Эксπир
Регистрация / Вход

Биотехнологическая конверсия растительного сырья в карбоновые, молочную и фумаровую, кислоты для их использования в синтезе биополимеров

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
14.607.21.0050
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
56,16 млн
Внебюджетные средства
39 млн

Разработать процессы биоконверсии растительного сырья и микробиологического получения карбоновых кислот как полупродуктов для синтеза биополимеров

Этапы проекта

1
25.08.2014 - 31.12.2014
Проведен анализ научно-технической литературы на тему переработки непищевой растительной биомассы в сахара и, далее, в карбоновые кислоты. Проведен анализ этапов процесса лабораторного получения дикарбоновых кислот из растительной биомассы, включая стадии предобработки растительного сырья, стадии ферментативного гидролиза с получением простых сахаров и дальнейшего микробиологического получения дикарбоновых кислот на примере фумаровой кислоты. Разработаны лбораторная методика определения концентрации белка в ферментных препаратах (ЛМ 0050/1.4.1); лабораторная методика определения состава сахаров в ферментативных гидролизатах непищевого растительного сырья (ЛМ 0050/1.4.2); лабораторная методика определения инулиназной активности в ферментных препаратах (ЛМ 0050/1.4.3); лабораторная методика селективного отбора продуктивногоштамма-продуцента фумаровой кислоты (ЛМ 0050/1.4.4); лабораторная методика селективного отбора продуктивного штамма-продуцента молочной кислоты (ЛМ 0050/1.4.5); лабораторная методика получения получения фумаровой кислоты на основе простых сахаров (ЛМ 0050/1.4.6); лабораторная методика получения молочной кислоты на основе простых сахаров (ЛМ 0050/1.4.7). За счет внебюджетных средств определены объекты патентных исследований; разработаны технические требования к технологическому оборудованию; обеспечена подготовка участка и производственного помещения для организации производства;обеспечена закупка сырья для проведения ферментаций грибных штаммов и анализа метаболитов; проведена тестовая ферментация в ферментере V= 1м3." 1) Проведены патентные исследования по двум объектам «Штамм мицелиального гриба Penicillium verruculosum – продуцент комплекса ферментов карбогидраз, деградирующих инулосодержащее сырье» и «Способ получения комплексного ферментного препарата, содержащего инулиназы и целлюлазы для биоконверсии инулосодержащего сырья». 2) Разработаны технические требования к технологическому оборудованию и апаратурно-технологической схемы производства карбоновых кислот из некрахмального растительного сырья; 3) Проведена подготовка участка производственного помещения для организации производства исходя из сформулированных принципов организации современного биотехнологического производства. Разработаны основные требования к помещению, оборудованию, расходным и вспомогательным материалам и сырью и ферментным препаратам; 4) Проведена закупка сырья и реактивов для проведения ферментаций грибных штаммов; 5) Проведены тестовые ферментации для установления критических параметров процессса и отработки условий для масштабирования. По результатам внесены изменения в конструкцию существующего технологического оборудования.
Развернуть
2
01.01.2015 - 30.06.2015
Получение экспериментальных образцов.
  Получение экспериментальных образ-цов новых рекомбинантных штаммов-продуцентов карбогидраз (не менее 2-х штаммов-продуцентов).
  Наработка и исследование экспериментальных образцов новых ферментных препаратов с повышенной гидролитической способностью (не менее 6-ти) .
  Наработка и исследование экспериментальных образцов штаммов микроорганизмов-продуцентов фумаровой кислоты (фумарата).
  Наработка и исследование экспериментальных образцов штаммов микроорганизмов-продуцентов молочной кислоты (лактата).
Разработка Программы и методики (ПМ) испытаний экспериментальных образцов.
  Разработка ПМ испытаний новых фер-ментных препаратов для гидролиза предоб-работанного сырья на лабораторном обору-довании.
  Разработка ПМ испытаний экспери-ментальных образцов фумаровой кислоты в новых гидролизных средах.
  Разработка ПМ испытаний экспери-ментальных образцов молочной кислоты в новых гидролизных средах.
  Наработка партии предобработанного растительного сырья для проведения фер-ментативного гидролиза.
  Наработка партии ферментных препара-тов для гидролиза предобработанного расти-тельного сырья на лабораторном оборудова-нии.
  Наработка партии гидролизатов предоб-работанного растительного сырья.
  Наработка партии фумаровой кислоты (фумарата) на основе гидролизатов предоб-работанного растительного сырья.
Наработка партии молочной кислоты (лактата) на основе гидролизатов предобра-ботанного растительного сырья.
Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями технического задания и актов Минобрнауки России.
