KOMAGATAEIBACTER XYLINUS DSM 2325 ШТАМЫНЫҢ БАКТЕРИЯЛЫҚ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗА ӨНДІРУІНЕ ӨСІРУ ПАРАМЕТРЛЕРІНІҢ ӘСЕРІ

Аңдатпа

Бактериялық наноцеллюлоза (БН) – биомедициналық инженерияда, тағам технологиясында, қаптама өндірісінде және заманауи материалдар жасауда кең қолдану әлеуетіне ие жоғары құнды биополимер. Алайда оның өнеркәсіптік деңгейде өндірілуі салыстырмалы түрде төмен өнімділікпен және целлюлоза биосинтезінің өсіру жағдайларына жоғары тәуелділігімен шектеледі. Осы зерттеуде араластырып өсіру жағдайында Komagataeibacter xylinus DSM 2325 штамының бактериялық наноцеллюлоза өндіруіне температураның, бастапқы рН мәнінің, этанол концентрациясының және натрий лактаты концентрациясының бірлескен әсері төрт факторлы Бокс–Бенкен жоспары мен жауап беті әдіснамасын (Response Surface Methodology, RSM) қолдану арқылы зерттелді. Барлығы 29 тәжірибе жүргізіліп, БН шығымы құрғақ целлюлоза мөлшері бойынша бағаланды. Ең жоғары тәжірибелік өнімділік (0,446 г/л) 30 °C температурада, pH 6 мәнінде, 2% (көлем/көлем) этанол қатысында және натрий лактатын қоспай өсірілген жағдайда алынды. Дисперсиялық талдау нәтижелері температураның, pH мәнінің және натрий лактатының BNC өндірілуіне елеулі әсер ететінін көрсетті, ал этанолдың сызықтық әсері статистикалық тұрғыдан маңызды болмады. Құрылған квадратиктік модель статистикалық маңызды болды (p = 0,0001), ал детерминация коэффициенті R² = 0,7752 құрады. Сандық оңтайландыру нәтижесінде 24,4 °C температура, pH 4,57, 2% этанол және 0,04% натрий лактаты жағдайлары оңтайлы деп болжанып, BNC шығымы 0,767 г/л болады деп есептелді. Алайда тәжірибелік тексеру барысында оңтайландырылған жағдайларда алынған целлюлоза мөлшері стандартты қоректік ортаға қарағанда төмен болды. Фурье түрлендірулі инфрақызыл спектроскопия (FTIR) және рентгендік дифракциялық талдау (XRD) нәтижелері химиялық тұрғыдан таза және целлюлоза I типіне тән кристалдық құрылымы бар BNC синтезделгенін растады. Сонымен қатар, сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM) әдісі арқылы бактериялық наноцеллюлоза үлгілерінің беткі морфологиясы мен фибриллярлық тор құрылымы зерттелді. Алынған нәтижелер бактериялық наноцеллюлоза өндіру жүйелерін оңтайландыру кезінде статистикалық модельдерді міндетті түрде тәжірибелік тексерумен растаудың маңыздылығын көрсетеді.

Кілт сөздер: бактериялық наноцеллюлоза; Komagataeibacter xylinus; жауап беті әдіснамасы; Бокс–Бенкен жоспары; этанол; натрий лактаты; оңтайландыру.