Разработки кафедры биотехнологии, биоинженерии и биохимии
Получение ксантана пищевого и промышленного назначения
Разработана технология получения микробного полисахарида ксантана с помощью высокопродуктивных штаммов бактерий рода Xanthomonas на средах с отходами пищевых производств. Разработан технологический регламент на получение ксантана. Технология готова для промышленного использования. Основными потребителями продукции могут стать предприятия пищевой и нефтедобывающей и лакокрасочной промышленности.
Технология получения бактериальной целлюлозы
Разработаны методы производства бактериальной целлюлозы с использованием дешевых отходов промышленности. Предлагается новый подход для получения бактериальной целлюлозы с использованием отходов спиртовой и молочной промышленности с высокой кислотностью, что позволяет повысить выход продукта и уменьшить экологические проблемы (Патенты РФ № 2536973, 2536257).
Получение биокомпозитов медицинского назначения с антибактериальным действием
Получены бикомпозиты на основе бактериальной целлюлозы и антибиотиков с высокой антибактериальной активностью по отношению к Staphylococcus aureus (Патент РФ № 2564567)
Биоконверсия зернового и лигноцеллюлозного сырья в биоэтанол
Разработана технология получения биоэтанола пищевого и топливного назначения с применением глубокой механобиохимической обработки ультрадисперсного растительного сырья с последующей биоконверсией дрожжами. В качестве сырья при разработке технологии пищевого этанола используется зерновое сырье, для топливного этанола – целлюлозосодержащее сырье измельченное до размеров частиц 100-300 мкм. Измельченное сырье подвергается ферментативному гидролизу в мягких условиях комплексом высокоактивных ферментов и сбраживается дрожжами. За счет комбинации методов глубокой механической и биохимической обработки исключается одна из классических стадий спиртового производства – разваривание (при производстве пищевого этанола) или химического гидролиза (при производстве топливного этанола). Вследствие этого происходит снижение энергозатрат (в среднем на 15%) и увеличение выхода спирта ( в среднем на 10% с единицы условного крахмала)
Получение кормовых дрожжей
Разработана технология получения кормовых дрожжей с высоким содержанием белка. В качестве сырья используются отходы пищевых производств и некондиционное зерно. Культивирование дрожжей осуществляется глубинным методом в асептических условиях и непрерывной аэрации. Выделение дрожжей осуществляется последовательным центрифугированием и распылительной сушкой
Разработка технологии получения аэрогелей из бактериальной целлюлозы и целлюлозы свекловичного жома
Разрабатываемый аэрогель имеет теплопроводность, сопоставимою с теплопроводностью воздуха, что делает это материал уникальным теплоизолятором. Наличие у аэрогеля звукопоглощающих свойств делает этот материал перспективным продуктом, который может найти применение в самых разнообразных отраслях промышленности
Разработка ультраадсорбента на основе аэрогеля из бактериальной целлюлозы и целлюлозы свекловичного жома
Аэрогель обладает высокой удельной площадью поверхности и большим количеством функциональных групп, которые могут быть вовлечены в адсорбцию нежелательных примесей из водной среды. Связывание аэрогелем из бактериальной целлюлозы, например, тяжелых металлов за счет ионного обмена позволит проводить глубокую очистку воды и использовать этот материал в качестве высокоэффективного адсорбента
Биопрепарат для защиты растений и стимуляции их роста
В лаборатории промышленной биотехнологии разработана технологическая схема производства многофункционального биопрепарата на основе консорциума ризосферных бактерий. Исследовано его влияние на всхожесть семян злаковых, овощных и технических культур, проведены лабораторные исследования по выявлению устойчивости растений, обработанных бактериальной суспензий, к фитопатогенам и стрессовым условиям. Совместно с ПАО «Биохимик» отработана схема промышленного производства биопрепарата, которая полностью готова к массовому внедрению.
Результаты апробации препарата на сельхозугодьях Республики Мордовия показали увеличение биологической урожайности опытных участков злаковых культур на 16-30 % относительно контрольных. Средняя прибавка урожая составила 5-8 ц/га. Получены акты успешного внедрения биопрепарата.
Биоразлагаемые белково-полисахаридные пленки медицинского и пищевого назначения
Разработана технология получения биополимерных пленок на основе белков и полисахаридов сшитые ферментами. Они обладают однородной структурой, по прочности и растяжимости не уступают химическим пленкам, но в отличие от них способны к биоразложению в естественных условиях. Использованием в составе композиционной смеси компоненты имеющие биологическое происхождение, подбором соответствующих нетоксичных сшивающих агентов и пластификаторов, нами получены пленки прочностью более 18 МПа, растяжением более 250%. Паро- и кислородопроницаемость пленок можно регулировать, они способны удерживать различные соединения, из них можно изготавливать перевязочные материалы, раневые покрытия, упаковочные материалы снижающие порчу пищевых продуктов. Получены и испытаны пленки с иммобилизованными протеолитическим ферментами и гиалуроновой кислотой. Кафедра выиграла конкурс по этому направлению и стала официальным резидентом Инновационного центра «Сколково», на базе которого открыто ООО «Биополимер». Через это предприятие полученные материалы пройдут испытание с целью внедрения в производство.
Биосвязующее для изготовления экологически безопасных композиционных материалов из отходов растительного сырья
Разработаны две технологии получения биосвязующего:
- из вторичной биомассы биотехнологических производств;
- связующее получено с помощью полисахарид синтезирующих микроорганизмов ( леван, декстран, альгинаты).
Эти виды связующих являются альтернативой токсичным фенолформальдегидным смолам, используемым при производстве композиционных материалов – ДСП, ДВП, фанеры и т.д. Получены лабораторные образцы. Испытания показали, что они по своим физико-механическим параметрам не уступают материалам, полученным по традиционной технологии с применением синтетических токсичных смол. Их себестоимость ниже и экологически безопасны.
В настоящее время ведутся переговоры с ведущими предприятиями России о проведении производственных испытаний.