як цитрату (регу�
лятора синтезу ліпідів), так і С4�дикарбоно�
вих кислот (попередників глюконеогенезу).
Окрім того, дотепер практично не дослідже�
но механізми, що забезпечують інтенсифі�
кацію утворення ПАР у відповідь на при�
сутність у середовищі попередників їх
синтезу. Так, у [62] встановлено, що за при�
сутності цитрату спостерігається зниження
активності ізоцитратдегідрогенази у кліти�
нах Bacillus subtilis, тобто збільшення син�
тезу сурфактину автори пояснюють пере�
важними витратами субстрату вуглецю на
процеси біосинтезу ПАР. Водночас для
дріжджів Torulopsis apicola — продуцента
поверхнево�активних гліколіпідів — вста�
новлено, що механізм дії цитрату натрію по�
лягає у підтриманні рН на оптимальному
для синтезу ПАР рівні за рахунок підлуж�
нення культуральної рідини в результаті
транспортування цитрату шляхом симпорту
з протоном, що й забезпечує збільшення
синтезу ПАР [61]. Аналогічний вплив на
синтез ПАР Torulopsis apicola справляли
солі й інших органічних кислот (сукцинату,
тартрату і малонату).
Отже, з аналізу літературних і власних
експериментальних даних авторів випли�
ває, що організація промислового виробни�
цтва ПАР потребує попереднього ґрунтовно�
го вивчення економічної ефективності цього
процесу. На сьогодні собівартість мікробних
ПАР є вищою порівняно з хімічними анало�
гами через низький вихід цільового продук�
ту та високі витрати на його виділення
й очищення. Використання дешевих суб�
стратів, оптимізація складу живильного се�
редовища та умов культивування, впровад�
ження на виробництві ступінчастої схеми
виділення ПАР можуть суттєво змінити си�
туацію. Зниження собівартості цільового
продукту може бути досягнено також за
умов використання нових штамів–надсин�
тетиків ПАР.
можливість інтенсифікації синтезу мікроб�
ного полісахариду етаполану додаванням
у середовище С4�дикарбонових кислот —
інтермедіатів метаболізму етанолу, які є по�
передниками глюконеогенезу [58]. З літера�
тури відомо, що за присутності попередників
підвищується синтез макролідних анти�
біотиків [59, 60]. У 80–90�х роках ХХ ст.
дослідниками було встановлено стимулю�
ючий вплив цитрату натрію на утворення
ПАР мікроорганізмами [61–63]. Такий
ефект пояснюють активуючим впливом цит�
рату на фермент ацетил�КоА�карбоксилазу,
який каталізує перетворення ацетил�КоА на
малоніл�КоА, що, у свою чергу, супровод�
жується підвищенням синтезу жирних кис�
лот, а отже, і ПАР ліпідної природи [64].
Наші дослідження довели можливість
інтенсифікації синтезу поверхнево�актив�
них речовин штамом R. erythropolis ЕК�1 за
наявності у середовищі з етанолом цитрату
(регулятора синтезу ліпідів) і фумарату (по�
передника глюконеогенезу).
Встановлено, що збільшення на 40–100%
показників синтезу ПАР за умови внесення
цитрату (0,1%) і фумарату (0,2%) на почат�
ку стаціонарної фази росту продуцента зу�
мовлено активацією глюконеогенетичної
гілки обміну і посиленням синтезу ліпідів,
про що свідчило підвищення в 1,4–1,5
і 3,4–3,6 раза активності ізоцитратліази
і фосфоенолпіруватсинтетази, відповідно,
а також зниження в 1,5–1,6 раза активності
ізоцитратдегідрогенази.
