Диплом Оценка метанолутилизирующей активности биопрепаратат экологического назначения для очистки окружающей среды от метанола, номер: 284913

Введение 3
1. Обзор литературы 5
1.1. Использование метанола в газовой промышленности 5
1.2. Свойства метанола 9
1.3. Метилотрофия 13
1.4. Специализированные биопрепараты 19
2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Микроорганизмы 28
2.1.1 Штамм – Acinetobacter calcoaceticus 134. 28
2.1.2 Штамм – Methylobacterium sp. IK 28
2.1.3 Штамм: Bacillus megaterium. 29
2.2. Плотные питательные среды 30
2.3. Приготовление рабочей культуры 31
2.4. Материалы, растворы, реактивы 32
2.5. Технологическое оборудование 32
2.6. Методы исследований 33
3. Результаты 37
3.1. Выбор штаммов микроорганизмов 37
3.2. Выбор компонентов препарата 43
3.3. Конструирование биопрепарата 46
3.4. Экспериментальная оценка возможности применения метанолутилизирующего препарата в морской воде, засоленной почве 51
3.5. Оценка возможности улучшения эксплуатационных характеристик за счет внесения дополнительных ингредиентов в состав биопрепарата 53
3.6. Разработка технических условий на биопрепарат «БИОМ-М» на промышленный выпуск биопрепарата 56
4. Обсуждение 59
Выводы 60
Список использованной литературы 62

1. Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. - 473 с.: ил. - ISBN 5-247-03818-5.
2. Воронцов А.И., Николаевская Н.Г. Вопросы экологии и охраны окружающей среды.: М, 1986.
3. Воронцов А.И., Щетинский Е.А., Никодимов И.Д. Охрана природы.: М, Агропромиздат, 1989.
4. Истомин В.А. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах сбора и промысловой обработки газа, и нефти. - М.: ВНИИЭгазпром, 1990, 214 с.
5. Природные и техногенные газовые гидраты: Сборник научных трудов/Под редакцией А.И. Гриценко, В.А. Истомина. - М.: ВНИИГАЗ, 1990, 210 с.
6. Истомин В.А., Якушев В.С., Карпюк В.В. Аналитический библиографический указатель литературы по газовым гидратам (1983-1987 гг.). - М.: ВНИИГАЗ, 1988, 246 с.
7. Дегтярев Б.В., Бухгалтер Э.Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в северных районах. - М.: Недра, 1976, 197 с.
8. Бухгалтер Э.Б. Предупреждение и ликвидация гидратообразования при подготовке и транспорте нефтяного и природного газов. - Нефтепромысловое дело. - М.: ВНИИОЭНГ, 1982, выпуск 10 (34), 41 с.
9. Девликамов В.В., Кабиров М.М., Фазлутдинов А.Р. Борьба с гидратами при эксплуатации газлифтных скважин: Учебное пособие. - Уфа: УфНИИ, 1984, 80 с.
10. Макогон Ю.Ф., Малышев А.Г., Седых А.Д., Унароков К.Л., Топчев Ю.И. Временная инструкция по предупреждению и ликвидации гидратов в системах добычи и транспорта газа. - М.: ВНИИГАЗ, 1983, 132 с.
11. Временное методическое руководство по предупреждению и ликвидации гидратных пробок в нефтяных скважинах. - Тюмень: СибНИИНП, 1984.
12. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. - М.: Химия, 1984, 192 с.
13. Грунвальд А.В. Использование метанола в газовой промышленности в качестве ингибитора гидратообразования и прогноз его потребления в период до 2030 г. // Нефтегазовое дело. 2007. № 2.
14. Сборник документов по безопасности работы с метанолом на объектах министерства газовой промышленности. Под редакцией заместителя начальника Управления охраны труда, военизированных частей и охраны предприятий Министерства газовой промышленности Яновича А.Н., 1987 г.
15. Инструкция о порядке получения от поставщиков, перевозки, хранения, отпуска и применения метанола на объектах газовой промышленности. 1975 г.
16. Инструкция по расчету нормативов потребления метанола для использования в расчетах предельно допустимых или временно согласованных сбросов метанола для объектов ОАО ""ГАЗПРОМ"" ВРД 39-1.13-010-2000, Москва 2000.
17. Чуракаев А.М. Газоперерабатывающие заводы и установки. - М.: Недра, 1994, 333 с.
18. Гухман Л.М. Подготовка газа северных газовых месторождений к дальнему транспорту. - Л.: Недра, 1980, 161 с.
