Биодеструкция смоляных кислот -доминирующих токсичных соединений в отходах целлюлозно бумажной промышленности Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2014 БИОЛОГИЯ Вып. 3

УДК 579.22+579.66

БИОДЕСТРУКЦИЯ смоляных кислот -ДОМИНИРУЮЩИХ ТОКСИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОТХОДАХ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

К. М. Черемных

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, 614081, Пермь, ул. Голева, 13; кйс[email protected]; (342)2808114

Смоляные кислоты относятся к группе дитерпеновых карбоновых кислот и составляют большую долю экотоксичных веществ в сточных водах целлюлозно-бумажной промышленности. Попадание этих высокостабильных и токсичных экополлютантов в окружающую среду крайне нежелательно (даже в низких концентрациях), ибо последствия их воздействия на живые организмы могут быть непредсказуемыми. В связи с этим актуален поиск экологически обоснованных способов нейтрализации и выведения смоляных кислот из окружающей среды с помощью инновационных технологий с использованием микроорганизмов. При этом перспективным является не только поиск эффективных технологий утилизации смоляных кислот, но и получение на их основе новых биологически активных соединений, пригодных в качестве интермедиатов синтеза лекарственных препаратов.

Ключевые слова: смоляные кислоты; биодеградация; биотрансформация; отходы целлюлозно-бумажной промышленности.

Введение

Значительная часть токсичных веществ в жидких отходах целлюлозно-бумажной промышленности приходится на смоляные кислоты, представляющие собой трициклические дитерпеноиды [Waiden, Howard, 1977; Kovacs, Voss 1992; Pulp bleaching ..., 1993; Liss, Bicho, Saddler, 1997]. Смоляные кислоты - это группа экстрактивных веществ, обычно встречающихся в живице хвойных деревьев (сосна, ель, пихта). Они составляют до 0.2-0.8% от общей массы древесины. [Fengel, Wegner, 1985; Liss, Bicho, Saddler, 1997]. В процессе химического и механического воздействия на древесину для получения целлюлозы, смоляные кислоты высвобождаются и в дальнейшем через сточные воды попадают в окружающую среду.

При попадании в открытые экосистемы данные вещества аккумулируются и могут оказывать токсическое действие на живые организмы [Bicho, Martin, Saddler, 1995; Zheng, Nicholson, 1998; Leppanen, Oikari, 1999]. В качестве эффективного способа снижения концентрации смоляных кислот признаны биотехнологические методы с использованием микроорганизмов [Liss, Bicho, Saddler, 1997]. Данные методы не требуют применения агрессивных реагентов и позволяют осуществлять

максимальное извлечение смоляных кислот в «мягких» условиях при физиологических температурах, нормальном давлении и нейтральных значениях рН среды.

Поскольку смоляные кислоты широко распространены в окружающей среде в микроколичествах, существует большое число грибов и бактерий, способных частично или полностью деградировать смоляные кислоты [Mohn, 1995; Liss, Bicho, Saddler, 1997; Martin, Yu, Mohn, 1999; Morgan, Wyn-dham, 2002]. В настоящее время перспективным является получение на основе смоляных кислот биологически активных соединений, пригодных в качестве интермедиатов синтеза лекарственных средств.

Химические свойства и токсичность

смоляных кислот

Смоляные кислоты представляют собой природные дитерпеновые трициклические карбоно-вые кислоты [Scientific ..., 1988; Liss, Bicho, Saddler, 1997]. Они подразделяются на смоляные кислоты абиетанового и пимаранового типа. Кислоты абиетанового типа имеют изопропильную группу у С-13 атома углерода, в то время как смоляные кислоты пимаранового типа имеют в этом положе-

© Черемных K.M., 2014

ный [Mutton, 1962; Stoltes, Zinkel, 1989]. Типичными представителями дитерпеновых кислот абиетанового типа, содержащихся в отходах бумажной промышленности, являются (АК) абиетиновая, (ДАК) дегидроабиетиновая, (HAK) неоа-

Тип абиетана СН,

нзС ''СООН Абиетиновая кислота

нзС* 'СООН Дегидроабиетиновая кислота СЩ

Ч3С ''СООН Неоабиетиновая кислота

нзС ''СООН Левопимаровая кислота

бнетиновая и (ЛПК) левопимаровая кислоты (рисунок). Смоляные кислоты пимаранового типа включают изопимаровую (ИПК), (ПК) пимаровую и санларакопимаровую (СПК) кислоты [Liss, Bicho. Saddler, 1997].