Слід зазначити, що відомі на цей час
літературні дані свідчать про можливість
інтенсифікації синтезу ПАР за присутності
цитрату [61–65], проте встановлені нами за�
кономірності відрізняються від описаних
у літературі. Так, згідно з літературними
даними, цитрат у концентрації 0,5–1,0%
вносили на початку процесу культивування
продуцентів ПАР. За такої концентрації
цитрат можна розглядати як додатковий
ростовий субстрат, а не регулятор синтезу
ліпідів. На сьогодні у літературі практично
відсутні відомості про вплив С4�дикарбоно�
вих кислот — попередників глюконеогенезу
на синтез ПАР. Відомо, що внесення солей
органічних кислот циклу Кребса (сукцинату
і фумарату в концентрації 0,5%) у середови�
ще культивання Bacillus subtilis С�14 на
початку процесу культивування супрово�
джувалось підвищенням кількості синтезо�
ваних ПАР у 1,5–2 рази [66]. При цьому
спостерігали також збільшення рівня біома�
си, індексу емульгування і показника умов�
ної концентрації ПАР.
Огляди
35
14. Ferraz C., de Araujo A. A., Pastore G. M. The
influence of vegetable oils on biosurfactant
production by Serratia marcescens // Appl.
Biochem. Biotechnol. — 2002. — V. 98–100. —
P. 841–847.
15. Kim H. S., Jeon J. W., Kim B. H. et al.
Extracellular production of a glycolipid bio�
surfactant, mannosylerythritol lipid, by
Candida sp. SY16 using fed batch fermenta�
tion // Appl. Microbiol. Biotechnol. — 2006. —
V. 70, N4. — P. 391–396.
16. Nitschke M., Costa S. G., Haddad R. et al. Oil
wastes as unconventional substrates for
rhamnolipid biosurfactant production by
Pseudomonas aeruginosa LB1// Biotechnol.
Prog. — 2005. — V. 21, N5. — P. 1562–1566.
17. Benincasa M., Contiero J., Mansera M. A.,
Moraes I. O. Rhamnolipid production by
P. aeruginosa LB1 growing on soapstock as
the sole carbon source // J. Food Eng. —
2002. — V. 54. — P. 283–288.
18. Benincasa M., Abalos A., Oliveira I., Mansera A.
Chemical structure, surface properties and
biological activities of the biosurfactant pro�
duced by Pseudomonas aeruginosa LBI from
soapstock // Anton. Leeuw. Int. J. G. —
2004. — V. 85, N1. — P.1–8.
19. Abalos A., Pinazo A., Infante M. R. et al.
Physicochemical and antimicrobial proper�
ties of new rhamnolipids produced by
Pseudomonas aeruginosa AT10 from soy�
abean oil refinery wastes // Langmuir. —
2001. — V. 17, N5. — P. 1367–1371.
20. Bednarski W., Adamczak M., Tomasik J.,
Plaszczyk M. Application of oil refinery
waste in biosynthesis of glycolipids by yeast
// Bioresour. Technol. — 2004. — V. 95, N1. —
P. 15–18.
21. Dubey K., Juwarkar A. Distillery and curd whey
wastes as viable alternative sources for biosur�
factant production // World J. Microbiol.
Biotechnol. — 2001. — V. 17, N1. — P. 61–69.
22. Dubey K., Juwarkar A. Determination of
genetic basis for biosurfactant production in
distillery and curd whey wastes utilizing
Pseudomonas aeruginosa strain BS2 //
Indian J. Biotechnol. — 2004. — V. 3, N1. —
P. 74–81.
23. Thompson D. N., Fox S. L., Bala G. A.
Biosurfactants from potato process effluents
// Appl. Biochem. Biotechnol. — 2000. —
V. 84–86. — P.917–930.
24. Thompson D. N., Fox S. L., Bala G. A. The
effects of pretreatments on surfactin pro�
duction from potato process effluent by
Bacillus subtilis // Ibid. — 2001. —
V. 91–93. — P. 487–502.
25. Noah K. S., Bruhn D. F., Bala G. A. Surfactin
production from potato process effluent by
Bacillus subtilis in a chemostat // Ibid. —
2005. — V.121–124. –P. 465–473.
1. Cameotra S. S., Makkar R. S. Recent applica�
tions of biosurfactants as biological and
immunological molecules // Curr.Opin.
Microbiol. — 2004. — V. 7, N3. — P. 262–266.
