ИСТИНА

На пятом этапе работы в рамках разработки энергосберегающего способа твердофазного культивирования целлюлозоразлагающих бактерий и молочнокислых бактерий в анаэробных условиях для получения кормовых пробиотических добавок был исследован ферментативный гидролиз отходов пивоваренного производства – зерновой дробины – под действием целлюлолитического комплекса ферментов бактерий Bacillus cereus БП-46. Проведена таксономическая идентификация штамма бактерий Bacillus БП-46, показана его принадлежность к виду B.cereus. Определены условия культивирования бактерий Bacillus cereus БП-46 на зерновой дробине в анаэробных условиях с повышением биологической ценности зерновой дробины и получением кормового продукта, обладающего пробиотическими свойствами и содержащего сырого протеина не менее 34,0%, сырой клетчатки не более 8,0%. Разработаны способы получения белково-углеводной кормовой добавки при двухста-дийном твердофазном процессе культивирования Bacillus cereus БП-46 на измельченной зер-новой дробине в анаэробных условиях, автолизе клеток бактерий и последующем выращива-нии молочнокислых микроорганизмов. Получен продукт с содержанием «сырой» клетчатки не более 8,0% и «сырого» протеина не менее 34,0% при плотности популяции молочнокислых культур не менее 108 КОЕ/г. В рамках совершенствования технологии получения биомассы галобактерий и бактери-ородопсина на базе разработанного программного обеспечения проведено исследование раз-работанной математической модели динамики адсорбции модельных веществ в непод-вижном слое адсорбента при рециркуляции жидкой фазы (культуральной жидкости при вы-ращивании галобактерий) в биореакторе с адсорбентом. Модель учитывает нелинейность изотермы адсорбции, непостоянство коэффициента массопроводности и множество парамет-ров сорбента. Построен вариант аппроксимации модели, который реализован с помощью од-ной из систем программирования. Построенный вариант аппроксимации модели адекватно описывает реально происходящие процессы. Разработанная математическая модель и программное обеспечение будут в дальнейшем использованы для управления ферментацией при переключении отработанных адсорбционных элементов на новые в непрерывном процессе культивирования галобактерий, а также при моделировании процессов массопереноса во флокулах и гранулах активного ила, поиска оптимальных размеров последних при проведении биологической очистки в мембранном биореакторе. Изучен процесс совместного культивирования солелюбивых мироводорослей Dunaliella salina и галобактерий Halobium salinarum для повышения выхода и снижения стоимости био-массы галобактерий и бактериородопсина. Показано, что микроводоросли Dunaliella salina могут использовать в качестве источни-ка питания метаболиты галобактерий и активно растут в присутствии отработанного активи-рованного угля после выращивания галобактерий. Показано, что галобактерии Halobacterium salinarum могут расти на отработанной пита-тельной среде после роста на ней микроводорослей. Показана возможность использования в качестве дополнительного субстрата продуктов лизиса микроводорослей; предшествующее культивирование водорослей возможно для регенерации отработанного адсорбента, что может служить основой для разработки метаболически замкнутой системы культивирования галобактерий Halobacterium salinarum и солелюбивых микроводорослей Dunaliella salina и, соответственно, замкнутого технологического цикла. Разработана модель с воспроизведением условий роста для галобактерий и микроводо-рослей в природной экологической нише. Показано, что воздействие пероксида водорода на клетки микроводорослей, имитирующее действие ультрафиолетовой составляющей солнеч-ного излучения, повышает доступность компонентов биомассы микроводорослей для гало-бактерий. На этой основе предложено объяснение периодических вспышек численности га-лобактерий, наблюдаемых в природных условиях в соленых озерах. На основе проведенных исследований по совместному культивированию галобактерий и солелюбивых микроводорослей предложена система, состоящая из двух этапов культивирования, которая может рассматриваться в качестве перспективной для дальнейших исследований. Такая система культивирования галобактерий Halobacterium salinarum по замкнутому технологическому циклу использует отработанный адсорбент, при этом отработанная культуральная жидкость после культивирования галобактерий регенерируется в процессе выращивания солелюбивых водорослей Dunaliella salina, после чего проводится культивирование собственно галобактерий. Второй вариант ведения процесса – совмещенное культивирование микроводорослей и галобактерий, которое приводит к экономии органических компонентов среды. Микроводо-росли не мешают выделению бактериородопсина в составе пурпурных мембран галобакте-рий, а выделяемые ими в среду факторы ускоряют рост галобактерий. Дополнительным про-дуктом в обоих вариантах культивирования является биомасса микроводорослей, которая может быть использована в кормовых целях, как очень ценный источник -каротина и микроэлементов. Следуя предыдущим исследованиям по биологической очистке модельных хозяйствен-но-бытовых сточных вод, проведенных в лабораторном мембранном биореакторе в проточ-ном режиме, в том числе в режиме с внесением пероксида водорода и освещением среды ви-димым светом (система очистки «Искусственная пероксисома»), а также выявленных ограни-чений, обусловленных прежде всего характером стока, качеством активного ила, его морфо-логическим и агрегатным состоянием, проведен цикл исследований для разработки приемов управления свойствами активного ила в мембранном биореакторе. Учитывая, что ключевым лимитирующим фактором в процессе очистки в мембранном биореакторе является качество активного ила, его морфологическое состояние, показано, что одним из вариантов улучшения морфологических и седиментационных свойств активного ила и, как следствие, снижения забиваемости илом полупроницаемых мембран, более эффективного использования мембранных биореакторов, может быть управляемое культивирование ила при использовании разрабатываемого нами подхода «контролируемый окислительный стресс», при котором активный ил необходимо периодически подвергать воздействию оптимальными дозами пероксида водорода на фоне освещения содержимого биореактора видимым светом при относительно небольшой освещенности. В этих условиях с большей вероятностью можно ожидать формирования микрогранул ила и более устойчивого функционирования гранул. Активный ил, адаптированный к пероксиду водорода, формирует более устойчивые и выраженные гранулы, при этом в гранулах ила начинают доминировать нитчатые бактерии.