ЗМІСТ

Стор.

РЕФЕРАТ………………………………………………………………………..……….…….4

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ……………………………………………..………….5

ВСТУП………………………………………………………………………………………....6 РОЗДІЛ 1. Аналіз стану проблеми……………………………………………….………...…9

РОЗДІЛ 2. Технологічна частина проекту………………………………………….….…...14

2.1. Характеристика кінцевої продукції виробництва………………..…….…..…14

2.2. Обґрунтування вибору технологічної схеми…………….….………….......…21

2.2.1. Порівняльний аналіз біологічних агентів…….…………………….....21

2.2.2. Обґрунтування вибору складу поживного середовища……................25

2.2.3. Розрахунок складу поживного середовища………..……………...…..27

2.2.4. Обґрунтування вибору способу культивування……………………....30

2.2.5. Обґрунтування вибору ферментаційного обладнання……...………...31

2.2.6. Обґрунтування способу концентрування біомаси……………………35

2.2.7. Обґрунтування вибору способу руйнування клітинної стінки………37

2.2.8. Обґрунтування вибору способу екстракції………………………........37

2.3. Характеристика біологічного агенту………….………………..............…..….38

2.3.1. Таксономічне положення…………………………………………....….38

2.3.2. Морфолого – культуральні ознаки…………………………….….…...40

2.3.3. Фізіолого – біохімічні ознаки……………………………………..……44

2.3.4. Біотрансформація ростового субстрату в авермектини………...…….45

2.4. Опис технологічного процесу………………..……….…………..…................47

2.5. Матеріальний баланс…………………………………….…….………………..64

2.5.1. Розрахунок обладнання…………………………………………...…….72

2.6. Контроль виробництва…………………………….….….….…….………...….79

РОЗДІЛ 3. Охорона праці…………………………………………………..………….…….89

РОЗДІЛ 4. Охорона навколишнього середовища…………………………..……….……..99

СПИСИОК ЛІТЕРАТУРИ………………………………………………………………….101

ДОДАТКИ…………………………………………………………………………………...104

Реферат

Проект виробництва антибіотиків авермектинів на основі ґрунтових актиноміцетів в формі етанольного екстракту з додаванням допоміжних речовин складається зі вступу, чотирьох розділів, графічних матеріалів та списку використаної літератури з 28 найменувань. Загальний обсяг роботи – 104 сторінок, 1 рисунок, 6 таблиць, 4 креслення формату А1.

У дипломному проекті дано обґрунтування та викладено технологічний процес виробництва препарату, який включає блок допоміжних робіт, стадії вирощування культури та одержання готової форми.

Складено аналітичний огляд літератури щодо характеристики та основних галузей застосування препаратів на основі авермектинів. Внесено пропозиції використовувати штам Streptomyces avtrmitilis УКМ Ас – 2177 та поживне середовище складу складу крохмаль, соєве борошно, сухі дріжджі, К₂НРО₄, Са(ОН)₂ для підвищення виходу авермектинів.

Ключові слова: авермектини,актиноміцети, антибіотики, біосинтез.

Перелік умовних позначень

АДФ аденозиндифосфат

АТФ аденозинтрифосфат

ВЕРХ високоефективна рідинна хроматографія

ДНК дезоксирибонуклеїнова кислота

КГА картопляно – глюкозний агар

КМ колориметричний метод

КоА коензим А

МПА м’ясопептонний агар

РПА рибопептонний агар

СА сусло – агар

ТШХ тонкошарова хроматографія

ФГ фітопатогенні гриби

ФЕП фосфоенолпіруват

ВСТУП

Основними постулатами концепції стійкого розвитку, затвердженої у 1992 р. в Ріо-де-Жанейро на Міжнародному форумі з проблем довкілля, є розумне використання екосистем (спрямоване на їх збереження і відновлення), а також впровадження ефективної екологічної економіки (використання енергоощадних технологій і збереження природних ресурсів) [7]. Україна заявила про свою підтримку ідеї охорони довкіль та впровадження моделі стійкого розвитку екосистем, проте до цього часу концепція стійкого розвитку на державному рівні не затверджена, сформульована лише її основна мета. Виходячи з основних принципів стійкого розвитку екосистем, можна зробити висновок, що біологізація землеробства в нашій країні є актуальною. Оскільки підтримання стабільності агроекосистем потребує великих витрат коштів та енергії, доцільно розробити технології вирощування сільськогосподарських культур, що базуються на досягненнях біології [7]. Для впровадження системи біологізації землеробства необхідні заходи, спрямовані на максимальне використання природних компонентів агроекосистем, зокрема ґрунтових мікроорганізмів. Одним з експериментально і практично підтверджених напрямів використання потенціалу ґрунтових мікроорганізмів є використання біологічних засобів захисту рослин від хвороб і шкідників – альтернативи хімічно синтезованим пестицидам [7]. Проведені дослідження дають можливість визначити наукові підходи для розробки способів впливу на окремі функції мікробних угруповань ґрунту [7]. Підвищення стабільності функціонування мікробного ценозу в значній мірі залежить від застосування найбільш безпечних засобів захисту рослин від хвороб і шкідників. Інтенсивне використання у сільськогосподарському виробництві хімічно синтезованих препаратів призвело не тільки до забруднення довкілля, але й сформувало у шкідників стійкість до них. Тому актуальним є створення біоло-