Тип пимарана >

Н3С ''СООН Пимаровая кислота

н3с ''СООН Изопимаровая кислота

Н3С ''СООН Сандаракопимаровая кислота

Структурные формулы смоляных кислот абиетанового и пимаранового ряда

Смоляные кислоты являются гидрофобными соединениями, о чем свидетельствует их растворимость в водных системах. Так, растворимость АК и ДАК при кислых и нейтральных значениях pH и температуре 20°С равна 3-5 и 4-6 мг/л соответственно [Nyren, Back, 1958]. Кроме того, показано, что на растворимость данных смоляных кислот влияют значения температуры и pH среды [Nyren, Back, 1958; Zanella, 1983; Suckling, Hua, Uprichard, 1990]. Предполагается, что именно растворимость влияет на распределение смоляных кислот и транспорт через очистные фильтры [Liss, Bicho, Saddler, 1997].

Токсичность стоков бумажной промышленности обусловлена наличием в них смоляных кислот. Это становится очевидным при рассмотрении острой токсичности по отношению к некоторым видам рыб. Так, в исследованиях B.R. Taylor с соавт. [Scientific ..., 1988] показано, что значения острой токсичности (96 ч ЛД50) восьми смоляных кислот по отношению к нескольким видам лосося, радужной форели, гольяна распределялись от 0.5 до 1.7 мг/л, тогда как концентрация смоляных кислот в стоках может достигать до 550 мг/л [Elimination ...,2006].

Смоляные кислоты обнаружены в желчи рыб в количествах от 120 до 330 мкг/мл и от 13 до 620 мкг/г в ткани мозга рыб [Zheng, Nicholson, 1998: Leppanen, Oikari, 1999], что указывает на возможную аккумуляцию их в открытых экосистемах. Показано, что значения острой токсичности (48 ч ЛД5о) смоляных кислот по отношению к Daphnia magna в 2-3 раза меньше, чем таковые по отношению к рыбам. По данным [Zanella, 1983; Identi-

fication ..., 1994], смоляные кислоты менее токсичны по отношению к беспозвоночным животным (табл. 1).

Таблица 1

Острая токсичность смоляных кислот

Тестовые организмы Смоляные кислоты, мг/л

АК ДГ ИПК

Daphnia magna (48 ч, ЛД 50) 19.2 2.5-6.4 1.3

Rainbow trout (96 ч, ЛД 50) 0.7-1.5 0.8-1.7 0.5-1.0

Fathead minnowe (96 ч, ЛД 50) 0.1 3.2 0.1

Примечание. * Цит. по: Liss, Bicho, Saddler, 1997.

Биодеградация смоляных кислот

Наиболее эффективных способом утилизации смоляных кислот является биологическая обработка сточных вод. По данным некоторых авторов [McFarlane, Clark, 1988], применение активного ила и газированных лагун позволяет снизить уровень абиетановых смоляных кислот в стоках на 90%, при этом утилизация кислот пимаранового типа менее продуктивна и составляет 60%.

В качестве эффективного способа утилизации смоляных кислот используются анаэробные системы. Сторонники их применения предполагают, что использование закрытых систем в процессе переработки целлюлозы существенно уменьшит объем жидких отходов и приведет к более концентрированным стокам. , .--..w^

жидких отходов и приведет к более концентрированным стокам.

