AP09258654 Разработка микробиологического способа комплексной утилизации целлюлозосодержащих отходов растениеводства
Дата публикации: 09.09.2021 13:32
Проект AP09258412 «Разработка микробиологического способа комплексной утилизации целлюлозосодержащих отходов растениеводства» выполняется в рамках договора на реализацию научных, научно-технических проектов по грантовому финансированию от 07.04.2021г. №148/36-21-23 заключенного между ТОО «НПЦ микробиологии и вирусологии» и ГУ «Комитет науки МОН РК».
Актуальность.
Целлюлозосодержащее сырье, в том числе отходы сельскохозяйственной переработки растительной биомассы, является самым распространенным возобновляемым сырьем на планете с годовым мировым производством порядка 200 млрд т. Однако оно, в основном, остается невостребованным. Только в Северо-Казахстанской области после уборки зерновых культур остается более 4 млн тонн соломы в год, часть которых идет на удобрения, часть используется в животноводстве, но 40% которой остается бесполезной и сжигается. При сжигании стерни гибнет микрофлора и снижается плодородие почвы.
Одним из способов утилизации целлюлозосодержащих отходов является производство высших целлюлозоразлагающих грибов, отличающееся независимостью от климатических условий, быстрыми темпами отдачи урожая и большой популярностью продукции. Предполагается, что к 2050г. треть потребляемых человеком белков будет приходиться на белки грибного происхождения. Высшие грибы не только являются высокопитательным и деликатесным продуктом питания, но также служат источником биологически активных веществ, используемых в медицине для лечения ряда заболеваний. Отработанный субстрат, представляющий собой биомассу, обогащенную белками, витаминами, гидролитическими ферментами и другими биологически активными веществами, может быть использован в качестве кормовых добавок.
Однако производство грибов не получает массового развития из-за энергоемкости и сложности подготовки субстрата для их выращивания. Сырье, даже самого лучшего качества, содержит массу покоящихся форм плесневых грибов, активизирующихся при увлажнении и конкурирующих с высшим грибом за источники питания, подавляя его развитие и накапливая микотоксины.
Правильный подбор микроорганизмов для конверсии субстрата, подавления конкурентной микрофлоры и стимуляции роста гриба позволяет снизить затраты на предобработку субстрата, повысить продуктивность высших целлюлозоразрушающих грибов для использования в пищевой и фармацевтической промышленности и получить функциональную протеинизированную пробиотическую кормовую добавку для сельскохозяйственных животных и птицы.
Целью проекта является разработка микробиологического способа комплексной утилизации целлюлозосодержащих отходов растениеводства для пищевой, кормовой и фармацевтической промышленности с использованием высших грибов.
Ожидаемые результаты:
- за 2021 год: будут выделены микромицеты засорители процесса выращивания высших грибов; будут выделены и отобраны целлюлолитические бактерии и антагонисты микромицетов засорителей;
- за 2022 год: будут выделены гетероферментативные молочнокислые и пропионовокислые бактерии и микроорганизмы, стимулирующие рост высших грибов; будет произведен подбор и оптимизация состава субстрата и микроорганизмов для повышения показателей скорости роста, активности накопления биомассы плодовых тел высших грибов.
- за 2023 год: Будет произведен подбор и оптимизация состава субстрата и микроорганизмов для повышения показателей скорости роста, активности накопления биомассы плодовых тел высших грибов. Будет отработана технология повышения питательности и биологической ценности отработанного субстрата. Будет разработан микробиологический способ комплексной утилизации целлюлозосодержащих субстратов.
По результатам исследований будут опубликованы:
- не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти);
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющем процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти), и 1 (одного) патента, включенного в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics);
- а также не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН;
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, входящем в 1 (первый) или 2 (второй) квартиль в базе Web of Science и (или) имеющем процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти).
Результаты проекта будут предположительно опубликованы в журналах каких-либо из следующих отраслей знаний: сельскохозяйственные и биологические науки (Agricultural and Biological Sciences), наука об окружающей среде (Environmental Science), прикладная микробиология и биотехнология (Applied Microbiology and Biotechnology) или мультидисциплинарных (Multidisciplinary) или других, подходящих по теме исследования. Будут отобраны наиболее подходящие по индексам цитируемости издания.
Будет подано 2 заявки на изобретение в казахстанское патентное бюро на консорциум микроорганизмов и способ переработки целлюлозосодержащих отходов с получением плодовых тел высших грибов и протеинизированной кормовой добавки.
Будет принято участие в научной конференции.
