Разработка технологии переработки кератиносодержащего сырья (пера)
кератинсодержащее сырьё, переработка, перо, кератиназы, b.licheniformis, ферментирование пера
Актуальность темы
Перо состоит почти на 9О % из неусвояемого кератина, который 
расщепляется под действием кератиназ. Кератиназы расщепляют
пептидные связи в кератине благодаря широкому спектру активности, 
кератиназы являются эффективной ной альтернативой химическим и 
термическим способам обработки вторичных отходов различных 
промышленных производств, богатых белком.
Степень разработанности проблемы
Кератиновые отходы являются основными побочными продуктом 
различных отраслей животноводства. Медленная естественная деградация 
кератина и менее эффективный химический гидролиз создают проблему 
для поиска альтернативных методов переработки. Куриные перья содержат 
92 % кератина, который может быть хорошим источником пептидов, 
аминокислот и минералов, используемых в качестве кормовой добавки для 
сельскохозяйственных животных.
Цель работы
разработать технологию переработки кератинсодержащего сырья в 
комплексную кормовую добавку для сельхоза животн.
Задачи
провести исследование штаммаов B. licheniformis на способность расти
на триптон–соевой среде TSB; Идентификацию штаммов B. licheniformis
по морфологическим и классификацию по генетическим признакам 
методом 16S рРНК. Культивирование штаммов B. licheniformis на среде с 
единственным источником углерода в виде пера; Определить 
кератиназную активность; Определить количество фенотипов 
исследуемых микроорганизмов и количество образуемой биомассы 
клеток; Подтвердить сохранность используемых штаммов B. licheniformis
после ферментации в минеральной среде методом rep – ПЦР; Проведение
микроскопирование ферментированного пера для подтверждения
способности штамма разрушать кератин без предварительного гидролиза
применяемого сырья; Подтвердить разрушение кератина выбранными 
штаммами методом двумерного (2D) электрофореза; Определить
аминокислотный состав культуратьной жидкости методом ТСХ;
Определить количество белка в ферментированном пере; Разработать 
технологию получения кормовой добавки для сельскохозяйственных 
животных на основе ферментированного B. licheniformis пера.
Объект исследования 
продуцент кератин B.licheniformis БАЛ- 1, БАл-2.
Предмет исследования
ферментированное перо
Гипотеза исследования
Ферментативн
Теоретические основания исследования
Кератиназы B.licheniformis это протеолитические ферменты, обладающие 
особой способностью расщеплять пептидные связи в кератине и в других 
белках.
Новизна работы 
Способ ферментативной переработки пера B.licheniformis и обогащение его 
бактериальным белком, рекомендуемом к использованию в комплексной 
кормовой добавки для сельскохозяйственной птицы (индейка, куры 
бройлеры).
Результаты работы, выносимые на защиту
Выявлено, что штаммы B. licheniformis № 1 и № 2 растут на триптонсоевой среде TSB, гидролизуют казеин и крахмал, 
каталазоположительные, грамположительные палочки, способные 
образовывать поры. Установлена видовая принадлежность штаммов 
анализом гена 16SРНК: Bacillus licheniformis. Установлено, что штаммы 
Bacillus licheniformis способны расти на перьевой среде и вырабатывать 
бактериальную биомассу в количестве 1×109КОЕ/мл. Определена 
кератиназная активность ферментов, продуцируемых 56 штаммами: B. 
licheniformis № 1 – 16,2 KU/мл, B. licheniformis № 2 – 18,3 KU/мл. Методом 
серийных разведений было выявлено16 морфотипов колоний. В случае 
штамма Bacillus licheniformis №1 обнаружено 10 морфотипов, в 
случае штамма Bacillus licheniformis № 2 – 6 морфотипов, количество 
биомассы составило 12,5 ±2 /л. Методом геномного фингерпринта были 
исследованы морфотипы штаммов Bacillus licheniformis по праймеру 
(GTG)5 в сравнении с контролем. Получены изображения ферментолизата 
и нативного пера методом электронного микроскопирования. Отмечено 
нарушение структуры цепочек кератина пера ввиду действия ферментов 
обоих штаммов Bacillus licheniformis, Методом масс-спектрометрической 
идентификации установлен неполный ферментолиз кератина ферментами 
штамма Bacillus licheniformis № 1, а ферменты штамма № 2 разлагают 
кератин полностью с образованием пептидов. Методом ТСХ определен 
качественный аминокислотный состав культуральной жидкости штаммов 
Bacillus licheniformis, обнаружены незаменимые аминокислот: лизин, 
треонин, метионин, валин, фенилаланин. Количество сырого протеина в 
культуральной жидкости образцов: B. licheniformis № 1 – 72,41 %; B. 
licheniformis №2 – 76,38 %, согласно техническим требованиям содержание 
сырого протеина (в пересчете на абсолютно сухое вещество), должно 
составлять не менее 60 %, полученные образцы удовлетворяют данным 
требования. Разработана технология получения комплексной кормовой 
добавки на основе ферментированного пера штаммом B. licheniformis № 2, 
получен патенте нп технологию.
Практическая значимость работы 
Кератиназы считаются эффективной альтернативой химическим и 
термическим способам обработки вторичных отходов различных 
промышленных производств, богатых белком.
Переработка отходов птицеперерабатывающих предприятий, производство белковых кормовых добавок.
Кирилл
Бетехтин
Эдуардович
Студент
Отсутствует
Отсутствует
-
-
-
-
РОССИЯ
Кирилл
Бетехтин
Эдуардович
Студент
РОССИЯ
62.13.31
Биотехнологическое получение белка одноклеточных
02.08.DB
BIOTECHNOLOGY & APPLIED MICROBIOLOGY
Кирилл
Бетехтин
Эдуардович
Основной вклад в роботу.
РОССИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
СЕРГЕЙ
ПОЛЯКОВ
ГЕННАДЬЕВИЧ
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Кирилл
Бетехтин
Эдуардович
Физическое лицо
РОССИЯ