19. Бекиров Т.М. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. - М.: Недра, 1980, 293 с.
20. Международная программа химической безопасности, метанол, критерий здоровья окружающей среды, ВОЗ, 1997 г.
21. Производственная гигиена и токсикология Патти, 5-е издание.
22. Опасные материалы. Руководство по противопожарной защите, 13-е издание.
23. Ланиган С. (Lanigan, S.), Сводный отчет, по оценке безопасности метилового спирта, InternationalJournalofToxicology., том 20, (2001 г.).
24. Руководство NIOSH по опасным химическим веществам.
25. База данных по опасным веществам.
26. Троценко Ю.А., Доронина Н.В., Хмеленина В.Н., Понаморева О. Н. Биология и биотехнология аэробных метилотрофов/ Уч. пос. Тула.:ТулГУ. 2010.
27. Безбородов А.М., Загустина Н.А., Попов В. О. Ферментативные процессы в биотехнологии / М.: Наука. 2008. 335 с.
28. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии / М.: ГЕОС. 2001. 500 с.
29. Троценко Ю.А., Доронина Н.В., Торгонская М.Л. Аэробные метилобактерии. ОНТИ ПНЦ РАН, Пущино, 2010.325 с.
30. Троценко Ю.А., Торгонская М.Л. Метилотрофные дрожжи. «ТР-Принт», М., 2011.313 с.
31. Троценко Ю.А., Хмеленина В.Н. Экстремофильныеметанотрофы. ОНТИ ПНЦ РАН, Пущино, 2008.208 с.
32. Федоров Д.Н., Доронина Н.В., Троценко Ю.А. Фитосимбиоз аэробных метилобактерий: новые факты и гипотезы. Микробиология 80: 2011.435-446.
33. Малашенко Ю.Р., Хайер Ю., Бергер У., Романовская В.А., Мучник Ф.В. Биология метанобразующих и метанокисляющих микроорганизмов / Киев: Паукова думка. 1993. 255 с.
34. Пиневич А.В. Микробиология. Биология прокариотов: Учебник В 3 т. / 2-е изд., СПб.: Изд-во СПбГУ. 2007. Т. 1-3.
35. Подгорский B.C. Физиология и метаболизм метанолусваивающих дрожжей / Киев: Паукова думка. 1982. 152 с.
36. Троценко Ю.А., Хмеленина В.Н. Экстремофильныеметанотрофы / Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 2008. 206 с.
37. Троценко Ю.А., Доронина Н.В., Торгонская М.Л. Аэробные метилобактерии / Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 2010. 325 с.
38. Труды Института микробиологии имени С.Н. Виноградского РАН. Выпуск XIII. К 100-летию открытия метанотрофии / Под ред. В.Ф. Гальченко, М.: Нау¬ка. 2006. 343 с.
39. AnthonyC.The Biochemistry of methylotrophs/London: Acad. Press. 1982.404 p.
40. Large P.J., Bamforth C.B. Methylotrophy and biotechnology / New York: Longman Scientific & Technical. John Wiley & Sons Inc. 1988. 303 p.
41. Methane and methanol utilizers / Eds.: J.C. Murrell, H. Dalton // New York: Ple¬num Press. 1992. 286 p.
42. Bélanger L., Figueira M.M., Bourque D., Morel L., Béland M., Laramée L., Groleau D., Míguez C.B. (2004) Production of heterologous protein by Methylobacteriumextorquens in high cell density fermentation. FEMS Microbiol. Lett. 231: 197-204.
43. Bodrossy L., Kovacs K.L. (1994) Methane utilizing bacteria and their biotechnological applications.Indian J. Experim. Biol. 32: 443-449.
44. Bothe H., Jensen K.M., Mergel A., Larsen J., Jorgensen C., Bothe H., Jorgensen L. (2002) Heterotrophic bacteria growing in association with Methylococcuscapsulatus (Bath) in a single cell protein production process. Adv. Appl. Microbiol. 59: 33-39.
45. Clark D.S., Geresh S., DiCosmo R. (1995) Enantioselective oxidation of 2-methyl-1-alkanols by alcohol oxidase from methylotrophic yeasts. Bioorg. Medic. Chem. Lett. 5: 1383-1388.
46. Cos O., Ramón R., Montesinos J.L., Valero F. (2006) Operational strategies, monitoring and control of heterologous protein production in the methylotrophic yeast Pichia pastoris under different promoters: A review. Microb. Cell Fact. 5: 17.