2. Singh P., Cameotra S. S. Potential applica�
tions of microbial surfactants in biomedical
sciences // Trends Biotechnol. — 2004. —
V. 22, N3. — P. 142–146.
3. Rodrigues L., Banat I. M., Teixeira J.,
Oliveira R. Biosurfactants: potential appli�
cations in medicine // J. Antimicrob. Chemo�
ther. — 2006. — V. 57, N4. — P. 609–618.
4. Ron E. Z., Rosenberg E. Natural roles of bio�
surfactants // Environ. Microbiol. — 2001. —
V. 3, N 4 . — P.229–236.
5. Desai J. D., Banat I. M. Microbial production
of surfactants and their commercial poten�
tial // Microbiol. Mol. Biol. Rev. — 1997. —
V. 61, N1. — P. 47–64.
6. Banat I. M, Makkar R. S., Cameotra S. S.
Potential commercial applications of microbial
surfactants // Appl. Microbiol. Biotechnol. —
2000. — V. 53, N5. — P. 495–508.
7. Makkar R. S., Cameotra S. S. An update on
use of unconventional substrates for biosur�
factants production and their new applica�
tions // Ibid. — 2002. — V. 58, N4. —
P. 428–434.
8. Raza Z. A., Rehman A., Khan M. S., Khalid Z. M.
Improved production of biosurfactant by
Pseudomonas aeruginosa mutant using veg�
etable oil refinery wastes // Biodegrada�
tion. — 2007. — V. 18, N1. — P. 115–121.
9. Shah V., Jurjevic M., Badia D. Utilization of
restaurant waste oil as a precursor for
sophorolipid production // Biotechnol. Prog. —
2007. — V. 23, N2. — P. 512–515.
10. Trummler K., Effenberger F., Syldatk C. An
integrated microbial/enzymatic process for
production of rhamnolipids and l�(+)�rham�
nose from rapeseed oil with Pseudomonas sp.
DSM 2874 // Eur. J. Lipid. Sci. Tech. —
2003. — V. 105. — P. 563–571.
11. Vance7Harrop M. H., de Gusmao N. B., de
Campos7Takaki G. M. New bioemulsifiers
produced by Candida lipolytica using D�glu�
cose and babassu oil as carbon sources //
Braz. J. Microbiol. — 2003. — V. 34. —
P. 120–123.
12. Pekin G., Vardar7Sukan F., Kosaric N.
Production of sophorolipids from Candida
bombicola ATCC 22214 using Turkish corn
oil and honey // Eng. Life Sci. — 2005. —
V. 5, N4. — P. 357–362.
13. Rahman K. S., Rahman T. J., McClean S.
et al. Rhamnolipid biosurfactant production
by strains of Pseudomonas aeruginosa using
low�cost raw materials // Biotechnol.
Prog. — 2002. — V. 18, N 6. — P. 1277–1281.
ЛІТЕРАТУРА
БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №4, 2008
36
viability for the biofuels industry // Curr. Opin.
Biotechnol. –2007. — V. 18. — P. 213–219.
39. Sen R., Swaminathan T. Characterization of
concentration and purification parameters
and operating conditions for the small�scale
recovery of surfactin. // Process Biochem. —
2005. — V. 40, N9. — P. 2953– 2958.
40. Reiling, H. E., Thanei7Wyss U., Guerra7
Santos L. H. et al. Pilot plant production of
rhamnolipid biosurfactant by Pseudomonas
aeruginosa // Appl. Environ. Microbiol. —
1986. — V. 51, N5. — P. 985–989.
41. Dubey K. V., Juwarkar A. A., Singh S. K.
Adsorption�desorption process using wood�
based activated carbon for recovery of bio�
surfactant from fermented distillery waste�
water // Biotechnol. Prog. — 2005. — V. 21,
N3. — P. 860–867.