Казалось бы, концентрированные отходы должны значительно повысить привлекательность применения анаэробных систем за счет снижения эксплуатационных затрат, в частности, снижения потребности в энергии или уменьшения формирующегося осадка [Lee, Petersen, Stickney, 1989]. Однако, по мнению отдельных авторов [Lee, Petersen, Stickney, 1989; MacClean, Vegt, Driel, 1990], данные системы менее производительны из-за наличия в концентрированных стоках ингибиторов ферментных систем анаэробных микроорганизмов.

Эффективным способом деградации отдельных смоляных кислот является применение чистых культур микроорганизмов. Бактерии, выделенные из почв, коры деревьев и природных водных систем, обладают способностью утилизировать ди-терпеновые кислоты (табл. 2). Представители родов Alcaligenes, Cornamonas [Morgan, Wyndham, 1996], Pseudomonas [Wilson, Moore, Mohn, 1996], Sphingomonas, Zooglea [Mohn, 1995] способны деградировать AK. Представители значительно больших родов микроорганизмов Alcaligenes [De-

gradation ..., 1973; Morgan, Wyndham, 1996], Ar-thobacter [Levinson, Carter, Taylor, 1968], Bacillus, Escherichia, Flavobacterium [Hemingway, Greaves, 1973; Degradation ..., 1973], Cornamonas [Morgan, Wyndham, 1996], Pseudomonas [Hemingway, Greaves, 1973; Degradation ..., 1973; Wilson, Moore, Mohn, 1996], Sphingomonas, Zooglea [Mohn, 1995] способны утилизировать ДАК. Предположительно, это связано с тем, что данной смоляной кислоты в окружающей среде содержится больше. Дитерпе-ны пимаранового типа сложнее утилизировать, и на это способны лишь отдельные представители родов Cornamonas, Alcaligenes [Morgan, Wyndham, 1996] м Pseudomonas [Wilson, Moore, Mohn, 1996]. В работе P.A. Bicho, V. Martin, J.N. Saddler [1995] микроорганизмы, выделенные непосредственно из сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов, способны деградировать до 65% смоляных кислот абиетанового типа. По данным T.A. Burnes, R.A. Blanchette, R.L. Farrell [2000], представители Хап-thomonas campestris и Serratia marcescens деградируют до 40% смеси смоляных кислот древесных экстрактов.

Таблица 2

Микроорганизмы - деструкторы смоляных кислот

Вид, род Субстрат Автор

Бактерии

Burkholderia sp. ДАК Physiological ..., 1999; Distinct, 2008

Cupriavidus sp. ДАК; AK Bicho, Martin, Saddler, 1995

Pseudomonas vancouverensis "Pseudomonas multiresinivorans" (Pseudomonas nitroducenf)* ДАК Physiological ..., 1999; Yu, Mohn, 1999; Wilson, Moore, Mohn, 1996

Pseudomonas reinekei, Pseudomnas moorei, Pseudomonas mohnii ИПК Pseudomonas reinekei ..., 2007

Pseudomonas sp. ДАК Wilson, Moore, Mohn, 1996; Yu, Mohn, 1999

Bacillus sp., Escherichia, Flavobacterium sp., Flavobacterium resinovorum ДАК Hemingway, Greaves, 1973; Degradation ..., 1973

Pseudomonas sp. ДАК; АК; ИПК Hemingway, Greaves, 1973; Degradation ...,1973; Wilson, Moore, Mohn, 1996

Bacillus mycoides, Pseudomonas acidouorans, Pseudomonas aeruginosa ДАК Studies ...,1981

Alcaligenes eutrophus ДАК Degradation ..., 1973

Arthobacter sp. ДАК Levinson, Carter, Taylor, 1968

Sphingomonas sp., Zooglea sp. ДАК; АК Mohn, 1995

Cornamonas spp., Alcaligenes spp. ДАК; AK; HAK; ПК; ИПК; ЛК Morgan, Wyndham, 1996

Грибы

Ascochyta pinodella, Aureobasidium pullulons, Cephalosporium sp., Fusarium culmorum, Lentinus lepi-deus, Mortierella isabellina, Mucor globosus, Nodulisporium sp., "Polyporus hirsutus" (Trametes hirsuta)*, Polysporus versicolor, Stereum purpureum, Trichoderma uiride

ДАК

Studies ..., 1981; 1982

Примечание. * Инвалидные виды или устаревшие названия таксонов бактерий (согласно существующим правилам) приведены прямым шрифтом и в кавычках. В скобках приведены современные названия таксонов (если таковые имеются).