гічних препаратів для захисту рослин, зокрема таких, що мають нематоцидну дію. Полікетидні антибіотики родини авермектинів вважаються одними з найбільш перспективних у боротьбі з нематодами [7].

Streptomyces avermitilis, як перспективний продуцент авермектинового комплексу може бути рекомендований для застосування у рослинництві. В аспекті вирішення проблем біологізації землеробства є можливість регулювання агрономічно важливих функцій мікробних угруповань ґрунту шляхом застосування біологічно активних сполук з антибіотичними властивостями [3]. Ця тема є дуже актуальною, тому що як вже було сказано у теперішній час все більше уваги приділяється вивченню екологічної ролі та біосинтетичної активності ґрунтових мікроорганізмів. Підсилення мікробіологічної активності в ґрунті здавна використовують у сільському господарстві для покращення живлення, оптимізації фітогормонального статусу рослин, захисту їх від хвороб і шкідників. Другим важливим завданням є раціональне використання біомаси продуцента авермектинів, що є відходом виробництва. Можливим шляхом використання відпрацьованої біомаси є отримання на її основі інших біологічно активних речовин. Потрібно звернути увагу, що наукових праць в цьому напрямку дуже мало, хоча в ряді країн з розвинутою біотехнологічною промисловістю проблема раціонального використання біомаси мікроорганізмів вирішена не повністю [11]. В останні роки все більшого поширення набувають препарати, на основі макролідного антибіотика авермектину, який виявляє інсектицидну, нематоцидну, акарицидну та фунгіцидну властивості, характеризується малими нормами витрат, порівняно швидко розкладається у ґрунті і є перспективним для широкого використання. На основі авермектину створено низку препаратів, які застосовують як біопестициди для регулювання чисельності екзо- та ендопаразитів рослин. Відсутність негативного впливу на організми теплокровних тварин, гідробіонтів і бджіл надає авермектину значну перевагу перед хімічними засобами захисту рослин та тварин [3]. Ще однією не менш важливою причиною актуальності даної теми є необхідність задовольнити потреби населення країни в продуктах високої санітарної якості та створити експортний потенціал виробів із тваринницької продукції, здатного витримувати жорсткі умови європейських стандартів, що неможливо без гарантованого ветеринарного благополуччя галузі щодо зооантропонозів та паразитозів сільськогосподарських тварин. Забезпечення власників тварин необхідним асортиментом ефективних засобів боротьби з інвазійними хворобами, недорогих за ціною, в зручних для застосування формах – шлях до подальшого розвитку тваринництва. Досягнути цього можна тільки при розробці та виробництві високоефективних дешевих вітчизняних засобів чи вдосконалення вже відомих ветеринарних препаратів [27].

Важливим завданням виробництва мікробних препаратів є підвищення біосинтетичної активності продуцентів. Для його вирішення застосовують індукований мутагенез, оптимізацію живильного середовища та внесення у нього попередників біосинтезу певної речовини. Для авермектину такими сполуками є деякі амінокислоти та солі органічних кислот. Проте їхня дія на кожний штам-продуцент є специфічною і потребує додаткових досліджень[23]. У нинішній час актуальними залишаються питання вивчення шляхів підвищення продуктивності штаму S. avermitilis, дослідження складу та біологічної активності синтезованого ним авермектинвмісного комплексу і створення на його основі поліфункціональних мікробних препаратів [2]. Новизною даної роботи є використання в процесі промислового біосинтезу високопродуктивного штаму S. avermitilis УКМ Ас – 2177 отриманого шляхом багатоступеневої селекції з відбором варіанта при дослідженні спонтанної мінливості, мутагенезу ультрафіолетовими променями і N-метил-N’-нітро-N-нітрозогуанідином з рівнем накопичення авермектинів 900 – 1200 мкг/мл, також використання для вирощування штаму середовища складу крохмаль, соєве борошно, сухі дріжджі, К₂НРО₄, Са(ОН)₂ [18, 24].