42. Kuyukina M. S., Ivshina I. B., Philp J. C.
Recovery of Rhodococcus biosurfactants
using methyl tertiary�butyl ether extraction
// J. Microbiol. Meth. — 2001. — V. 46, N2. —
P. 149–156.
43. Philp J. C., Kuyukina M. S., Ivshina I. B. et
al. Alkanotropic Rhodococcus ruber as a bio�
surfactant producer // Appl. Microbiol.
Biotechnol. — 2002. — V. 59, N2–3. —
P. 318–324.
44. Sen R. Response surface optimization of the
critical media components for production of
surfactin // J. Chem. Tech. Biotechnol. —
1997. — V. 68, N3. — P. 263–270.
45. Sen R., Swaminathan T. Application of
response�surface methodology to evaluate
the optimum environmental conditions for
the enhanced production of surfactin //
Appl. Microbiol. Biotechnol. — 1997. —
V. 47. — P. 358– 363.
46. Sen R., Swaminathan T. Response surface
modeling and optimization to elucidate the
effects of inoculum age & size on surfactin
production // Biochem. Eng. J. — 2004. —
V. 21. — P. 141–148.
47. Shabtai Y., Gutnick D. L. Enhanced emulsan
production in mutants of Acinetobacter cal7
coaceticus RAG�1 selected for resistance to
cetyltrimethylammonium bromide // Appl.
Environ. Microbiol. — 1986. — V. 52. —
P. 146–151.
48. Davis D. A., Lynch H. C., Varley J. The appli�
cation of foaming for recovery of surfactin
from B. subtilis ATCC 21332 // Enzyme
Microb. Technol. — 2001. — V. 28, N4–5. —
P. 346–354.
49. Ramnani P., Kumar S. S., Gupta R.
Concomitant production and downstream
processing of alkaline protease and biosur�
factant from Bacillus licheniformis RG1:
bioformulation as detergent additive //
Process Biochem. — 2005. — V. 40, N10. —
P. 3352–3359.
26. Noah K. S., Fox S. L., Bruhn D. F. et al.
Development of continuous surfactin pro�
duction from potato process effluent by
Bacillus subtilis in an airlift reactor // Ibid. —
2002. — V. 98–100. — P. 803–813.
27. Nitschke M., Pastore G. Production and
properties of a surfactant obtained from
Bacillus subtilis grown on cassava waste�
water // Bioresour. Technol. — 2006. —
V. 97, N2. — P. 336–341.
28. Nitschke M., Pastore G. M. Cassava flour
wastewater as a substrate for biosurfactant
production // Appl. Biochem. Biotechnol. —
2003. — V. 105–108, N3. — P. 295–301.
29. Nitschke M,. Pastore G.M. Biosurfactant
production by Bacillus subtilis using cassa�
va�processing effluent // Ibid. — 2004. —
V. 112, N3. — P. 163–172.
30. Пирог Т. П., Шевчук Т. А., Волошина И. Н.,
Гречирчак Н. Н. Использование иммобили�
зованных на керамзите клеток нефтеокис�
ляющих микроорганизмов для очистки
воды от нефти // Прикл. биохим. микро�
биол. — 2005. — Т. 41, №1. — С. 58–63.
31. Пирог Т. П., Шевчук Т. А., Волошина И. Н.,
Карпенко Е. И. Образование поверхностно�
активных веществ при росте штамма
Rhodococcus erythropolis ЭК�1 на гидро�
фильных и гидрофобных субстратах // Там
же. — 2004. — Т. 40, №5 . — С. 544–550.
32. Пирог Т. П., Антонюк С. І. Особливості
синтезу поверхнево�активних речовин
штамом Acinetobacter calcoaceticus К�4 //
Наук. праці Нац. ун�ту харчових техно�
логій . — 2007. — №22. — С. 50–53.
33. Carvalho C. de, Parreno7Marchante B.,
Neumann G. et al. Adaptation of Rhodo7
coccus erythropolis DCL14 to growth on n�
alkanes, alcohols and terpenes // Appl.
Microbiol. Biotechnol. — 2005. — V. 67. —
P. 383–388.
34. Carvalho C. de, Fonseca M. da. Degradation
of hydrocarbons and alcohols at different
temperatures and salinities by Rhodococcus
erythropolis DCL14 // FEMS Microbiol.