Деградирующей способностью в отношении смоляных кислот также обладают грибные культуры. Например, грибы Ascochyta pinodella, Aureoba-siclium pullulans, Cephalosporium sp., Fusarium cul-morum, Lentinus lepicleus, Lenzites trabea, Mortierella isabellina, Mucor globosus, Nodulisporium sp., "Polyporas hirsutus" (Trametes hirsuta), Polysporus versicolor, Stereum purpureum, Trichoderma uiride способны эффективно (от 60 до 90%) утилизировать ДАК [Studies ..., 1981; Biotransformation ..., 1985]. Однако применение грибов в качестве биокатализаторов процесса биодеградации смоляных кислот потенциально опасно вследствие характера их посевного материала (споры) и способности к синтезу микотоксинов, обладающих мутагенным и канцерогенным действием.

Биотрансформация смоляных

кислот

В настоящее время перспективным является не только поиск новых технологий утилизации смоляных кислот, но и получение на их основе новых биологически активных соединений. Это становится возможным благодаря применению приема микробной биотрансформации. Использование микроорганизмов в качестве биокатализаторов, в отличие от химического синтеза, не требует применения агрессивных реагентов, процесс протекает в одну технологическую стадию, и биокатализ позволяет осуществлять направленную трансформацию с высокой степенью стерео- и региоселек-тивности. Примерами таких превращений являются реакции гидроксилирования, окисления и де-карбоксилирования. Гидрокси- и оксопроизводные смоляных кислот обладают выраженной биологической активностью, благодаря чему они могут использоваться в качестве интермедиатов синтеза лекарственных средств.

Наиболее эффективной признается бактериальная трансформация смоляных кислот. Однако бактериальные клетки катализируют лишь ограниченный круг реакций гидроксилирования и окисления. Так, при трансформации канифоли, которая преимущественно содержит ДАК, представителями A. oxydans и В. amyloliquefaciens детектируются в качестве продуктов 7-гидроксидегидроабиетино-вая, 15-гидроксидегидроабиетиновая, 7-оксодегид-ро-абиетиновая и 15-гидрокси-7-оксодегидро-абие-тиновая кислоты [Study ..., 2008]. Образование 7-оксо и 15-гидроксипроизводных наблюдалось при трансформации ДАК клетками Rhodococcus erytro-polis [Microbial ..., 2001]. Биотрансформация данного субстрата с использованием представителей Pseudomonas sp. также приводит к образованию 7-оксопроизводных [Smith, Martin, Mohn, 2004].

Грибы способны катализировать больше разнообразных реакций по сравнению с бактериями.

Например, гидроксилирование абиетановых смоляных кислот с использованием отдельных представителей грибов чаще всего происходит только в определенных положениях, в частности Corticum sasaki (С-3), Fomes annosus (С-1, С-15 и С-16), Mucor circinelloides (С-2) или Mortierella isabellina (С-2, С-15 и С-16). Представители Chaetomium coch-lioides трансформируют ДАК с образованием 15,16-дигидрокси-8,11,13 -абиетатриен-18-оновой кислоты [Biotransformation ...,1985; Liss, Bicho, Saddler, 1997; Regio- and stereo-selective ..., 2005]. Использование иммобилизованных и покоящихся клеток Mortierella isabellina позволяет получать 15- и 16-гидрокси-8,9,11,12-тетрадегидро-7,8-дигидроабие-тиновую кислоты из ДАК практически при полной (94%) её биоконверсии [Biotransformation ..., 1985]. Представители Moraxella sp. катализируют образование 3,7-диоксидегидро-абиетина из ДАК [Regio- and stereo-selective ..., 2005], а представители Fusarium oxysporum и F. moniliforme катализируют образование 1-гидр-оксипроизводных. При биотрансформации ДАК с использованием микроскопических грибов A. niger обнаружено образование 1р,7р-дигидрокси-производных [ lb,7b-Dihydroxydehydroabietic 2004]. Уровень биотрансформирующей активности у грибов в отношении ДАК может достигать 75%.

