Получение бактериальной целлюлозы при совместном культивировании Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2022. № 60. DOI: 10.17223/19988591/60/2

ГлавнаяАрхивПолучение бактериальной целлюлозы при совместном культивировании Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2022. № 60. DOI: 10.17223/19988591/60/2

Получение бактериальной целлюлозы при совместном культивировании Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris

Впервые проведено совместное культивирование продуцента бактериальной целлюлозы Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris на среде с мелассой с целью увеличения выхода продукта. Доказано, что совместное культивирование продуцента бактериальной целлюлозы с продуцентом декстрана позволило увеличить выход бактериальной целлюлозы в два раза, что составило 5,99±0,02 г/л по сравнению с 2,25±0,05 г/л. Изучены структура и физико-химические свойства полученной бактериальной целлюлозы методами атомно-силовой микроскопии, ИК-спектроскопии и ренгеновской дифрактометрии. Показано, что при совместном культивировании штаммов степень кристалличности бактериальной целлюлозы уменьшается в 2 раза с 64 до 32%. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

декстран, ксантан, микробные полисахариды, совместное культивирование, бактериальная целлюлоза

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Назарова Наталья БорисовнаМордовский государственный университет им. Н.П. Огареваканд. биол. наук, преподаватель кафедры биотехнологии, биохимии и биоинженерии факультета биотехнологии и биологииn.sapunowa2016@yandex.ru
Лияськина Елена ВладимировнаМордовский государственный университет им. Н.П. Огареваканд. биол. наук, доцент кафедры биотехнологии, биохимии и биоинженерии факультета биотехнологии и биологииliyaskina@yandex.ru
Ревин Виктор ВасильевичМордовский государственный университет им. Н.П. Огаревад-р биол. наук, профессор, декан факультета биотехнологии и биологииrevinvv2010@yandex.ru
Всего: 3