Развернуть
3
01.07.2015 - 31.12.2015
Получено 4 образца рекомбинантных штаммов инулиназ. Штаммы депонированы в ВКПМ. Наработаны 7 образцов сухих ферментных препаратов (ФП). Наработаны 3 образца биокатализатора фумаровой кислоты (ФК). Наработаны 6 образцов биокатализаторов молочной кислоты (МК). Разработаны ПМ испытаний образцов новых ФП, а также образцов МК и ФК в новых гидролизных средах. Наработаны партии предобработанного сырья для проведения ферментолиза (5 образцов). Наработаны партии ФП из 10 л культуральной жидкости. Наработаны партии гидролизатов предобработанного сырья с разными ФП (16 образцов). Наработаны и испытаны партии ФК и МК в новых гидролизных средах в соответствии с разработанными ПМ. Проведены исследования экспериментальных образцов ферментных препаратов, описаны их свойства. Проведены исследованя экспериментальных образцов штаммов микроорганизмов продуцентов фумаровой кислоты в гидролизных средах. Определен состав продуктов культуральной жидкости. Определена степень конверсии простых сахаров в целевой продукт. Проведены исследования экспериментальных образцов штаммов микроорганизмов продуцентов молочной кислоты в новых гидролизных средах. Выполнены наработки образцов растительного сырья и изучены их свойства. Разработан лабораторный технологический регламент получения ферментных препаратов с повышенной гидролитической способностью по отношению к предобработанной возобновляемой биомассе растений. Разработан лабораторный технологический регламент получения дикарбоновой (фумаровой) кислоты. Разработан лабораторный технологический регламент получения оксикарбоновой (молочной) кислоты.
Развернуть
4
01.01.2016 - 30.06.2016
Разработан и оптимизирован состав комплекса карбогидраз для использования в процессе ферментативной конверсии растительных полисахаридов в простые сахара. Проведено исследование особенностей синергетических взаимодействий ферментов в составе карбогидразного комплекса. Проведено исследование влияния растительных полифенольных соединений на эффективность карбогидраз. Разработан процесс культивирования штаммов-продуцентов карбогидраз. Наработаны экспериментальные образцы ферментных препаратов, полученных на основе рекомбинантных штаммов, и их испытания.
Развернуть
5
01.07.2016 - 31.12.2016
Исследованы продукты реакции ферментного гидролиза предобработанного растительного сырья. Получены данные о веществах, оказывающих негативное влияние или ускоряющих рост консорциума микроорганизмов, секретирующих карбоновые кислоты (молочную и/или фумаровую). Разработаны и оптимизированы процессы генерации и культивирования микроорганизмов, секретирующих карбоновые кислоты. Изучено влияние состава базовых простых сахаров/олигосахаридов на процесс культивирования микроорганизмов. Выбраны условия для эффективной конверсии растительного сырья в карбоновые кислоты в зависимости от источника сырья, а также условий биоконверсии. Исследованы и выбраны условия иммобилизации микроорганизмов при необходмости. Разработан процесс выделения и очистки карбоновых кислот из культуральной среды. Наработаны экспериментальные образцы карбоновых кислот (фумаровой и молочной). Проведены испытания образцов карбоновых кислот (фумаровой и молочной). Разработана Лабораторная методика синтеза биополимера на основе карбоновой кислоты. Проведены работы по моделированию всего процесса биоконверсии растительного сырья в карбоновые кислоты. Изучены закономерности кинетических процессов биосинтеза органических кислот из растительного сырья в различных условиях проведения процесса. Исследована возможность совместного проведения различных стадий процесса. "
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
6 млн
профинансировано
Тема
Биотехнологическая конверсия растительного сырья в карбоновые кислоты для их использования в синтезе полимеров и других химических продуктов
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
3
Тема
Биокаталитические системы конверсии СО2, создание катализаторов конверсии СО2 в органические кислоты, спирты.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка технологии получения синтетического рассасывающегося биологически инертного хирургического монофиламентного шовного материала из полимеров гликолевой и молочной кислот.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 19 мес.
Бюджетные средства
180 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка научно-технических основ получения функциональных полимерных материалов на базе молочной кислоты (со) полилактидов медицинского и технического назначения
Продолжительность работ
2013, 2 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
9
Тема
Микробиологические препараты для повышения эффективности выращивания сельскохозяйственных культур
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1