Ecol. — 2005. — V. 51. — P. 388–399.
35. Rosenberg E., Ron E.Z. High� and low�molec�
ular�mass microbial surfactants // Appl.
Microbiol. Biotechnol. — 1999. — V. 52. —
P. 154 — 162.
36. Macdonald C. R., Cooper D. G., Zajic J. E.
Surface�active lipids from Nocardia erythro7
polis grown on hydrocarbons // Appl.
Environ. Microbiol. — 1981. — V. 41, N1. —
P. 117–123.
37. Kim S. H., Lim E. J., Lee S. O. et al. Purifica�
tion and characterization of biosurfactants
from Nocardia sp. L�417 // Biotechnol. Appl.
Biochem. — 2000. — V. 31. — P. 249–253.
38. Yazdani S. S., Gonzales R. Anaerobic fer�
mentation og glycerol: a path to economic
Огляди
37
59. Миронов В. А., Сергеева А. В., Воронкова В. В.,
Даниленко В. Н. Биосинтез авермектинов:
физиологические и технологические ас�
пекты // Антибиот. химиотер. — 1997. —
Т. 42, № 3. — С. 31–36.
60. Навашин М. С., Федоренко В. А., Наста7
сян И. Н. и др. Генетический и биохимичес�
кий контроль биосинтеза макролидных ан�
тибиотиков // Там же. — 1990. — Т. 35, №
12. — С. 34–38.
61. Stuwer O., Hommel R., Haferburg D., Kle7
ber H.P. Production of crystalline surface�
active glycolipids by a strain Torulopsis api7
cola // J. Biotechnol. — 1987. — V. 6. —
P. 259–269.
62. De Roubin M. R., Mulligan C. N., Gibbs B. F.
Correlation of enhanced surfactin produc�
tion with decreased isocitrate dehydrogenase
activity // Can. J. Microbiol. — 1989. —
V. 35, N9. — P. 854–859.
63. Лесык О. Ю., Елисеев С. А., Полулях О. В.,
Карпенко Ю. В. Образование поверхност�
но�активного комплекса культурой каро�
тинообразующих дрожжей Phaffia
rhodozyma и его эмульгирующие свойства
// Микробиол. журн. — 1991. — Т. 53, №2. —
С. 36 –40.
64. Kosaric N., Cairns W. L., Cray N. C. C. The
role of nitrogen in microorganism strategies
for biosurfactant production // JACS. —
1984. — V.16, N11. — P.1735–1743.
65. Вильданова7Марцишин Р. И. Биосинтез
поверхностно�активных веществ штамма�
ми Rhodococcus fascians ВКМ АС�1169,
Rhodococcus fascians ВКМ АС�1163
и Pseudomonas sp. PS�17: Дис.…канд. биол.
наук. — К.: Ин�т микробиологии и вирусо�
логии НАН Украины, 2004. — 155с.
66. Шульга А. Н. Поверхностно�активные сое�
динения, образуемые культурой бактерий
Bacillus subtilis С�14: Дис.…канд. биол.
наук. — К.: Ин�т микробиологии и вирусо�
логии НАН Украины, 1993. — 163 с.
50. Koch A. K., Kappeli O., Fiechter A., Reiser J.
Hydrocarbon assimilation and biosurfactant
production in Pseudomonas aeruginosa
mutants // J. Bacteriol. — 1991. — V. 173,
N13. — P. 4212–4219.
51. Tahzibi A., Kamal F., Assadi M. M. Improved
production of rhamnolipids by a Pseudomo7
nas aeruginosa mutants // Iran. Biomed. J. —
2004. — V. 8, N1. — P.25– 31.
52. Lin S. C., Lin K. G., Lo C. C., Lin Y. M.
Enhanced biosurfactant production by a Ba7
cillus licheniformis mutant // Enzyme Microb.
Technol. — 1998. — V. 23. — P. 267–273.