Достигнутые результаты (за первое полугодие 2021 года):
Из образцов пшеничной, ячменной и овсяной соломы, разрушенной древесины с мицелием целлюлозоразрушающих грибов и плодовых тел грибов вешенка обыкновенная произведено выделение грибковых микроорганизмов.
Из разрушенной древесины и с плодовых тел гриба Pleurotus выделены изоляты мицелиальных грибов зеленой окраски (Trichiderma, Penicillium).
Из образцов различной соломы выделены грибы, относящиеся преимущественно к родам Fusarium, Aspergillus, Alternaria и др. с белой, бежевато-серой, бурой, болотно-зеленой и черной окраской мицелия или спор.
Всего выделено 28 изолятов мицелиальных грибов: 14 изолятов грибов из пшеничной соломы, 5 - с ячменной соломы, 4 - с овсяной соломы, 5 изолятов из разрушенной древесины и с поверхности плодовых тел гриба вешенка обыкновенная.
Отобранные грибы будут использованы для выделения бактерий антагонистов.
Публикации:
1. Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Сулейменова Ж.Б., Айтжанова А.А. Использование микроорганизмов для повышения селективности субстратов культивирования высших грибов // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.1. - С. 236-239.
Представлены результаты анализа литературных данных о значении высших грибов в пищевой и фармацевтической промышленности, а также о роли и значении микроорганизмов в их культивировании.
2. Саубенова М.Г., Сулейменова Ж.Б., Мустафин К.Г., Айтжанова А.А. Пищевая и лечебная ценность грибов рода Pleurotus // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.2. - С. 222-226.
Обобщены данные о пищевой и лечебной ценности грибов рода Pleurotus. Виды Pleurotus являются коммерчески важными грибами, которые легко выращивать благодаря их быстрому росту на различных сельскохозяйственных субстратах и 100% биологической эффективности. Грибы Pleurotus богаты белком, пищевыми волокнами, незаменимыми аминокислотами, углеводами, водорастворимыми витаминами и минералами.
Руководитель проекта:
Саубенова М.Г. , д.б.н., гнс, ORCID https://orcid.org/0000-0002-8051-3775
Основные исполнители:
Сулейменова Ж.Б., к.б.н, снс
Айтжанова А.А. , магистр, биотехнология https://orcid.org/0000-0003-2178-1021
Информация для потенциальных пользователей:
ТОО "Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии"
Республика Казахстан, 050010, г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 105
+7(727) 291-84-97, внутр. 113.
Е-mail: msaubenova@mail.ru
Актуальность.
Целлюлозосодержащее сырье, в том числе отходы сельскохозяйственной переработки растительной биомассы, является самым распространенным возобновляемым сырьем на планете с годовым мировым производством порядка 200 млрд т. Однако оно, в основном, остается невостребованным. Только в Северо-Казахстанской области после уборки зерновых культур остается более 4 млн тонн соломы в год, часть которых идет на удобрения, часть используется в животноводстве, но 40% которой остается бесполезной и сжигается. При сжигании стерни гибнет микрофлора и снижается плодородие почвы.
Одним из способов утилизации целлюлозосодержащих отходов является производство высших целлюлозоразлагающих грибов, отличающееся независимостью от климатических условий, быстрыми темпами отдачи урожая и большой популярностью продукции. Предполагается, что к 2050г. треть потребляемых человеком белков будет приходиться на белки грибного происхождения. Высшие грибы не только являются высокопитательным и деликатесным продуктом питания, но также служат источником биологически активных веществ, используемых в медицине для лечения ряда заболеваний. Отработанный субстрат, представляющий собой биомассу, обогащенную белками, витаминами, гидролитическими ферментами и другими биологически активными веществами, может быть использован в качестве кормовых добавок.
Однако производство грибов не получает массового развития из-за энергоемкости и сложности подготовки субстрата для их выращивания. Сырье, даже самого лучшего качества, содержит массу покоящихся форм плесневых грибов, активизирующихся при увлажнении и конкурирующих с высшим грибом за источники питания, подавляя его развитие и накапливая микотоксины.
Правильный подбор микроорганизмов для конверсии субстрата, подавления конкурентной микрофлоры и стимуляции роста гриба позволяет снизить затраты на предобработку субстрата, повысить продуктивность высших целлюлозоразрушающих грибов для использования в пищевой и фармацевтической промышленности и получить функциональную протеинизированную пробиотическую кормовую добавку для сельскохозяйственных животных и птицы.
