Анотація до роботи:

Вільданова-Марцишин Р.І. Біосинтез поверхнево-активних сполук штамами Rhodococcus fascians ВКМ Ac-1169, Rhodococcus fascians ВКМ Ac-1163 і Pseudomonas species PS-17. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженню процесів синтезу ПАР штамами Rhodococcus fascians ВКМ Ac-1169 і ВКМ Ac-1163, Pseudomonas sp. PS-17. Встановлено, що гідрофобні субстрати сприяють синтезу біоПАР; оптимальне джерело азотного живлення - нітрат натрію; оптимальне співвідношення C:N у середовищі - 24:1. Встановлено стимулюючий вплив цитрату Na та іонів Mg²⁺, Mn²⁺, Mo⁶⁺ на синтез біоПАР. Досліджені фізико-хімічні властивості отриманих біоПАР. Проаналізовано ріст штамів при періодичному культивуванні на середовищах з 1 і 3% двох різних за природою субстратів з визначенням питомих швидкостей росту та метаболічних коефіцієнтів. Показано перспективи застосування біоПАР.

1. Показана можливість синтезу біоПАР штамами Rhodococcus fascians ВКМ Ac-1169, Rh. fascians ВКМ Ac-1163 і Pseudomonas sp. PS-17 на гідрофільних (сахарозі, глюкозі, маніті, гліцерині, етиловому спирті) та гідрофобних (олії, фузі масляний, сивушних маслах, гексадекані, рідких парафінах) субстратах.

2. На основі вивчених фізіолого-біохімічних властивостей штамів Rh. fascians ВКМ Ac-1169, Rh. fascians ВКМ Ac-1163 і Pseudomonas sp. PS-17 показано, що синтез біоПАР інтенсифікується наявністю у мінеральному середовищі гідрофобних джерел вуглецю, співвідношенням C:N 24:1, внесенням іонів Mg²⁺ (0,4 mM), Mn²⁺ (0,2 М) і Mo⁶⁺ (410^-6 М).

3. Встановлено, що для ефективного синтезу біоПАР необхідно здійснювати культивування з використанням нітратного азоту - NО₃^-. Показано стимулюючий вплив цитрату натрію на синтез біоПАР штамами Rh. fascians ВКМ Ac-1169, Rh. fascians ВКМ Ac-1163 і Pseudomonas sp. PS-17.

4. Визначені оптимальні умови культивування штаму Pseudomonas sp. PS-17 (температура 30С, рН 7; джерело вуглецю – гексадекан (1%); джерело азоту – нітрат натрію (3 г/л); співвідношення C:N - 24:1; цитрат натрію – 0,5%), які дозволяють підвищити у два рази синтез рамноліпідів та полісахаридів.

5. Максимальний синтез біоПАР штамами Rh. fascians ВКМ Ac-1169 і Rh. fascians ВКМ Ac-1163 спостерігається при використанні як джерела вуглецю – 1% гексадекану; джерело азоту – нітрат натрію (3 г/л); співвідношення C:N 24:1. Внесення у середовище з гексадеканом цитрату натрію (0,5%) супроводжується збільшенням синтезу біоПАР у два рази.

6. Встановлено, що за хімічною природою біоПАР, які синтезовані Rh. fascians ВКМ Ac-1169 і ВКМ Ac-1163, є трегалозоліпідами, а біоПАР штаму Pseudomonas sp. PS-17 - рамноліпіди і полісахарид альгінатного типу, які утворюють у супернатанті між собою активний комплекс. У складі рамноліпіду виявлена рамноза та b-оксидеканова кислота. Полісахарид складається з b-D-мануронової кислоти та a-L-гулуронової кислоти.

7. Доведено, що при оптимальних умовах культивування Rh. fascians ВКМ Ас-1169 і ВКМ Ас-1163 поверхневий натяг супернатантів становить 32,2 і 32,7 мН/м, відповідно; а для Pseudomonas sp. PS-17 - поверхневий і міжфазний натяг супернатантів - 28,5 і 0,02 мН/м. Критичні концентрації міцелоутворення (ККМ) для рамноліпідів дорівнюють 20-50 мг/л.

8. Емульгування вуглеводнів супернатантами Rh. fascians ВКМ Ас-1169 і ВКМ Ас-1163, Pseudomonas sp. PS-17 залежить від природи джерел вуглецю при культивуванні: гідрофобні субстрати сприяють синтезу біоПАР і, відповідно, утворенню стабільних емульсій - Е₂₄ = 50-90%.

9. Показано, що при використання біоПАР штаму Pseudomonas sp. PS-17 нафтовитіснення на моделях колекторів становить 20-70% від залишкової нафти; очистка ґрунтів від нафтових забруднень збільшується на 30-40%. Доведено, що біоПАР можна застосовувати у пастоподібних, рідких мийних засобах (шампунях) замість аніоноактивних, неіоногенних і амфотерних ПАР та у сільському господарстві для створення сучасних препаратів у тваринництві, які збільшують коефіцієнт трансформації кормів.