Ссылки

Castro C, Zuluaga R, Alvarez C, et al. Putaux J., Caro G., Rojas O.J., Mondragon I., Ganan P. Bacterial cellulose produced by a new acid-resistant strain of Gluconacetobacter genus // Carbohydr. Polym. 2012. Vol. 89. P.1033-1037.>
Seto A., Saito Y. Effective cellulose production by a coculture of Komagataeibacter xylinus and Lactobacillus mali // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006. Vol. 73. No. 4. PP. 915-992.>
Сапунова Н.Б., Богатырева А.О., Щанкин М.В., Лияськина Е.В., Ревин В.В. Получение бактериальной целлюлозы на среде с мелассой // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 24. С. 154-156.>
Czaja W., Romanovicz D., Brown R. Structural investigations of microbial Cellulose produced in stationary and agitated culture // Cellulose. 2004. Vol.11. PP. 403-411. doi: 10.1023/B:CELL.0000046412.11983.61.>
Keshk S., Sameshima K. Influence of lignosulfonate on crystal structure and productivity of bacterial cellulose in a static culture // Enzyme Microb. Technol. 2006. Vol. 40. P. 4-8.>
Castro C., Zuluaga R., Putaux J.L., Caro G., Mondragon I., Ganan P. Structural characterization of bacterial cellulose produced by Komagataeibacter swingsii sp. from Colombian agroindustrial wastes // Carbohydrate Polym. 2011. Vol. 84. PP. 96-102.>
Ciolacu D., Ciolacu F., Popa V.I. Amorphous cellulose - structure and characterization // Cellulose chemistry and technology. - 2011. - Vol. 45, I.1. - P.13-21.>
Wu R.Q., Li Z.X., Yang J.P., Xing X.H., Shao D.Y., Xing, K.L. Mutagenesis induced by high hydrostatic pressure treatment: a useful method to improve the bacterial Cellulose yield of a Gluconacetobacter xylinus strain // Cellulose. 2009. Vol. 17. P. 399-405.>
Ревин В.В., Лияськина Е.В., Покидько Б.В., Пименов Н.В., Марданов А.В., Равин Н.В. Характеристика нового штамма Xanthomonas campestris М 28 - продуцента ксантана, исследование генома, условий культивирования и физико-химических и реологических свойств полисахарида // Прикладная биохимия и микробиология. 2021. Том 57, № 3. С. 251-261.>
Marmann A., Aly A., Lin W., Wang B., Proksch P. Co-Cultivation - A Powerful Emerging Tool for Enhancing the Chemical Diversity of Microorganisms // Marine Drugs. 2014. Vol. 12. No. 2. PP. 1043-1065.>
Islam M.U., Ullah M.W., Khan S., Shah N., Park J.K. Strategies for cost-effective and enhanced production of bacterial cellulose // International Journal of Biological Macromolecules. 2017. Vol. 102. PP. 1166-1173.>
Revin V., Liyaskina E., Nazarkina M., Bogatyreva A., Shchankin M. Cost-effective production of bacterial cellulose using acidic food industry by-products // Brazilian Journal of Microbiology. 2018. Vol. 49. No. 1. PP. 1-9.>
Ishida T., Mitarai M., Sugano Y., Shoda M. Role of water-soluble polysaccharides in bacterial cellulose production // Biotechnol. Bioeng. 2003. Vol. 83. PP. 474-478. 10.1002/bit. 10690.>
Lin D., Lopez-Sanchez P., Li R., Li Z. Production of bacterial cellulose by Gluconaceto-bacter hansenii CGMCC 3917 using only waste beer yeast as nutrient source // Bioresource Technology. 2014. Vol. 151. P. 113-119.>
Carvalho T., Guedes G., Sousa F.L., Freire C.S.R., Santos H.A. Latest advances on bacterial cellulose-based materials for wound healing, delivery systems, and tissue engineering // Biotechnol. J. 2019. Vol. 14. P. 1900059.>
Liu W., Due H., Zhang M., Liu K., Liu H., Xie H., Zhang X., Si C. Bacterial cellulose based composite scaffolds for biomedical applications: a review // ACS Sustain. Chem. Eng. 2020. Vol. 8. PP. 7536-7562.>
Solomevich S.O., Dmitruk E.I., Bychkovsky P.M., Nebytov A.E., Yurkshtovich T.L., Golub N.V. Fabrication of oxidized bacterial cellulose by nitrogen dioxide in chloro-form/cyclohexane as a highly loaded drug carrier for sustained release of cisplatin // Carbohydrate Polymers. 2020. Vol. 248. PP. 116745.>
Khan S., Ul-Islam M., Ullah M.W., Zhu Y., Narayanan K.B., Han S.S., Park J.K. Fabrication strategies and biomedical applications of three-dimensional bacterial cellulose-based scaffolds: A review // Int. J. Biol. Macromol. 2022. Vol. 209. PP. 9-30.>
Volova T.G., Prudnikova S.V., Kiselev E.G., Nemtsev I.V., Vasiliev A.D., Kuzmin A.P., Shishatskaya E.I. Bacterial Cellulose (BC) and BC Composites: Production and Properties // Nanomaterials. 2022. Vol. 12. PP. 192.>