По данным многочисленных исследований [Wilson, Moore, Mohn, 1996; Liss, Bicho, Saddler, 1997; Martin, Yu, Mohn, 1999], смоляные кислоты пимаранового типа более устойчивы к биотрансформации. Это объясняется тем, что данные ди-терпены не имеют сопряженных двойных связей и поэтому устойчивы к воздействию микроорганизмов.

Заключение

Смоляные кислоты являются одной из приоритетных групп экотоксикантов сточных вод целлю-лозно-бумажной промышленности. Данные соединения способны оказывать токсическое воздействие на живые организмы. Современные методы утилизации смоляных кислот включают применение микробиологической обработки. Благодаря распространению смоляных кислот в окружающей среде, существует широкий круг грибов и бактерий, способных деградировать смоляные кислоты в той или иной степени. Однако наиболее эффективным способом деградации в настоящее время считается применение активного ила и газированных лагун. Использование микроорганизмов позволяет не только снизить уровень токсичных смоляных кислот, но и получать на их основе биологически активные соединения, перспективные в качестве интермедиатов для тонкого органического синтеза. Получаемые в процессе биокатализа абиетановых кислот гидрокси- и оксо-продукты

обладают выраженной противоопухолевой и противовирусной активностью. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что примеры биотрансформации смоляных кислот пимаранового типа пока немногочисленны и связаны преимущественно с использованием эукариотов, в частности представителей грибов Aspergillus, Mortierella. Необходимо отметить, что использование грибов в качестве биокатализаторов процесса биотрансформации смоляных кислот нетехнологично и даже потенциально опасно.

Проведенный анализ литературных данных показал, что смоляные кислоты обладают значительным потенциалом модификации в биологически активные соединения. В последние годы наблюдается повышенный интерес к продуктам, образующимся в результате биотрансформации смоляных кислот и обладающих выраженной противоопухолевой и противовирусной активностью. Наиболее перспективным является использование бактериальных биокатализаторов вследствие специфики их многоцелевых ферментных систем и устойчивой активности в экстремальных условиях внешней среды.

Библиографический список

Bicho PA., Martin V., Saddler J.N. Growth, induction, and substrate specificity of dehydroabietic aciddegrading bacteria isolated from a kraft mill effluent enrichment // Appl. Environ. Microbiol. 1995. Vol. 61. P. 3245-3250. Biotransformation of dehydroabietic acid with resting cell suspensions and calcium alginate-immobilized cells of Mortierella isabellina / J.P. Kutney et al. // Appl. Environ Microbiol. 1985. Vol. 49(1). P. 96-100. Burnes TA., Blanchette RA., Farrell R.L. Patterns of bordered pit membrane attack bacterial biodégradation of extractives and in pine wood // Appl. Environ Microbiol. 2000. Vol. 66(12). P. 5201-5205. Degradation bacterienne de l'acide dehydroabietique Flavobacterium resinovorum / J.F. Biellmann et al. //TetrahedronLett. 1973. Vol. 29. P. 1227-1236. Distinct Roles for two CYP226 family Cytochromes P450 in abietane diterpenoid catabolism by Burk-holderia xenovorans LB400 / D.J. Smith et al. II J. Bacterid. 2008. P. 1575-1583. Elimination of resin acids by advanced oxidation processes and their impact on subsequent biodégradation / S. Ledakowicz et al. // Water Res. 2006. Vol. 40. P. 3439-3446. Fengel D., Wegner G. Extractives in wood chemistry, ultrastructure and reactions // Walter de Grayter. Pub. 1985. P. 182-226. Hemingway R. W., Greaves H. Biodégradation of resin acid sodium salts // Tappi J. 1973. Vol. 56(12). P. 189-192.