Целью проекта является разработка микробиологического способа комплексной утилизации целлюлозосодержащих отходов растениеводства для пищевой, кормовой и фармацевтической промышленности с использованием высших грибов.
Ожидаемые результаты:
- за 2021 год: будут выделены микромицеты засорители процесса выращивания высших грибов; будут выделены и отобраны целлюлолитические бактерии и антагонисты микромицетов засорителей;
- за 2022 год: будут выделены гетероферментативные молочнокислые и пропионовокислые бактерии и микроорганизмы, стимулирующие рост высших грибов; будет произведен подбор и оптимизация состава субстрата и микроорганизмов для повышения показателей скорости роста, активности накопления биомассы плодовых тел высших грибов.
- за 2023 год: Будет произведен подбор и оптимизация состава субстрата и микроорганизмов для повышения показателей скорости роста, активности накопления биомассы плодовых тел высших грибов. Будет отработана технология повышения питательности и биологической ценности отработанного субстрата. Будет разработан микробиологический способ комплексной утилизации целлюлозосодержащих субстратов.
По результатам исследований будут опубликованы:
- не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти);
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющем процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти), и 1 (одного) патента, включенного в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics);
- а также не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН;
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, входящем в 1 (первый) или 2 (второй) квартиль в базе Web of Science и (или) имеющем процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти).
Результаты проекта будут предположительно опубликованы в журналах каких-либо из следующих отраслей знаний: сельскохозяйственные и биологические науки (Agricultural and Biological Sciences), наука об окружающей среде (Environmental Science), прикладная микробиология и биотехнология (Applied Microbiology and Biotechnology) или мультидисциплинарных (Multidisciplinary) или других, подходящих по теме исследования. Будут отобраны наиболее подходящие по индексам цитируемости издания.
Будет подано 2 заявки на изобретение в казахстанское патентное бюро на консорциум микроорганизмов и способ переработки целлюлозосодержащих отходов с получением плодовых тел высших грибов и протеинизированной кормовой добавки.
Будет принято участие в научной конференции.
Достигнутые результаты (за первое полугодие 2021 года):
Из образцов пшеничной, ячменной и овсяной соломы, разрушенной древесины с мицелием целлюлозоразрушающих грибов и плодовых тел грибов вешенка обыкновенная произведено выделение грибковых микроорганизмов.
Из разрушенной древесины и с плодовых тел гриба Pleurotus выделены изоляты мицелиальных грибов зеленой окраски (Trichiderma, Penicillium).
Из образцов различной соломы выделены грибы, относящиеся преимущественно к родам Fusarium, Aspergillus, Alternaria и др. с белой, бежевато-серой, бурой, болотно-зеленой и черной окраской мицелия или спор.
Всего выделено 28 изолятов мицелиальных грибов: 14 изолятов грибов из пшеничной соломы, 5 - с ячменной соломы, 4 - с овсяной соломы, 5 изолятов из разрушенной древесины и с поверхности плодовых тел гриба вешенка обыкновенная.
Отобранные грибы будут использованы для выделения бактерий антагонистов.
Публикации:
1. Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Сулейменова Ж.Б., Айтжанова А.А. Использование микроорганизмов для повышения селективности субстратов культивирования высших грибов // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.1. - С. 236-239.
Представлены результаты анализа литературных данных о значении высших грибов в пищевой и фармацевтической промышленности, а также о роли и значении микроорганизмов в их культивировании.
2. Саубенова М.Г., Сулейменова Ж.Б., Мустафин К.Г., Айтжанова А.А. Пищевая и лечебная ценность грибов рода Pleurotus // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.2. - С. 222-226.
Обобщены данные о пищевой и лечебной ценности грибов рода Pleurotus. Виды Pleurotus являются коммерчески важными грибами, которые легко выращивать благодаря их быстрому росту на различных сельскохозяйственных субстратах и 100% биологической эффективности. Грибы Pleurotus богаты белком, пищевыми волокнами, незаменимыми аминокислотами, углеводами, водорастворимыми витаминами и минералами.
Руководитель проекта:
Саубенова М.Г. , д.б.н., гнс, ORCID https://orcid.org/0000-0002-8051-3775
Основные исполнители:
Сулейменова Ж.Б., к.б.н, снс
Айтжанова А.А. , магистр, биотехнология https://orcid.org/0000-0003-2178-1021
Информация для потенциальных пользователей:
ТОО "Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии"
Республика Казахстан, 050010, г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 105
+7(727) 291-84-97, внутр. 113.
Е-mail: msaubenova@mail.ru