53. Ohno A., Ano T., Shoda M. Production of a
lipopeptide antibiotic, surfactin, by recom�
binant Bacillus subtilis in solid�state fer�
mentation // Biotechnol. Bioeng. — 1995. —
V. 47. — P. 209– 214.
54. Ochsner U. A., Reiser J., Fiechter A., Wilholt
B. Production of Pseudomonas aeruginosa
rhamnolipid biosurfactants in heterologous
hosts // Appl. Environ. Microbiol. — 1995. —
V. 61, N9. — P. 3503– 3506.
55. Yakimov M. M., Giuliano L., Timmis K. N.,
Golyshin P. N. Recombinant acylheptapep�
tide lichenysin: high level of production by
Bacillus subtilis cells // J. Mol. Microbiol. Bio�
technol. — 2000. — V. 2, N2. — P. 217–224.
56. Koch A. K., Reiser J., Kappeli O., Fiechter A.
Genetic construction of lactose�utilizing
strains of Pseudomonas aeruginosa and their
application in biosurfactant production //
Nat. Biotechnol. — 1988. — V. 6. —
P. 1335– 1339.
57. Dogan I., Pagilla K. R., Webster D. A., Stark
B. C. Expression of Vitreoscilla haemoglobin
in Gordonia amarae enhances biosurfactant
production // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. —
2006. — V. 33, N8. — P. 693–700.
58. Малашенко Ю. Р., Пирог Т. П., Гринберг Т. А.,
Пинчук Г. Э. Регуляция синтеза экзополи�
сахаридов Acinetobacter sp. на среде с эта�
нолом // Микробиол. журн. — 1993. —
№2. — С. 35 –41.
БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №4, 2008
38
MICROBIAL
SURFACE\ACTIVE SUBSTANCES:
PROBLEMS OF COMMERCIAL
PRODUCTION
Т. P. Pirog, S. V. Ignatenko
National University of Food Technology, Kyiv
E7mail: tapirog@usuft.kiev.ua
The review represents the data concerning
state and perspective of development of surface�
active substances (SAS) commercial production.
Now the high prime cost of microbial SAS is con�
ditioned by large costs on their biosynthesis,
recovery and purification of base product and
also low yields in production processes. The in�
vestigations directed on decision of these prob�
lems are key and priority in biotechnology of
microbial SAS. The efficiency of microbial SAS
technologies can be higher due to using of cheap�
er raw materials as growth substrates, optimiza�
tion of cultivation conditions, addition into
medium of biosynthesis of precursors and devel�
opment of economically rational methods of SAS
recovery and obtain hyper�producing strains
including recombinant microorganisms.
Key words: surfactant species, biosynthesis technolo�
gy, productive efficiency, factory waste, cultivation
conditions, microorganisms�producers, isolation of
desired product.
МИКРОБНЫЕ ПОВЕРХНОСТНО\
АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА:
ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Т. П. Пирог, С. В. Игнатенко
Национальный университет
пищевых технологий, Киев
E7mail: tapirog@usuft.kiev.ua
Представлены литературные и собствен�
ные экспериментальные данные авторов, каса�
ющиеся состояния и перспектив развития
промышленного производства микробных по�
верхностно�активных веществ (ПАВ). Отмеча�
ется, что высокая на сегодняшний день себе�
стоимость микробных ПАВ обусловлена
большими затратами на биосинтез и выделе�
ние целевого продукта, а также невысокой
продуктивностью штаммов�продуцентов. Ис�
следования, направленные на решение этих
проблем, являются ключевыми и приоритет�
ными в биотехнологии микробных ПАВ. Эф�
фективность технологий микробных ПАВ мо�
жет быть повышена за счет использования
в качестве ростовых субстратов промышлен�
ных отходов, оптимизации условий культиви�
рования продуцентов, внесения в среду пред�
шественников биосинтеза, разработки
рентабельных методов выделения ПАВ и полу�
чения штамов�сверхсинтетиков, в том числе
и рекомбинантных.