Identification of leachable toxic fractions from lodge-pole pine / S. Nelson et al. // Proceedings of the

2nd International Conference on Environmental Fate and Effects of Bleached Pulp Mill Effluents. 1994. Vol. 6-9. P. 34-36.

Kovacs T.G., Voss R.H. Biological and chemical characterization of newsprint/specialty mill effluents // Water Res. 1992. Vol. 26(6). P. 771-780.

Lavallk H.C., Rouisse L., Paradis R.A. Comprehensive study of the Quebec pulp and paper mill effluents as an instrument to define a strategy for abatement // J. Pulp Pap. Can. 1993. Vol. 94(11). P. 84-90.

Lee J., Petersen D., Stickney A. Anaerobic treatment of pulp and paper mill wastewaters // Tappi J. 1989. P. 473-486.

Leppanen H., Oikari A. Occurrence of retene and resin acids in sediments and fish bile from a lake receiving pulp and paper mill effluents // Environ. Toxicol. Chem. 1999. Vol. 18. P. 1498-1505.

Levinson A.S., Carter B.C., Taylor M.B. Microbial degradation of methyl dehydroabietate // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1968. P. 1344-1346.

Liss N., Bicho A., Saddler N. Microbiology and biodégradation of resin acids in pulp mill effluents: a minireview // Can. J. Microbial. 1997. Vol. 75. P. 599-611.

MacClean B., Vegt A., Driel E. Full-scale anaerobic 1 aerobic treatment of TMPIBCTMP effluent at Quesnel River Pulp // Tappi J. 1990. P. 647-661.

Martin V.J., Yu Z., Mohn W.W. Recent advances in understanding resin acid biodégradation: microbial diversity and metabolism// Arch. Microbiol. 1999. Vol. 172. P. 131-138.

McFarlane P., Clark T. Metabolism of resin acids in anaerobic systems // Water Sci. Technol. 1988. Vol. 20. P. 273-276.

Microbial transformations of diterpene acids / A.V. Vorob'ev et al. //Mendeleev Commun. 2001. Vol. 11(2). P. 72-73.

Mohn W.W. Bacteria obtained from a sequencing batch reactor that are capable of growth on dehydroabietic acid // Appl. Environ. Microbiol. 1995. Vol. 61. P. 2145-2150.

Morgan C.A., Wyndham R.C. Isolation and characterization of resin acid degrading bacteria found in effluent from a bleached kraft pulp mill // Can. J. Microbiol. 1996. Vol. 42. P. 423-430.

Morgan C.A., Wyndham R.C. Characterization of tdt genes for the degradation of tricyclic diterpenes by Pseudomonas diterpeniphila A19-6a // Can. J. Microbiol. 2002. Vol. 48. P. 49-59.

Mutton D. Wood resins // Wood Extractives and their Effects and Significance to the pulp and paper industry / W.E. Hillis (Ed.). New York and London: Academic Press, 1962. Chapter 10. P. 331-363.

Nyren V., Back E. The ionization constant, solubility product and solubility of abietic and dehydroabietic acid // Acta Chem. Scand. 1958. Vol. 12(7). P. 1516-1520.

Physiological and phylogenetic diversity of bacteria

growing on resin acids / W.W. Mohn et al. // System. Appl. Microbial. 1999. Vol. 22. P. 68-78.

Pseudomonas reinekei sp. nov., Pseudomonas moorei sp. nov. and Pseudomonas mohnii sp. nov., novel species capable of degrading chlorosalicylates or isopimaric acid / B. Camara et al. // Int. J. System. Evol. Microbiol. 2007. Vol. 57. P. 923-931.

Pulp bleaching and the environmentthe situation / Axegard P. et al. // Nord. Pulp Pap. J. 1993. Vol. 4. P. 365-378.

Regio- and stereo-selective hydroxylation of abietic acid derivatives by Mucor circinelloides and Mor-tierella isabellina / K. Mitsukura et al. // Biotech-nol. Lett. 2005. Vol. 27. P. 1305-1310.

Scientific criteria document for development of provincial water quality objectives and guidelines: resin acids / B.R. Taylor et al. //Water Res. 1988. P. 59-64.