Pang M., Huang Y., Meng F., ZHuang Y., Liu H., Du M., Ma Q., Wang Q., Chen Z., Chen L., Cai T., Cai Y. Application of bacterial cellulose in skin and bone tissue engineering // Eur. Polym. J. 2020. Vol. 122. PP. 109365.>
Revin V.V., Dolganov A.V., Liyaskina E.V., Nazarova N.B., Balandina A.V., Devyataeva A.A., Revin V.D. Characterizing Bacterial Cellulose Produced by Komagataeibacter su-crofermentans H-110 on Molasses Medium and Obtaining a Biocomposite Based on It for the Adsorption of Fluoride // Polymers. 2021. Vol. 13 (9). P. 1422.>
Ревин В.В., Лияськина Е.В., Пестов Н.А. Получение бактериальной целлюлозы и нанокомпозиционных материалов: монография. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. 128 с.>
Lee K.Y, Buldum G., Mantalaris A., Bismarck A. More than meets the eye in bacterial cellulose: biosynthesis, bioprocessing, and applications in advanced fiber composites // Macromol. Biosci. 2014. Vol. 14. PP. 10-32.>
Sulaeva I., Henniges U., Rosenau T. Bacterial cellulose as a material for wound treatment: Properties and modifications. A review // Biotechnology Advances. 2015. Vol. 33. PP. 1547-1571.>
Hussain Z., Sajjad W., Khan T. Production of bacterial Cellulose from industrial wastes: a review // Cellulose. 2019. Vol. 26. PP. 2895-2911.>
Ullah H., Wahid F., Santos H.A, Khan T. Advances in biomedical and pharmaceutical applications of functional bacterial cellulose-based nanocomposites // Carbohydrate Polymer. 2016. Vol. 150. PP. 330-352.>
Singhsa P., Narain R., Manuspiya H. Physical structure variations of bacterial Cellulose produced by different Komagataeibacter xylinus strains and carbon sources in static and agitated conditions // Cellulose. 2018. Vol. 25. PP. 1571-1581.>
Ревин В.В, Лияськина Е.В., Сапунова Н.Б., Богатырева А.О. Выделение и характеристика штаммов - продуцентов бактериальной целлюлозы // Микробиология. 2020. Т. 89. № 1. - С. 88-98.>
Gorgieva S., Trcek J. Bacterial Cellulose: Production, Modification and Perspectives in Biomedical Applications // Nanomaterials. 2019. Vol. 9. No. 10. PP. 1352-1372.>
Ahmed J., Gultekinoglu M., Edirisinghe M. Bacterial cellulose micro-nano fibres for wound healing applications // Biotechnology Advances. 2020. Vol. 41. No. 8. PP. 1-14.>
Киселева О.И., Луценко С.В., Фельдман Н.Б., Гаврюшина И.А., Садыкова В.С., Пигалева М.А., Рубина М.С., Громовых Т.И. Структура популяции Komagataeibacter hansenii GH 1/2008 в статической культуре на различных источниках углерода // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2021. № 53. С. 22-46.>
Blanco Parte F.G., Santoso S.P., Chou C.C., Verma V., Wang H.T., Ismadji S., Cheng, K.C. Current progress on the production, modification, and applications of bacterial cellulose // Critical Reviews in Biotechnology. 2020. Vol. 40. No. 16. PP. 1-18.>
Скворцова З.Н., Громовых Т.И., Грачев В.С., Траскин В.Ю. Физико-химическая механика бактериальной целлюлозы // Коллоидный журнал. 2019. Т. 81, № 4. С. 441-452.>
Rangaswamy B.E., Vanith K.P., Hungund B.S. Microbial Cellulose Production from Bacteria Isolated from Rotten Fruit // International Journal of Polymer Science. 2015. Vol. 2015. PP. 1-8.>
Revin V.V., Nazarova N.B., Tsareva E.E., Liyaskina E.V., Revin V.D., Pestov N.A. Production of Bacterial Cellulose Aerogels With Improved Physico-Mechanical Properties and Antibacterial Effect // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020. Vol. 8. PP. 603407.>
Revin V.V., Liyaskina E.V., Parchaykina M.V., Kuzmenko T.P., Kurgaeva I.V., Revin V.D., Ullah M.W. Bacterial Cellulose-Based Polymer Nanocomposites: A Review // Polymers. 2022. Vol. 14. P. 4670.>
Moniri M., Boroumand Moghaddam A., Azizi S., Rahim R., Ariff A., Saad W., Mohamad R. Production and Status of Bacterial Cellulose in Biomedical Engineering // Nanomaterials. 2017. Vol. 7. No. 9. PP. 257-283.>
Получение бактериальной целлюлозы при совместном культивировании Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2022. № 60. DOI: 10.17223/19988591/60/2

Получение бактериальной целлюлозы при совместном культивировании Komagataeibacter sucrofermentans с продуцентами декстрана Leuconostoc mesenteroides и ксантана Xanthomonas campestris | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2022. № 60. DOI: 10.17223/19988591/60/2