Ключевые слова: поверхностно�активные вещества,
технология биосинтеза, эффективность производ�
ства, промышленные отходы, условия культивиро�
вания, микроорганизмы�продуценты, выделение
целевого продукта.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-28150 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1995-5537 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-29T12:36:07Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пирог, Т.П. Ігнатенко, С.В. 2011-10-29T21:59:12Z 2011-10-29T21:59:12Z 2008 Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва / Т.П. Пирог, С.В. Ігнатенко // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 4. — С. 29-38. — Бібліогр.: 66 назв. — укр. 1995-5537 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28150 759.873.088.5:661.185 Наведено літературні та власні експериментальні дані авторів щодо стану і перспектив розвитку промислового виробництва мікробних поверхнево-активних речовин (ПАР). Зазначається, що висока на сьогодні собівартість мікробних ПАР зумовлена великими витратами на біосинтез і виділення цільового продукту, а також невисокою продуктивністю штамів-продуцентів. Дослідження, спрямовані на вирішення цих проблем, є ключовими й пріоритетними у біотехнології мікробних ПАР. Ефективність технологій мікробних ПАР може бути підвищена за рахунок використання як ростових субстратів промислових відходів, оптимізації умов культивування продуцентів, внесення у середовище попередників біосинтезу, розроблення рентабельних методів виділення ПАР та одержання штамів-надсинтетиків, у тому числі й рекомбінантних. Представлены литературные и собственные экспериментальные данные авторов, касающиеся состояния и перспектив развития промышленного производства микробных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Отмечается, что высокая на сегодняшний день себестоимость микробных ПАВ обусловлена большими затратами на биосинтез и выделение целевого продукта, а также невысокой продуктивностью штаммов-продуцентов. Исследования, направленные на решение этих проблем, являются ключевыми и приоритетными в биотехнологии микробных ПАВ. Эффективность технологий микробных ПАВ может быть повышена за счет использования в качестве ростовых субстратов промышленных отходов, оптимизации условий культивирования продуцентов, внесения в среду пред шественников биосинтеза, разработки рентабельных методов выделения ПАВ и получения штамов-сверхсинтетиков, в том числе и рекомбинантных. The review represents the data concerning state and perspective of development of surfaceactive substances (SAS) commercial production. Now the high prime cost of microbial SAS is conditioned by large costs on their biosynthesis, recovery and purification of base product and also low yields in production processes. The investigations directed on decision of these problems are key and priority in biotechnology of microbial SAS. The efficiency of microbial SAS technologies can be higher due to using of cheaper raw materials as growth substrates, optimization of cultivation conditions, addition into medium of biosynthesis of precursors and development of economically rational methods of SAS recovery and obtain hyper-producing strains including recombinant microorganisms. uk Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України Біотехнологія Огляди Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва Микробные поверхностно-активные вещества: проблемы промышленного производства Microbial surface-active substances: problems of commercial production Article published earlier |
| spellingShingle | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва Пирог, Т.П. Ігнатенко, С.В. Огляди |
| title | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| title_alt | Микробные поверхностно-активные вещества: проблемы промышленного производства Microbial surface-active substances: problems of commercial production |
| title_full | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| title_fullStr | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| title_full_unstemmed | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| title_short | Мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| title_sort | мікробні поверхнево-активні речовини: проблеми промислового виробництва |
| topic | Огляди |
| topic_facet | Огляди |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28150 |
| work_keys_str_mv | AT pirogtp míkrobnípoverhnevoaktivnírečoviniproblemipromislovogovirobnictva AT ígnatenkosv míkrobnípoverhnevoaktivnírečoviniproblemipromislovogovirobnictva AT pirogtp mikrobnyepoverhnostnoaktivnyeveŝestvaproblemypromyšlennogoproizvodstva AT ígnatenkosv mikrobnyepoverhnostnoaktivnyeveŝestvaproblemypromyšlennogoproizvodstva AT pirogtp microbialsurfaceactivesubstancesproblemsofcommercialproduction AT ígnatenkosv microbialsurfaceactivesubstancesproblemsofcommercialproduction |