Введение к работе
Актуальность проблемы. По экспертным оценкам экономический ущерб от биоповрездений за последние 30 лет увеличился ка 3 % и достиг 5 % стоимости производимой промышленной продукции. При этом на долю грибов и бактерій приходится около 20 %. Развитие микроорганизмов на целлюлозосодержащих текстильных материалах в оптимальных условиях приводит к их разрушению за 7 - 30 суток. Льняное волокно относится к числу наименее биостойких.
Потери от биодеструкции в значительной степени обусловлены недостаточной разработкой научных основ проблемы биоповрождений. Экологические, биохимические, физиологические особенности микроорганизмов слабо изучены в деструктивном аспекте. Это затрудняет прогнозирование развития биоповрездений, приводит к искажению данных при отборе биоотойких материалов, снижает эффективность мер борьбы о биодеструкторами. Определениз грийостойкости целлю-лозосодержащих материалов по визуальной шкале не всегда адекватно степени изменения физико-механических свойств образцов под воздействием бзодострукторов, что затрудняет оценку грибоустой-чивооти льносодержащих материалов технического назначения. Без пршенеаия биоиндов невозможно внедрение современной машинной технологии уборки льносырья. Широко распространенный односторонний подход при подборе химических препаратов для этой цели не ставит задачи использования наименее токсичных для человека и окружающей среды химических препаратов, не затрагивающих генетический аппарат живых организмов и может негативно отразиться в последующих поколениях. Исследования микробной деструкции льняного волокна, разработка мероприятий- по предотвращению потерь от биоповреадений являются актуальными и перспективными как в теоретическом, так и в практическом аспекте.
Настоящая работа выполнялась в рачках Координационного
плана НИР Минвуза СССР по биологии на 1982 - 1905 гг., по Координационному плану НИР по проблеме "Биоповрездения" Научного совета по биоповреадениям AR СССР на 1986 ~ 1990 гг., в соответствии с общесоюзной программой фундаментальных исследований "Проблемы биоповреадений" на 1989 - 2000 гг.
Не ль и задачи исследования. Целью настоящей работы явилооь изучение деструктивной и цэдлюлазной активности мицелиалышх грибов и бактерий рода cytophaga , вызывающих биоповрездения льняного волокна, а также разработка научных основ и методов определения грибостойхооти и предотвращения биоповрендений - льносодержащих материалов.
Конкретные задачи настоящей работы состояли в следующем:
выявление наиболее активных биодеструкторов льняного волокна;
изучение уровня и динамики деструктивной и целлюлазной активности мицелиальных грибов и бактерии рода Cytophagu ;
исследование состава целлюлазных комплексов микроорганизмов-деструкторов, определение роли отделышх компонентов комплекса в процессе гидролиза целлюлоза льняного волокна, виявлоїшв оптимальных условий проявления целлюлазной активности;
разработка научных подходов определения биостойкости льносодержащих материалов технического назначения, включающих: проведонио корреляционного анализа критериев биостойкооти и выбор оптимальных показателей деструктивное активности микроорганизмов, степени биостойкости ооразцоа лыюкатч риалов; создание афективних ассоциативных культур для проведения испытании грибостойкости с учетом зависимости уроння ДОСТруК'ГИіШОІІ и цол-лилазной активности ассоциации от состава ее членов и характера взаимоотношений между микроорганизмами; онродслоиие .лггималышх
3 .
условий и экспозиции проведеная испытаний;
изучение влияния биоцидов на рост мицелиальных грибов и активность целлюлаз;
отбор относительно безопасных для человека и окружающей сродн биоцидов, снижающих потери от биодеструкции влажного лькоеырья.
Научная новизна. Проведено комплексное сравнительное изучение уровня и динамики деструктивной и цэллюлазной активности штаммов мицелиалъннх грибов а бактерий рода cytophaga , вызывающих биоповрегдения льняного волокна.
По величине деструктивной и целлюлазкой активности в отношении льняного волокна бактерии рода Cytophaga не уступают наиболее активним штампам шщэлиальшх грибов-биодеструкторов. Уровень деструктивной и целлюлазной активности бактерий завооат от условий культивирования.
В составе цэллюлазных комплексов бактерий рода cytophaga ц мицелиальных грибов, развивающихся на льняном волокне, выявлош зкзоглюканаза, зндоглюканаза и целлобиаза, соотношение которых меняется в динамике. Показано, что процесс деструкция льшіііого волокна связан с действием экзоглюканазы и эвдоглюканазы.
Оптииум целлюлазной активности цитосуаг наблздаетсн при рИ около 8.
Установлено отсутствие ангабирующего действия ряда иослодо-ванпнх биоцвдов на активность целлюлазного комплекса,
Корроляциоиный анализ показал, что при определении деструктивной активности микроорганизмов, вызывающих биоповреадошя льняного волокна и оценке биостойкости образцов данные, получошше косвенным! мотодачи / визуальная оценка, увэличение биомассы / іїз согласуются с результатами испытаний степени бпоцовревденкя
льняного волокна прямым методом - по изменению прочности.
Практическая ценность. Показана нецелесообразность испол зования визуальных методов для оценки бисстойкости льносодер-яащих материалов технического назначения.
Разработан способ определения грибостойкости льносодержа щих материалов с оценкой по снижению прочности, включающий по добранную ассоциацию мицелиалышх грибов с высокой деструктив ной и целлюлазной активностью, оптимизацию экспозиции и услов проведения испытаний.
Выявлена возможность использования I % раствора целловир: дина при определении грибостойкости незащищенных-биоцидами образцов льносодержацих материалов, что значительно упрощает и ускоряет проведение исследований.
В результате скрининга по эффективности фунгицидного де& ствия и акологотоксикологической безопасности отобраны биоцид ронклан, сумилекс, тачигарен и хинозол, которые могут быть использованы при уборке и хранении влажного льносырья.
Показана целесообразность применения хиноэола / 0,5 -1,0 % / в качестве консерванта влажного льносырья. Эффективность его использования продемонстрирована при проведении прої водственных испытаний на льнозаводе в с.Грузины Калининской о( ласти.
Апробация работа. Основные положения работа докладываяио: н обсуждались на II Всесоюзной конференции по биоповрездонкям / г.Горький, 1981 г./, конференции ученых Одесского государственного университета,/ г.Одесса, 1985 г., 1987 г. /, пленуме Научного совета АН СССР по биоповрездонкям / г.Свердловск, 1985 г. /, УІІ съезде Всесоюзного микробиологического обществ; / г.Алма-Ата, 1985 г. /, пленуме Научного совета АН СССР по
бяоповреддениш / г.Одесса, 1986 г./, III ВсосоюзноЁ конференции по биоповрезденияа / г.Донецк, 1387г. /, Всесоюзной конференции " Защита древесины и цэллюлозосодержащих материалов от биопо-вреждений" / г.Рига, 1989 г. /.
Публикации, По теме диссертации опубликовано 15 работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка использованной литература, содержащего 399 наименований и приложения. Работа иллюстрирована 28 рисунками, включает 14 таблиц.