47. De Boer L., Grobben G., Vrijbloed J.W., Dijkhuisen L. (1990) Biosynthesis of aromatic amino acids in Nocardia sp. 239: effects of amino acid analogues on growth and regulatory enzymes. Appl. Microbiol. Biotechnol. 33: 183-189.
48. Eisenberg A., Seip J.E., Gavagan J.E., Payne M.S., Anton D.L., DiCosimo R. (1997) Pyruvic acid production using methylotrophic yeast transformants as catalyst. J. Mol. Catalysis B: Enzymatic 2: 223-232.
49. Flanagan W.P. (1998) Biodegradation of dichloromethane in a granular activated carbon fluidizedbed reactor. Water Environ. Res. 70: 60-66.
50. Hall E.A.H., Preuss M., Gooding J.J. (1998) Exploring sensors to monitor some environmental discharges. In: Nikolelis D.P., Krull U.J., Wang J., Mascini M. (Eds.) Biosensors for direct monitoring of environmental pollutants in field. London: Kluwer Acad. Publ., p. 227-237.
51. Hammer G., Harrison D.E.F. (1980) Single cell protein: the technology, economics and future potential. In: Harrison D.E.F., Higgins I.J., Watkinson R. (Eds.) Hydrocarbons in biotechnology. London: Heyden, p. 59-73.
52. Hartner F.S., Glieder A. (2006) Regulation of methanol utilisation pathway genes in yeasts. Microb. Cell Fact. 5: 39.
53. Higgins I.J., Best D.J., Hammond R.C. (1980) New findings in methane-utilizing bacteria highlight their importance in the biosphere and their commercial potential. Nature. 286: 561-564.
54. Hou C.T., Laskin A.I., Patel R.N. (1978) Growth and polysaccharide production by Methylocystis parvus OBBP on methanol. Appl. Environ. Microbiol. 37: 800-804.
55. Ishikawa K., Toda-Murakoshi Y., Ohnishi F., Kondo K., Osumi T., Asano K. (2008) Medium composition suitable for L-lysine production by Methylophilusmethylotrophus in fed-batch cultivation. J. Biosci. Bioeng. 106: 574-579.
56. Izumi Y., Yoshida T., Miyazaki S.S., Mitsunaga T., Ohshiro T., Shimao M., Miyata A., Tanabe T. (1993) L-serine production by a methylotroph and its related enzymes. Appl. Microbiol. Biotechnol. 39: 427-432.
57. Kanamaru K., Iwamura Y., Mikami Y., Obi Y., Kisaki T. (1982) 2-O-Methyl-D-mannose in an extracellular polysaccharide from Hyphomicrobium sp. Agric. Biol. Chem. 46: 2419-2424.
58. Kato N., Kobayashi H., Shimao M., Sakazawa C. (1986) Dihydroxyacetone production from methanol by a dihydroxyacetone kinase deficient mutant of Hansenulapolymorpha. Appl. Microbiol. Biotechnol. 23: 180-186.
59. Keppler F., Hamilton J.T.G., Brass M., Roeckmann T. (2006) Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions. Nature. 439: 187-191.
60. Khmelenina V.N., Kalyuzhnaya M., Sakharovsky V.G., Suzina N.E., Trotsenko Y.A., Gottschalk G. (1999) Osmoadaptation in halophilic and alkaliphilicmethanotrophs. Arch. Microbiol. 172: 321-329.
61. Lacava P.T., Silva-Stenico M.E., Araújo W.L. Simionato A.V.C., Carrilho E., Tsai S.M., Azevedo J.L. (2008) Detection of siderophores in endophytic bacteria Methylobacterium spp. associated with Xilellafastidiosa subsp. pauca. Pesq. Agropec. Bras. 43: 521-528.
62. Madhaiyan M., Poonguzhali S., Senthilkumar M., Seshadri S., Chung H., Yang J., Sundaram S., Sa T. (2004) Growth promotion and induction of systemic resistance in rice cultivar Co-47 (Oryza sativa L.) by Methylobacterium sp. Bot. Bull. Acad. Sin. 45: 315-324.
63. Nichols P.D., White D.C. (1989) Accumulation of polyhydroxybutirate in a methane-enriched, halogenated hydrocarbon-degrading soil column: implications for microbial community structure and nutritional status. Hydrobiologia. 176/177: 369-377.
