Проблема утилізації твердих целюлозних відходів сільського господарства (солома, кукурудзяні качани, соняшникове лушпиння тощо), деревообробної та целюлозо-паперової промисловості (гілки, тирса, кора дерев, сульфітні лужні золи), комунальні відходи, що на 40-50% складаються з рослинної біомаси, особливо з опалого листя, забрудненого газовими техногенними викидами, набула критичного значення в урбаністичному та сільськогосподарському секторах господарювання.
Опале листя різниться за хімічним складом і відрізняється за швидкістю процесу їхнього розкладу - мінералізації. Для прискорення мінералізації може бути використаний ферментоліз цих субстратів целюлолітичними ферментами. Метод переробки целюлозних відходів з використанням біомаси целюлолітичних мікроорганізмів може стати перспективним.
Для дослідження були відібрані різні природні субстрати, які містили целюлозу різного ступеню деградації. Склад компонентів у субстратах варіював у межах: 15-70 % целюлози, 10-85 % геміцелюлози, 0-70 % лігніну.
Нагромаджувальні культури аеробних целюлолітичних мікроорганізмів (бактерій та грибів) культивували на рідкому та твердому середовищі Хатчинсона-Клейтоназ метою отримання окремих колоній целюлолітичних мікроорганізмів з різних природних субстратів.
Пошук продуцентів та виділення нагромаджувальних культур аеробних целюлолітичних бактерій та грибів з високою целюлазною активністю та одержання ферментних препаратів на їх основі є актуальним завданням для підсилення компостування та біоутилізації
Отриманнянагромаджувальних культур - це початковий етап отримання чистих культур мікроорганізмів з природних субстратів.У всіх зразках спостерігали руйнування паперових фільтрів, що свідчило про наявність целюлолітичних мікроорганізмів.
У результаті культивування біомаси виділено 9 штамів бактерій та 8 штамів грибів, які здатні ферментативно розкладати целюлозу. З них для подальших експериментів відібрано 2 штами бактерій та 2 штами грибів, які дослідили на здатність утилізувати різні джерела карбонового живлення, а саме: КМЦ (карбоксиметилцелюлоза), опале листя, тирса, стружка, подрібнений фільтрувальний папір, вата, сіно.
Виходячи з результатів досліду та враховуючи літературні дані про застосування КМЦ для визначення активності целюлаз, нами проведено подальший скринінг активних целюлолітичних бактерій та грибів саме на цьому субстраті.
Для попередньої ідентифікації виділених культур целюлолітичних бактерій та грибів, виявлення їх найбільш характерних морфологічних ознак проводили виготовлення мікроскопічних препаратів.
Одержано нагромаджувальні культури аеробних целюлолітичних мікроорганізмів з целюлозовмісних субстратів природного походження, а саме ґрунтів різного походження, опалого листя та деревини, яка відрізнялася за ступенем природної деградації. Виділено окремі штами целюлолітичних бактерій та грибів і проведенооптимізацію умов їх культивування.
1. Тверді побутові відходи в Україні: потенціал розвитку сценарії розвитку галузі поводження
з твердими побутовими відходами. – Підсумковий звіт Міжнародної фінансової корпорації (IFC,
Група Світового банку) – 2018. 2. Гапоненко Г. М., Хоменко І. О. / Проблеми утилізації сміття в
Україні // Збірник тез Міжнародної наук.-практ. конф. студентів, аспірантів і молодих вчених
“Юність науки – 2017: соціально-економічні та гуманітарні аспекти розвитку суспільства”
(м. Чернігів, 26–27 квітня 2017 р.): ЧНТУ. – Чернігів: Черніг. нац. технол. ун-т, 2017. – С. 17–18.
3. Скип О. С., Швед О. В., Буцяк В. И. Перспективы альтернативности субстратов опавших
листьев в вермикультвировании // Technological aspect of modern agricultural production and
environmental protection/proceedings XIII International scientific-applied conference. daRostim. –
Алмати Казак. ун-т, 2017. – С. 102–103. 4. Manczarski P. Kompostowanie odpadów komunalnych //
Referat na Forum Technologii Ochrony Środowiska . POLEKO. – 2007, UP – 1–16 s. 5. Пащенко І.,
Палюх Г., Червецова В., Заярнюк Н., Швед О., Новіков В. Оптимізація умов культивування
нагромаджувальної культури целюлолітичних мікроорганізмів // Матеріали Міжнародн. наук.-
практ. інтернет-конференції “Біотехнологія : досвід, традиції та інновації, присвячена 50-ти
річчу започаткування біотехнологічної освіти в Україні (14–15 грудня 2016). – К: НУХТ, 2016. –
С. 350–356. 6. Билай В. И., Билай Т. И., Мусич Е. Г. Трансформация целюлози грибами. – К.: Наук.
думка, 1982. – 296 с. 7. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. – М.: Колос, 1983. – 295 с.
8. Скомаровский А. А., Марков А. В., Гусаков А. В. и др. Новые целлюлазы для высокоэффективного
гидролиза лигноцеллюлозной биомассы // Прикл. биохим. мик робиол. – 2006. – Т. 42, № 6. – С. 674–
680. 9. Даниляк Н. И., Семичевский В. Д., Дудченко Л. Г., Трутнева И. А. Ферментные системы
высших базидомицетов. – К.: Наука, 1989. – 280 с. 10. Синицын А. П., Черноглазов В. М.,
Гусаков А. В. Методы изучения и свойства целлюлозолитических ферментов // Итоги науки и
техники. Сер. Биотехнология – 1993. – Т. 25. – 152 с. 11. Синицын А. П., Гусаков А. В., Черно-
глазов В. М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов: учеб. пособие. – М. : Изд-во МГУ, 1995. –
224 с. 12. Патика В. П., Копилов Є. П., Скуловато О. В. Целюлозолітична активність грунтового
гриба Chaetomium globusum // Вісник Уманського національного університету садівництва.
“Мікробіологія”. – 2016. – № 1. – С. 27– 30.