Публікації автора:

1. Кучер Р.В., Лесик О.Ю., Єлісєєв С.А., Карпенко О.В., Туровський А.А., Вільданова-Марцишин Р.І., Полулях О.В. Емульгування вуглеводнів – нова властивість культури дріжджів Phaffia rhodozyma // Доп. АН УРСР. Сер. Б. Геол., хім. та біол. Науки. – 1990. - №8. - С.49 - 53. (Здобувач самостійно провела досліди по вивченню емульгування та визначенню индекса емульгування; по визначенню адгезії клітин дріжджів; мікроскопування емульсій та їх фотографування; оформила результати у вигляді статті).

2. Елисеев С.А., Вильданова-Марцишин Р.И., Шульга А.Н., Шабо З.В., Туровский А.А. Нефтеотмывающий биоэмульгатор, образуемый культурой Bacillus species // Микробиол. журн. – 1991. - Т. 53, № 6. - С. 61 - 66. (Здобувач самостійно провела досліди по вивченню процесів емульгування нафти, мікроскопування та фотографування емульсій, досліди по вивченню процесів відмивання нафти від піску біоемульгатором досліджуваного штаму, оформила результати у вигляді статті).

3. Карпенко Е.В., Шульга А.Н., Щеглова Н.С., Елисеев С.А., Вильданова-Марцишин Р.И., Туровский А.А. Поверхностно-активные соединения культуры Pseudomonas sp. PS-27 // Мікробіол. журн. – 1996. - Т.58, № 5. - С.18 - 24. (Здобувач самостійно виділяла окремі фракції рамноліпідів методом препаративної ТШХ та досліджувала їх поверхнево-активні властивості; провела досліди по вивченню процесів синтезу ПАР на різних за природою субстратах, підготовка публікації).

4. Похмурський В.І., Копилець В.І., Пристанський Р.Є., Шульга О.М., Карпенко О.В., Вільданова-Марцишин Р.І. Квантово-хімічна модель поверхнево-активного комплексу штаму Pseudomonas sp. PS-17 // Доп. НАНУ. – 1997. -№ 9. - С.151 - 154. (Здобувач самостійно досліджувала утворення комплексів ПАР-полімер; біоПАР ідентифікувала за методом ТШХ та приймала участь в аналізі квантово-хімічних розрахунків, отриманих співавторами).

5. Шульга О., Карпенко О., Вільданова-Марцишин Р., Туровський А. Біосурфактанти для створення екологічно безпечних технологій // Праці наук. товариства ім. Шевченка. - Львів, 1998. - С.215 - 220. (Здобувач самостійно провела досліди по вивченню процесів синтезу ПАР на різних за природою субстратах; досліджувала їх поверхнево-активні властивості; приймала участь у створенні композицій біоПАР-сульфонатні ПАР з метою їх застосування у дослідженнях процесів нафтовитиснення та у розробці нових мийних засобів; підготовка публікації).

6. Shulga A., Karpenko E., Vildanova-Martsishin R., Turovsky A., Soltys M. Biosurfactant-enchanced remediation of oil-contaminated environments // Adsorp. Sci. Technol. – 2000. - Vol. 18, № 2. - P.171 - 176. (Здобувач самостійно розробляла мийні композиції на основі біоПАР з метою їх застосування у дослідженнях процесів відмивання нафти від піску; аналіз даних та оформлення статті).

7. Вільданова-Марцишин Р., Туровський А., Карпенко О., Солтис М. Дослідження кінетичних параметров росту бактеріального штаму Rhodococcus luteus на різних субстратах // Вістн. Львів. Ун-ту, Серія хім. – 2001. - Вип. 40. - С. 242 - 250. (Здобувач самостійно провела експерименти, розрахувала кінетичні параметри росту досліджуваного штаму; зробила висновки та оформила статтю).

8. Покиньброда Т.Я., Хом’як С.В., Швед О.В., Паращин Ж.Д., Комаровська-Порохнявець О.З., Карпенко О.В., Вільданова-Марцишин Р.І., Федоришин Ю.І., Наконечний М.В., Новіков В.П. Очистка грунтів від нафтових забруднень біотехнологічними шляхами // Вістн. НУ “Львівська політехніка”, Хімія, технологія речовин і їх застосування. – 2002. – № .461 - С. 208 - 211. (Здобувач розробляла композиції біоПАР-глауконіти з метою їх застосування у дослідженнях процесів нафтовідмивання нафти від піску; підготовка публікації).

9. Вільданова-Марцишин Р., Туровський А. Кінетична модель росту Rhodococcus species ВКМ Ac-1163 // Технічні вісті. – 2002. - С. 31 - 35. (Здобувач самостійно провела експерименти, розрахувала кінетичні параметри росту досліджуваного штаму; зробила висновки та оформила статтю).

