Проєкт технології виробництва желатинази А
Автор: Сав'як Ірина Олександрівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У магістерській кваліфікаційній роботі подано науково-технологічне обґрунтування проєкту виробництва желатинази А, яку синтезує непатогенна аеробна бактерія Vibrio alginolyticus chemovar iophagus [1]. Актуальність теми зумовлена зростаючим попитом на стандартизовані желатинолітичні ферменти для біотехнологічних і аналітичних задач, а також браком відпрацьованих вітчизняних промислових рішень, що гарантують стабільну активність і високу чистоту препарату [2]. Практична цінність роботи полягає у можливості організації відтворюваного та економічно прийнятного виробництва на основі доступної сировини й простих технологічних підходів [3]. Об’єкт дослідження — технологічний процес отримання мікробної желатинази А шляхом глибинного культивування Vibrio alginolyticus chemovar iophagus із подальшим відокремленням біомаси, ультрафільтраційним концентруванням і ліофілізацією продукту. Предмет дослідження — умови культивування продуцента та склад поживного середовища, що забезпечують інтенсивну секрецію екзоферменту; послідовність і параметри стадій виділення, очищення та висушування желатинази; вимоги до якості й розрахункові характеристики проєктованої виробничої лінії. Сфера дослідження — промислова біотехнологія ферментів мікробного походження, зокрема проєктування ферментаційних процесів і післяферментаційної обробки екзопротеаз із урахуванням масштабування та стандартизації кінцевого продукту. Мета роботи полягала у розробленні технологічного проєкту виробництва желатинази А з заданими показниками активності, чистоти та стабільності, придатного для промислового впровадження. Для її досягнення виконано такі завдання: узагальнено літературні дані щодо будови, біологічної ролі й властивостей желатиназ [1]; обґрунтовано вибір природного продуцента [2]; сформовано структурно-технологічну схему процесу; визначено оптимальні умови глибинного культивування (температура, рН, аерація, тривалість, кількість посівного матеріалу) і стадії виділення екзоферменту; здійснено матеріальні та технологічні розрахунки; підібрано типове основне й допоміжне обладнання; оцінено техніко-економічні показники проєкту. Ключові проблемні моменти пов’язані з необхідністю одержувати желатиназу в активній нативній формі без етапів рефолдингу чи штучної активації, характерних для рекомбінантних платформ [3]. Окрему увагу приділено добору доступного зернового живильного середовища, забезпеченню ферментації іонами-кофакторами (передусім Zn??) та мінімізації втрат продукту під час очищення. У результаті розроблено принципову технологічну схему, що включає підготовку й стерилізацію середовища, отримання посівної культури, ферментацію за температури 37 ± 1 °С і рН 7,1 при інтенсивній аерації та перемішуванні, сепарування клітин, ультрафільтраційне концентрування і ліофільне висушування препарату. Показано, що використання Vibrio alginolyticus як природного секреторного продуцента дає змогу отримувати желатиназу з питомою активністю близько 1000 нкат/мг та чистотою 98–100 % після стандартних стадій обробки. Коротка тривалість культивування (приблизно 16 год) забезпечує високу сумарну продуктивність за ресурсу 330 робочих діб на рік. На основі розрахунків обґрунтовано вибір технологічного обладнання для кожної стадії процесу та послідовність операцій, сумісну з промисловим масштабуванням. Отже, запропонований проєкт підтверджує можливість створення технологічно надійного й економічно доцільного виробництва мікробної желатинази А, що забезпечує отримання стандартизованого ферментного препарату для подальшого використання у біотехнології та науково-аналітичній практиці [4], [5]. Ключові слова: желатиназа А, MMP-2, Vibrio alginolyticus, глибинне культивування, металопротеїназа.