64. Odac D., Timur S., Telefoncu A. (2004) Carboxyl esterase-alcohol oxidase based biosensor for the aspartame determination. Food Chemistry. 84: 493-496.
65. Odom J.M. (2006) Antioxidant activity from methanotrophic biomass. US Patent № 20060045871.
66. Oh D.B., Park J.S., Kim M.W., Cheon S.A., Kim E.J., Moon H.Y., Kwon O., Rhee S.K., Kang H.A. (2008) Glycoengineering of the methylotrophic yeast Hansenula polymorpha for the production of glycoproteins with trimannosyl core N-glycan by blocking core oligosaccharide assembly. Biotechnol. J. 3: 659-668.
67. Oren A. (2002) Halophilic microorganisms and their environments. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 545 p.
68. Paryzhak S., Demkiv O., Gayda G. (2007) Enzyme- and cells-based biosensors for assay of formaldehyde in vaccines. In: Proc. 2nd Polish-Ukrainian Weigl Conference «Microbiology in the XXI century». Warsaw Agricult. Univ. SGGW, Warsaw, p. 170-173.
69. Ryabova O.B., Chmil O.M., Sibirny A.A. (2003) Xylose and cellobiose fermentation to ethanol by the thermotolerant methylotrophic yeast Hansenula polymorpha. FEMS Yeast Res. 2003. 4: 157-164.
70. Sakai Y., Tani Y., Kato N. (1999) Biotechnological application of cellular functions of the methylotrophic yeast. J. Mol. Catalysis B Enzymatic. 6: 161-173.
71. Smutok O., Ngounou B., Pavlishko H., Gayda G., Gonchar M., Schuhmann W. (2006) A reagentlessbienzymeamperometric biosensor based on alcohol oxidase/peroxidase and an Os-complex modified electrodeposition paint. Sensors Actuators B: Chem. 113: 590-598.
72. Stasiuk N.L., Gayda G.Z., Koval’chuk L.P, Stasyk O.V., Gonchar M.V. (2010) Human arginase I from the recombinant yeast Hansenula polymorpha: isolation and characterization of the enzyme. Ukr. Biochim. Zh. 82: 14-21.
73. Sulter G., Looyenga L., Veenhuis M., Harder W. (1990) Occurrence of peroxisomal membrane proteins in methylotrophic yeasts grown under different conditions. Yeast 6: 35-43.
74. Tani Y. (1991) Production of useful chemicals by methylotrophs. Biotechnology. 18: 253-270.
75. Tsujimoto N., Gunji Y., Ogawa-Miyata Y., Shimaoka M., Yasueda H. (2006) L-lysine biosynthetic pathway of Methylophilus methylotrophus and construction of an L-lysine producer. J. Biotechnol. 124:327-337.
76. Trotsenko Y.A., Bystrykh L.V. (1990) Production of metabolites by methylotrophic yeasts. Biotehcnol. Adv. 8: 105-119.
77. Ubiyvovk V.M., Ananin V.M., Malyshev A.Y., Kang H.A., Sibirny A.A. (2011) Optimization of glutathione production in batch and fed-batch cultures by the wild-type and recombinant strains of the methylotrophic yeast Hansenula polymoprha. BMC Biotech. 11: 8.
78. Ueda S., Matsumoto S., Takagi A., Yamane T. (1992) Synthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) from methanol and n-amyl alcohol by the methylotrophic bacteria Paracoccusdenitrtificans and Methylobacterium extorquens. Appl. Environ. Microbiol. 58: 3574-3579.
79. Van Dien S.J., Okubo Y., Hough M.T., Korotkova N., Taitano T., Lidstrom M.E. (2003) Reconstruction of C3 and C4 metabolism in Methylobacterium extorquens AM1 using transposon mutagenesis. Microbiology. 149: 601-609.
80. Woodward J. (1990) Biochemistry and applications of alcohol oxidase from methylotrophic yeasts. In: Codd G.A., Dijkhuisen L., Tabita F.R. (Eds.) Autotrophic microbiology and one-carbon metabolism. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., p. 193-225.
81. Yurimoto H., Oku M., Sakai Y. (2011) Yeast methylotrophy: metabolism, gene regulation and peroxisome homeostasis. Int. J. Microbiol. ID 101298: 1-8.
82. Zhao S., Fan C., Hu X., Chen J., Feng H. (1993) The microbial production of polyhydroxybutyrate from methanol. Appl. Biochem. Biotechnol. 39/40: 191-199.