10. Vildanova-Martsishin R.I., Turovsky A.A., Zaikov G.E. Research of kinetic parameters of growth of the bacterial strain Rhodococcus luteus on different substrates // J. Oxidation Communication. – 2002. - Vol. 25, № 4. - P. 587 - 595. (Здобувач самостійно провела експерименти, розрахувала кінетичні параметри росту штаму в залежності від природи джерела вуглецю; зробила висновки та оформила статтю).

11. Turovsky A.A., Vildanova-Martsishin R.I., Zaikov G.E. Kinetics of growth Pseudomonas sp. PS-17 // Studies in chemistry and biochemistry. - New York: Nova Science Publishers, Jnc: G.E.Zaikov, V.M.M.Lobo. – 2003. - P. 125 - 134. (Здобувач самостійно провела експерименти, розрахувала кінетичні параметри росту досліджуваного штаму; зробила висновки та оформила статтю).

12. Патент України № 95041549 (UA 10467 А), 25.12.1996. Штам Pseudomonas sp. PS-17 - продуцент позаклітинних біоПАР і біополімер: Патент України № 95041549 (10467 А), 25.12.1996 / О.М. Шульга, О.В. Карпенко, С.А. Елісєєв, Н.С. Щеглова, Р.І. Вільданова-Марцишин - № 3769-XII; Заявл. 05.04.95; Опубл. 25.12.96, Бюл. № 4. – 3 с. (Здобувач самостійно виділяла окремі фракції біоПАР та досліджувала їх поверхнево-активні властивості; визначала утворення комплексів ПАР-полімер; визначала можливі області застосування та розробляла відповідні композиції; підготовка патенту).

13. Туровський А., Карпенко О., Шульга О., Щеглова Н., Вiльданова-Марцишин Р. Біогенні поверхнево-активнi сполуки - новий продукт мiкробiологiчного синтезу // Тези доп. наук. конф. до 150-рiччя “Львiвської політехніки” “Стан і перспективи розвитку хімічної науки та промисловості в Західному регіон України”. – Збірник наук. праць. – Львів. – 1994. - C. 125.

14. Шульга О., Карпенко О., Михайлюк В., Вільданова-Марцишин Р. Перспективи практичного використання біоПАР // Тези доп. конф. наукового товариства ім. Т.Г.Шевченко. - Збірник наук. праць. – Львів. – 1994. - C. 65.

15. Шульга О.М., Карпенко О.В., Вільданова-Марцишин Р.І., Туровський А.А. Мікробіологічні технології для вирішення сучасних екологічних проблем // Тези Міжнарод. Конф. «Чистота довкілля у нашому місті». - Львів. - 1999. - С. 63 - 64.

16. Шульга О., Карпенко О., Вільданова-Марцишин Р., Щеглова Н. Поверхнево-активні сполуки мікробного походження для створення екологічно безпечних технологій // Тези доп. 7-ої наук. конф. «Львівські хімічні читання-99». - Збірник наук. праць. – Львів. – 1999. - C. Ф68.

17. Shulga A.N., Vildanova-Martchishin R.I., Turovsky A.A., Soltys M.M. Biosurfactant - Enhanced Remediation of Oil-Contaminated Environment // Proc. IV Polish-Ukrrainian Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Thechnological Applications. – Sci. Mater. – Lublin (Poland). – 1999. - P. 21.

18. Шульга О.М., Карпенко О.В., Вільданова-Марцишин Р.І., Солтис М.М., Туровський А.А. Біосинтез і фізико-хемічні властивості поверхнево-активних сполук мікробного походження // Тези доп. 2-го Західноукраїнського симпозіуму з адсорбції та хроматографії. - Збірник наук. праць. – Львів. – 2000. - C. 184 - 185.

19. Карпенко О., Вільданова-Марцишин Р., Гамкало З., Швед О., Новіков В. Застосування біоПАР у сільському господарстві для підвищення коефіцієнту трансформації кормів у тварин // Тези доп. 1-ої Всеукраїнської наук.-практ. конф. “Біотехнологія. Освіта. Наука”. - Збірник наук. праць. – Київ. - 2003, C. 111 - 112.

20. Karpenko O., Vildanova-Martsishin R., Koiwzan B. New Ecologically Safe Biosurfactants // Proc. 2-ої Sci. conf. “Surfaktanty i Ukady Zdyspergowane w Teorii i Prakce”. – Sci. Mater. – Wroclaw (Poland). – 2003. - P. 55-60.

21. Koiwzan B., Karpenko O., Vildanova-Martsishin R., Sliwka E., Grabas K. Influence of biosurfactants on biodegradation of petroleum hydrocarbons // Proc. 2-ої Sci. conf. “Surfaktanty i Ukady Zdyspergowane w Teorii i Prakce”. – Sci. Mater. – Wroclaw (Poland). – 2003. - P. 383 - 388.