Semizi J.A., Gordon R. W. Detoxification of TMP and CTMP effluents alternating in a pilot scale aerated lagoon // Pulp Pap. Can. 1986. Vol. 87(11). P. 404-409.

Smith D.J., Martin J.J., Mohn W.W. A Cytochrome P450 involved in the metabolism of abietane diter-penoids by Pseudomonas abietaniphila BKME-9 // J. Bacterid. 2004. Vol. 186(11). P. 3631-3639.

Stoltes /•.'.. Zinkel D. Chemistry of rosin // Naval stores: production, chemistry, utilization / D. Zinkel, J. Rüssel (Ed.). New York: Pulp Chem. Assoc, 1989. P. 261-345.

Studies related to biological detoxification of kraft pulp mill effluent. I. The biodégradation of dehy-droabietic acid with Mortierella isabellina / J.P. Kutney et al. II Can. J. Chem. 1981. Vol. 59. P. 2334-2341.

Studies related to biological detoxification of kraft pulp mill effluent. IV. The biodégradation of 14-chlorodehydroabietic acid with Mortierella isabel-

lina / J.P. Kutney et al. // Helv. Chim. Acta. 1982. Vol. 65. P. 1343-1350.

Study of biodeterioration of diterpenic varnishes used in art painting: colophony and Venetian turpentine / J. Romero-Noguera et al. // Int. Biodeterior. Bio-degrad. 2008. Vol. 62. P. 427-433.

Stuthridge T.R., Tavendale M.H. Biotransformation and partitioning of resin acids in an aerated stabilization basin//Tappi Press. 1996. P. 17-30.

Suckling I.D., Hua H.L., Uprichard J.M. Factors affecting resin removal from radiata pine mechanical pulps // Appita J. 1990. Vol. 43(3). P. 217-221.

Walden C.C., Howard Т.Е. Toxicity of pulp and paper mill, effluents-a review of regulations and research // Tappi J. 1977. Vol. 60(1). P. 122-125.

Wilson A.J., Moore E.R.B., Mohn W.W. Isolation and characterization of isopimaric acid-degrading bacteria from a sequencing batch reactor // Appl. Environ. Microbiol. 1996. Vol. 62. P. 3146-3151.

Yu Z, Mohn W.W. Isolation and characterization of thermophilic bacteria capable of degrading dehy-droabietic acid // Can. J. Microbiol. 1999. Vol. 45(6). P. 513-519.

Zanella E. Effect of pH on acute toxicity of dehydroa-bietic acid and chlorinated dehydroabietic acid on fish and daphnia // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1983. Vol. 30. P. 133-140.

Zheng J., Nicholson R.A. Action of resin acids in nerve ending fractions isolated from fish central nervous system // Environ. Toxicol. Chem. 1998. Vol. 17. P. 1852-1859.

lb,7b-Dihydroxydehydroabietic acid, a new biotransformation product of dehydroabietic acid by Aspergillus niger / S.C. Gouiric et al. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2004. Vol. 20. P. 281-284.

Поступила в редакцию 08.07.2014

Biodestruction of resin acids - dominant toxic compounds in kraft pulp mill effluents К. M. Cheremnikh, Phd student

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 13 Go-

lev Street, Perm, Russia, 614081; [email protected]; (342)2808114

Resin acids are the group of diterpene carboxylic acids which constitute a large part of ecotoxic agents in kraft pulp mill effluents. Penetration of these recalcitrant, biologically active and toxic ecopollutants into the environment is highly undesirable (even at low concentrations) as the consequences of their effects on living organisms are unpredictable. Therefore, there is a need for ecologically harmless methods of neutralization and elimination of resin acids from environments using microbial biotechnologies. Importantly, developing both recycling and conversion technologies for resin acids would open new possiblities for production of biologically active compounds useful as intermediates in the synthesis of pharmaceuticals.

Key words: resin acids; biodégradation; biortansformation; pulp and paper industry effluents.

Черемных Ксения Михайловна, аспирант

ФГБУН Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН