CC BY
32
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2016, том 22, №2 (67), с. 63-71.
===== ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ === УДК:550'36:663'1(470'67)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД ДАГЕСТАНА В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССАХ
© 2016 г. Э.А. Исламмагомедова, Э.А. Халилова, С.Ц. Котенко
Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН Россия, 367000Махачкала, ул. Гаджиева, 45. E-mail: [email protected]
Поступила 28.07.2015 г
Рассмотрены современное состояние и перспективы освоения подземных вод Дагестана. Комплексное теоретическое и экспериментальное изучение механизмов влияния биологически активных веществ геотермальных вод на метаболизм дрожжей послужило основанием для разработки биотехнологий получения биохимически активных штаммов Saccharomyces, хлебобулочных изделий и этанола. Применение продуктов новых технологий в различных отраслях промышленности открывает возможности для создания высокоэффективных предприятий агропромышленного комплекса как в Дагестане, так и в других регионах России, где имеются геотермальные ресурсы.
Ключевые слова: геотермальные ресурсы, бактерии, дрожжи, этанол, биотехнологии
Введение
Природные экосистемы, являясь важнейшим компонентом биосферы, определяют состояние земельных и водных ресурсов, а также качество среды обитания человека. Негативные изменения экосистем могут вызвать как нерациональная хозяйственная деятельность людей, так и климатические факторы (Залибеков, 2004; 2011). Одной из проблем, успешное решение которой будет иметь определяющее значение для дальнейшего развития мирового сообщества, является целесообразное использование возобновляемых ресурсов (Фортов, Попель, 2014). Доминирующим в ряде стран становится применение экологически безопасных геотермальных технологий (Алхасов, 2010; Joseph et al., 2011). Основой использования и охраны подземных вод являются закономерности их формирования и геологической деятельности в связи с природными условиями и возрастающими во времени техногенными факторами (Голицын, 2010).
Изучение микробных сообществ, ассоциированных с подземными водами, общепризнанно является актуальной научной и практической проблемой (Tin et al., 2011). Различные геологические и гидрологические условия формирования обуславливают гидрохимическое разнообразие термальных вод, которые находятся под значительным влиянием современной биосферы. Разносторонний характер воздействий термальных вод на микробные сообщества представляет интерес для изучения экологии и биоразнообразия микроорганизмов (Fardeau et al., 2009). Исследование микрофлоры, выделенной из различных термальных источников, позволило идентифицировать представителей родов уникальных бактерий. В результате изучения метаболизма микроорганизмов выяснены ферментативные механизмы, благодаря которым термофильные бактерии могут существовать в условиях глубоководных гидротерм (Федосов и др., 2008).
Одним из перспективных регионов России для изучения и освоения геотермальных ресурсов является Дагестан, расположенный на стыке трех генетически разновозрастных геолого-тектонических структур. Химический состав термальных вод формируется в породах миоценового и плиоценового отделов чокракского, караганского горизонтов,
представленных чередованием глин, песчаников и мергелей в зоне затрудненного водообмена сульфатно - восстановительного метаморфизма и катионного обмена (Курбанов, 2001). Процесс формирования крупнейшего на юге России Восточно-Предкавказского бассейна термальных вод и в его составе Дагестанской провинции редкометальных гидроминеральных ресурсов изучен комплексными гидрогеологическими, геотермическими и газогеохимическими исследованиями (Идрисов, 2013; Булаева, 2013).
Области и эффективность применения геотермальных вод зависят от их энергетического потенциала, общего дебита и запаса скважин, экологических показателей, химического состава, минерализации. Известно, что термальные воды Дагестана являются перспективным промышленным гидроминеральным сырьем с высоким содержанием редких металлов, используются для генерации тепловой и электрической энергии и т.д. (Алхасов, 2001; Рамазанов и др., 2010; Курбанова, Гусейнова, 2015). Особое место занимает проблема использования геотермальных вод в промышленных биотехнологиях. На основе многолетних фундаментальных исследований коллективом лаборатории эколого-биохимических основ рационального использования биологических ресурсов Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН создано новое научное направление «Геотермальные воды в биотехнологических процессах». Основоположником данного направления является доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки России и республики Дагестан Ш.А. Абрамов. Исследования влияния геотермальной воды в составе среды культивирования на морфофизиологические, биохимические свойства дрожжей занимали особое место в научном творчестве Ш.А. Абрамова. Результаты его научных исследований представляют значительный интерес для развития высокоэффективных секторов экономики республики, в том числе для производства хлебопекарных дрожжей и этанола. Под руководством Ш.А. Абрамова разработаны инновационные биотехнологии, получены многочисленные авторские свидетельства на изобретения и патенты РФ. Разработки лаборатории включены в Единый реестр инновационных проектов Республики Дагестан, вошли в число важнейших результатов Российской академии наук, рекомендованных для практического применения.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования служили штаммы дрожжей Saccharomyces: S. cerevisiae Y-503, S. oviformis M-12X, S. oviformis Y-2635, хранящиеся во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ГНИИ генетики и в коллекции микроорганизмов Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН. В работе использовались подземные воды различного состава: среднеминерализованные геотермальные воды Махачкалинского месторождения (географические координаты: 42°58'31" с. ш., 47°30'08" в. д. и 42°58'34" с. ш., 47°30'08" в. д.) и низкоминерализованная вода Кизлярского месторождения (43°50'49" с. ш., 46°42'54" в. д.). Перечисленные термальные воды характеризуются как пресные, бесцветные, без запаха, со слабощелочной реакцией среды. Дрожжи выращивали на лабораторной установке глубинным методом в периодическом режиме по известной технологической схеме на мелассных питательных средах с геотермальной водой (опыт) и по традиционной технологии (контроль) при рН 4.5 и температуре 30оС в аэробных и анаэробных условиях (Абрамов и др., 1995; Котенко и др., 2010).
Фенотипические свойства микроорганизмов, выделенных из подземного источника Кизлярского месторождения (Дагестан), изучали с использованием стандартных методов (Нетрусов А.И. и др., 2005). Морфологический анализ бактериальных клеток осуществляли с помощью светового лабораторного микроскопа CX21FS1 OLYMPUS (Япония) и сканирующего электронного микроскопа LEO - 1450 с микрозондовым анализатором ISYS с системой EDX (Leica Micro - systems Wetzlar Gmbh, Германия). Содержание свободных аминокислот в биомассе дрожжей определяли модифицированным методом жидкостной
ионообменной хроматографии на приборе «Hitachi», L-8800, (Spackman, 1958). Содержание Na и К определяли пламенно-фотометрическим методом на приборе «Flapho 4» (ГДР), Cа, Mg, Mn, Fе, Co, Ni, Zn, Cu - атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре «С-115-М 1» (Лурье, 1984). Определение рибофлавина, тиамина, никотиновой и фолиевой кислот проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Стыскин, 1986) на приборе с ультрафиолетовым детектором LСД 2563. С использованием спектрофотометра СФ-26 изучалась активность следующих ферментов: алкогольдегидрогеназы (1.1.1.1), альдолазы (4.1.2.13), пируватдекарбоксилазы (4.1.1.1) (Мешкова, Северин, 1979), глюкоамилазы (3.2.1.3) - модифицированным глюкозооксидазным методом, суммарное количество протеолитических ферментов (3.4) - модифицированным методом Ансона (Юркевич, 1998). Определение активности ферментов а-глюкозидазы (3.2.1.20) и Р-фруктофуранозидазы (3.2.1.26) проводили поляриметрическим методом на приборе СМ-3. Модифицированным методом кислотного гидролиза с последующей экстракцией смесью петролейного и диэтилового эфиров изучали общее содержание липидов (Кейтс, 1 975); фосфолипидов и фосфора (Новаковская, Шишацкий, 1990) определяли колориметрическим методом на приборе ФЭК-56. Дыхательную способность дрожжей (Дамаскин, Петрий, 1978) исследовали полярографическим методом на приборе ОН-105.
Результаты и обсуждение
Впервые исследовано биоразнообразие микробного сообщества подземного источника, расположенного в Кизляре (Дагестан) и относящегося к чокракскому месторождению термальных вод. Выделенные термофильные бактерии способны обитать в широком диапазоне сред и участвуют в продукции органического вещества подземной воды. Данные бактерии обладают свойствами промышленных микроорганизмов и могут использоваться в получении биологически активных веществ, технологических схемах очистки воды и почвы. Дальнейшее изучение фенотипической дифференциации микробных сообществ термальных источников Дагестана представляет интерес для научных исследований в области микробиологии, биологического разнообразия микроорганизмов и практического применения в биотехнологических процессах (Халилова и др., 2014).
Установлено, что минеральные и органические компоненты подземных вод, характеризующиеся большим химическим потенциалом, могут быть использованы в качестве нового дополнительного источника питания дрожжевых организмов (Абрамов и др., 1995). Показано, что дрожжевая клетка способна перестраивать метаболические пути в зависимости от условий культивирования (Аливердиева и др., 2006; 2009). Изучение характера влияния геотермальной воды в составе питательной среды на физиолого -биохимические свойства Sаccharomyces позволило расширить представление об особенностях метаболизма дрожжей (табл. 1). В аэробных и анаэробных условиях обнаружено более значительное накопление свободных аминокислот в биомассе дрожжей, культивируемых на среде с геотермальной водой, по сравнению с традиционной технологией (Халилова, Абрамов, 2001). Оптимальное содержание в биомассе макро- и микроэлементов, играющих важную роль в поддержании и регуляции многих процессов жизнедеятельности, в процессе аэробного культивирования способствовало повышению активности ферментов углеводного обмена и, соответственно, улучшению биотехнологических показателей дрожжей; анаэробного - интенсификации процесса биосинтеза этанола (Исламмагомедова и др., 2011). Геотермальная вода, обогащенная пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, принимающими непосредственное участие в образовании витаминов, влияет на внутриклеточную концентрацию водорастворимых витаминов группы В (Абрамов и др., 2003). Установлено повышение в 1.2 - 1.8 раза активности ферментов углеводного и азотистого обмена, играющих решающую роль в определении качества хлебопекарных дрожжей (аэробное культивирование) и представляют большой интерес для спиртового брожения (Котенко и др., 2010).
Таблица 1. Влияние геотермальной воды в составе питательной среды на содержание биологически активных веществ в биомассе дрожжей S. cerevisiae Y-503 в различных условиях культивирования. Table 1. Influence of geothermal water in the composition of the nutrient medium on the content of biologically active substances in the biomass of yeast S cerevisiae Y-503 in the different culture conditions.
Показатели Питательная среда с геотермальной водой (опыт) Питательная среда традиционная (контроль)
аэробные условия анаэробные условия аэробные условия анаэробные условия
Аминокислоты, (мг/г)
Алании 111.97±9.11 2.12±0.17 27.25±2.07 1.91±0.12
Аргинин 1.99±0.13 0.19±0.01 2.02±0.05 0.18±0.01
Аспарагиновая 0.95±0.09 0.11±0.01 1.10±0.02 0.06±0.01
Валин 0.61±0.01 1.22±0.08 0.63±0.01 1.24±0.08
Гистидин 1.47±0.02 0.10±0.01 1.73±0.03 0.09±0.01
Глутаминовая 92.53±6.35 1.61±0.11 66.94±5.95 1.14±0.08
Глицин 9.79±0.64 0.6±0.04 0.66±0.02 0.37±0.02
Изолейцин 4.11±0.28 0.77±0.05 10 65±0.91 0.69±0.05
Лейцин 4.03±0.17 1.10±0.08 11.72±1.09 0.8±0.05
Лизин 2.64±0.05 0.17±0.01 5.41±0.13 0.15±0.01
Метионин следы 0.14±0.01 следы 0.10±0.01
Тирозин 6.11±0.52 1.0±0.08 3.84±0.11 0.7±0.06
Треонин+серин 35.46±3.14 1.21±0.07 6.58±0.17 0.24±0.02
Фенилаланин 1.47±0.12 следы 2.93±0.08 следы
Цистеин 5.89±0.11 следы 6.08±0.15 следы
Минеральные
элементы:
макро- , (мг/г)
Натрий 2.53±0.13 2.90±0.18 2.45±0.11 2.76±0.16
Калий 6.07±0.57 4.15±0.40 5.97±0.52 4.37±0.40
Кальций 1.05±0.09 0.49±0.05 0.95±0.09 0.38±0.04
Магний 1.01±0.07 0.82±0.06 0.38±0.03 0.69±0.05
микро- , (мкг/г)
Марганец 4.78±0.37 3.80±0.33 2.8±0.13 3.15±0.18
Железо 16.0±0.79 17.83±0.91 12.70±1.06 18.45±1.11
Кобальт 0.59±0.04 0.42±0.03 0.30±0.02 0.38±0.03
Никель 0.83±0.04 0.73±0.04 0.70±0.06 0.88±0.07
Цинк 1.88±0.15 1.55±0.13 2.09±0.18 1.54±0.14
Медь 0.42±0.03 0.33±0.03 0.55±0.05 0.36±0.04
Витамины, (мкг/г)
Тиамин 41.23±2.55 48.11±3.14 17.02±1.18 31.00±2.02
Рибофлавин 51.31±3.22 92.24±6.01 39.10±2.87 49.00±3.20
Никотиновая кислота 339.00±22.29 271.0±17.82 276.22±19.48 226.24±9.99
Фолиевая кислота 219.22±14.25 179.0±11.77 54.01±18.15 198.06±9.88
Активность фермен-
тов, Е/мг клеток
алкогольдегидрогеназа 0.68±0.03 0.69±0.06 0.43±0.04 0.43±0.04
глюкоамилаза 1.75±0.07 1.59±0.11 1.40±0.07 1.38±0.08
суммарная протеаза 0.18±0.01 0.17±0.01 0.15±0.01 0.15±0.01
альдолаза 0.36±0.02 0.35±0.03 0.29±0.02 0.28±0.02
пируватдекарбоксилаза 20.11±1.67 19.40±1.32 15.0±1.31 14.1±1.12
а-глюкозидаза 32.10±1.19 30.20±1.70 26.30±1.71 25.87±1.79
Р-фрукгофуранозидаза 36.20±1.18 32.60±1.20 28.59±1.78 28.50±1.70
Оптимальное содержание органических и минеральных веществ в среде с геотермальной водой приводит к повышенному накоплению в биомассе дрожжей общего количества фосфора (на 18-20%), липидов (30%), фосфолипидов (40%), влияющих на различные
химические превращения в клетке и регуляцию процессов брожения и дыхания. В условиях репрессии дыхательной системы геотермальная вода в составе среды культивирования способствует стимуляции процессов анаэробной утилизации углеводов дрожжевыми клетками (Аливердиева, 2001), увеличению удельной скорости прироста биомассы и выхода клеточной популяции в стационарную фазу роста. Преобразование морфофизиологических свойств (Абрамов и др., 1997) и люминесцентных спектров клетки подтверждает влияние компонентов геотермальной воды на метаболизм дрожжей. Полученные данные позволяют расширить представление о механизме влияния биологически активных веществ геотермальной воды в составе питательной среды на особенности биохимических, физиологических процессов и представляют значительный интерес для практического применения.
Комплексные теоретические и экспериментальные исследования механизмов влияния органических и минеральных веществ геотермальных вод на метаболизм дрожжей рода Saccharomyces послужили основанием для создания биотехнологий различного назначения (табл. 2).
Таблица 2. Инновационные проекты на основе использования геотермальных вод Дагестана. Table 2. Innovative projects based on the use of geothermal waters of Dagestan.
Изобретение Краткое описание изобретения Состав геотермальной воды
1 2 3
А.с. СССР №1730140 Питательная среда для выращивания дрожжей (1992г) Использование геотермальной воды в качестве нового дешевого источника минерального питания дрожжей позволяет исключить применяемые в производстве элементы среды M 65 Cl50 SO435 (HCO315 ) Na 97 T560 рН 7.4
Патент РФ №2035865 Способ производства хлеба из пшеничной муки (1995г) Применение геотермальной воды при замесе теста ускоряет процесс тестоведения и улучшает качественные показатели хлеба M 65 Cl50 SO435 (HCO315 ) Na 97 T560 рН 7.4
Патент РФ №2084519 Способ получения питательной среды для выращивания хлебопекарных дрожжей (1997г) Создание сбалансированной питательной среды с использованием геотермальной воды повышает продуктивность дрожжей M 65 Cl50 SO435 (HCO315 ) Na 97 T560 рН 7.4
Патент РФ №2151795 Способ получения сушеных дрожжей (2000г) Использование среды, где в качестве минерального и органического питания применяется геотермальная вода, позволяет получить активные сушеные дрожжи Sаccharomyces cerevisiae M 5 2 SO446 Cl 29 HCO325 Na 98 T540 рН 7.7
Патент РФ №2188232 Штамм дрожжей Saccharomyсes oviformis Y-2635 для производства хлебопекарных дрожжей (2002г) Штамм X oviformis Y-2635, полученный при культивировании на мелассной среде с геотермальной водой, характеризуется высокой продуктивностью M 5 2 SO446 Cl 29 HCO325 Na 98 T540 рН 7.7
Патент РФ №2329302 Способ сбраживания мелассного сусла (2008г) Сбраживание мелассного сырья с применением геотермальной воды способствует повышению синтеза этанола и снижению образования побочных метаболитов M 5 2 SO446 Cl 29 HCO325 Na 98 T540 рН 7.7
Патент РФ №2495117 Наливка «Солнечный Дагестан» (2013г) Создание яблочно - виноградной наливки с использованием спирта, полученного на основе геотермальной воды, позволяет расширить ассортимент элитной продукции M 5 2 SO446 Cl 29 HCO325 Na 98 T540 рН 7.7
Патент РФ №2492229 Штамм дрожжей Sаccharomyces cerevisiae, используемый для получения спирта (2013г) Штамм, сбраживающий концентрированное мелассное сусло с геотермальной водой, позволяет интенсифицировать процесс получения спирта M 2, HCO348 Cl46 SO47 Na 97 T980 рН 7.15
Продолжение таблицы 2.
1 2 3
Патент РФ №2495936 Способ получения этанола (2013г) Способ получения этанола с использованием геотермальной воды в составе среды выращивания дрожжей обеспечивает более полное сбраживание углеводов, повышение содержания технического спирта и снижение количества примесных соединений M 2, HCO348 Cl46 SO47 Na 97 T980 рН 7.15
Разработаны ресурсосберегающие технологии получения биохимически активных и высокопродуктивных прессованных и сушеных хлебопекарных дрожжей; технология получения хлебобулочных изделий, расширяющих ассортимент диетической продукции; технология биосинтеза этанола, направленная на более эффективное применение отходов производства сахарной промышленности и позволяющая увеличить на 25% выход спирта улучшенного качества с низким содержанием примесных соединений за счет использования многофункциональных компонентов термальной воды; технология получения технического спирта. Потребителями продуктов новых технологий могут являться пищевая, косметическая, медицинская отрасли промышленности. Использование геотермальной воды в качестве нового дополнительного источника питания дрожжей позволит снизить затраты на приобретение вспомогательных материалов, исключить блок дорогостоящего оборудования, увеличить выход конечного продукта.
Принято считать, что технический этанол в качестве оксигената является одним из перспективных компонентов моторного топлива (Jianming et al., 2011). Применение разработанной нами технологии открывает возможности для создания высокоэффективных предприятий по производству топливного этанола как в Дагестане, так и в других регионах России, где имеются геотермальные ресурсы.
В целях обеспечения экологической безопасности исследованы сточные воды производства хлебопекарных дрожжей, основанном на использовании геотермальных вод. Установлено, что при соответствующей обработке сточные воды можно использовать в безотходном производстве для получения кормовых добавок в животноводстве (Абрамов, Аливердиева, 1998).
В настоящее время актуальным является создание энергоэффективной технологии получения биотоплива с использованием геотермальных вод и альтернативного сырья растительного происхождения - биомассы микроводорослей с высоким содержанием липидов. Микроводоросли наиболее удобны в ускоренном воспроизводстве биомассы за счет преобразования солнечной энергии и являются перспективным нетрадиционным сырьем для биоэнергетики, в том числе для получения энергии и моторного топлива (Чернова и др., 2014). Обнаружено, что морская и геотермальная воды в составе среды культивирования микроводорослей Nannochloropsis salina, в сочетании с дополнительно внесенной минеральной композицией, способствуют физиологической активности и сокращению длительности процесса роста популяции, что отразилось на динамике накопления биомассы и синтезе липидов (Магомедов и др., 2013). Результаты проведенных работ могут служить научным обоснованием для дальнейших исследований по проблеме «Геотермальная вода -микроводоросли - биотопливо» и при конструировании ресурсосберегающей технологии производства высоколипидных микроорганизмов с применением морских, артезианских, геотермальных ресурсов - доступных водных источников различного химического состава.
Заключение
Рациональное использование геотермальных ресурсов является актуальной научной и практической проблемой. В создание новых технологий внесли свой вклад извлечение редких металлов и получение альтернативных источников энергии, определение биоразнообразия и структуры микробных сообществ, выделенных из термальных
источников. Полученные результаты позволили выйти на новый уровень освоения подземных вод Дагестана. Установленные параметры влияния минеральных и органических компонентов геотермальных вод в составе среды культивирования дрожжевых организмов определили степень влияния на углеводный, азотистый, фосфорный, липидный обмен, дыхательную способность и функциональное состояние клетки. Комплексное теоретическое и экспериментальное изучение механизмов влияния биологически активных веществ геотермальных вод на метаболизм дрожжей рода Saccharomyces послужило основанием для разработки биотехнологий различного назначения. Применение продуктов новых технологий в пищевой, косметической, медицинской отраслях промышленности открывает возможности для создания высокоэффективных предприятий как в Дагестане, так и в других регионах России, где имеются геотермальные ресурсы. Актуальны дальнейшие фундаментальные научно - исследовательские работы по изучению современного состояния подземных вод, их химического состава, биоразнообразия микробных сообществ. Представляется важным создание с использованием геотермальных ресурсов региона высокоэффективных и экологически безопасных технологий получения таких альтернативных источников энергии, как биоэтанол, биогаз, биотопливо, которые позволят решать эколого-экономические и социальные проблемы региона.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Эфендиева Д.А., Халилова Э.А., Исламмагомедова Э.А., Даунова С.М. 1995. Новая питательная среда для выращивания дрожжей // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 31. № 2. С. 232-233. Абрамов Ш.А., Аливердиева Д.А., Котенко С.Ц. 1997. Морфологические и биохимические свойства нового штамма Saccharomyces cerevisiae У-503 // Прикладная биохимия и микробиология. Т.33. № 3. С. 325 - 328. Абрамов Ш.А., Аливердиева Д.А. 1998. О сточных водах производства дрожжей при использовании геотермальных источников // Хранение и переработка сельхозсырья. № 2. С. 11-13.
Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Рамазанов А.Ш., Исламова Ф.И. 2003. Содержание витаминов в дрожжах рода Saccharomyces в зависимости от состава питательной среды // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 39. № 4. С. 438-440. Аливердиева Д.А. 2001. Сравнительное изучение некоторых параметров энергетического обмена двух штаммов Saccharomyces cerevisiаe // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 37. № 1. С. 90 - 96. Аливердиева Д. А., Мамаев Д.В., Лагутина Л.С., Шольц К.Ф. 2006. Особенности изменения содержания субстратов эндогенного дыхания в клетках Saccharomyces cerevisiae при низкой температуре // Биохимия. Т. 71. № 1. С. 50-58. Аливердиева Д.А., Мамаев Д.В., Лагутина Л.С. 2009. Транспорт сукцината в клетки Saccharomyces cerevisiae после продолжительной холодовой преинкубации // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 45. № 5. С. 577-585. Алхасов А.Б. Использование геотермальной энергии для выработки электроэнергии //
Известия Российской Академии наук. Энергетика. 2010. № 1. С. 59-72. Булаева Н.И. 2013. Комплексный мониторинг геотермальных ресурсов Дагестана и разработка информационного обеспечения исследований // Мониторинг. Наука и технологии. № 3. С. 19-29. Голицын М.С. 2010. Проблемы региональных гидрогеологических и гидрогеохимических
исследований // Разведка и охрана недр. № 2. С. 32-34. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. 1978. Основы теоретической электрохимии. М.: Высшая школа. С.113-128.
Залибеков З.Г. 2004. Об основных направлениях исследований почв охраняемых территорий юга России // Аридные экосистемы. Т. 10. № 22. С. 7-9.
Залибеков З.Г. 2011. Аридные земли мира и их динамика в условиях современного климатического потепления // Аридные экосистемы. Т. 17. № 1 (46). С.5-13.
Идрисов И.А. 2013. О структуре рельефа юго-запада Прикаспийской низменности // Аридные экосистемы. Т. 19. №1 (54). С. 36-43.
Исламмагомедова Э.А., Котенко С.Ц., Халилова Э.А. 2011. Потребление минеральных веществ и аминокислот дрожжами Saccharomyces oviformis в процессе спиртового брожения // Производство спирта и ликероводочных изделий. № 3. С. 17-19.
Кейтс М. 1975. Техника липидологии. М.: Мир. 322 с.
Котенко С.Ц., Исламмагомедова Э.А., Халилова Э.А. 2010. Ферментативная активность и морфологические особенности дрожжей Saccharomyœs cerevisiae Y-503 при культивировании в аэробных и анаэробных условиях // Юг России. № 1. С. 12-16.
Курбанов М.К. 2GG1. Геотермальные и гидроминеральные ресурсы Восточного Кавказа и Предкавказья. М.: Наука. 26G с.
Курбанова Л.М., Гусейнова А.Ш. 2015. Экологические аспекты мышьяковистого загрязнения Северо-Дагестанского артезианского бассейна // Аридные экосистемы. Т. 21. № 1 (62). C. 47-51.
Лурье Ю.Ю. 1984. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия. С.21-229.
Магомедов М.-Р.Д., Власова О.К., Гасанова А.Ш. 2013. Геотермальные воды и микроводоросли Nannochloropsis salina // Первый международный форум «Возобновляемая энергетика. Пути повышения энергетической и экономической эффективности». Москва. С. 397-398.
«Малый практикум по биохимии» под ред. ЮркевичаВ.М. 1998. М.: МГУ. С. 170-172.
Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. 2GG5. Практикум по микробиологии. М.: Академия. 608с.
«Практикум по биохимии» под ред. Мешковой Н. П. и Северина С. Е. 1979. М.: МГУ. 428 с.
Рамазанов А.Ш., Каспарова М.А., Сараева И.В., Атаев Д.Р., Ахмедов М.И., Камалутдинова И.А. 2G1G. Сорбционное извлечение лития из геотермальных вод хлоридного типа // Вестник Дагестанского научного центра. № 37. С. 23-28.
Стыскин Е.Л., Щиксон Л.Б., Брауде У.В. 1986. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия. С.230-256.
Федосов Д.В., Подкопаева Д.А., Мирошниченко М.Л., Бонч-Осмоловская Е.А., Лебединский А.В., Грабович М.Ю. 2GG8. Метаболизм термофильной бактерии Oceanithermus profundus // Микробиология. Т. 77. № 2. С. 188-195.
Фортов В.Е., Попель О.С. 2014. Состояние развития возобновляемых источников энергии в мире и в России // Теплоэнергетика. № 6. С. 4-13.
Халилова Э.А., Абрамов Ш.А. 2001. Влияние питательных сред на состав свободных аминокислот дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 37. № 5. С. 578-58G.
Халилова Э.А., Нуратинов Р.А., Котенко С.Ц., Исламмагомедова Э.А. 2G14. Углеводородоокисляющие микроорганизмы геотермального источника и их значение в оценке биоразнообразия микробных сообществ // Аридные экосистемы. № 1 (58). C. 5158.
Чернова Н.И., Киселева С.В., Попель О.С. 2G14. Эффективность производства биодизеля из микроводорослей // Теплоэнергетика. № 6. С. 14-21.
Jianming Y., Shoubao Y., Pingchao W. 2G11. Method for using corn stalk fiber carrier to prepare immobilized yeast cells employed in kitchen waste fermentation for ethanol fuel production / Patent CN № 102199631.
Joseph E.P., Fournier N.N., Lindsay Y.M., Fischer T.P. 2G11. Gas and water geochemistry of geothermal systems in Dominica, Lesser Antilles Island arc // Journal of volcanology and geothermal research. V. 206. № 1-2. P. 1-14.
Spackman D, Staein W, Moozes F. 1958. // Anal. Chem. V. 30. №6. P.1190-1205. Tin S., Bizzoco R.W., Kelley S.T. 2011. Role of the terrestrial subsurface in shaping geothermal spring microbial communities // Environmental Microbiology Reports. 3 (4). P. 491-499.
USE OF GEOTHERMAL WATERS OF DAGESTAN IN SCIENTIFIC RESEARCH AND BIOTECHNOLOGICAL PROCESSES (REVIEW)
© 2016. E.A. Islammagomedova, E.A. Khalilova, S.C. Kotenko
Pricaspian Institute of Biological Resources of Dagestan scientific center RAS Russia, 367000 Makhachkala, Gadjieva str., 45. E-mail: [email protected]
The current state and prospects of development of groundwater Dagestan are reviewed. The complex theoretical and experimental study of the mechanisms of the influence of biologically active substances of geothermal water on the yeast metabolism served as basis for development of biotechnologies of production of biochemically active Saccharomyces strains, bakery products and ethanol. Application of new technology products in various industries opens up possibilities for creating high-performance agro-industrial enterprises both in Dagestan and other regions of Russia, where there are geothermal resources
Key words: geothermal resources, bacteria, yeast, ethanol, biotechnologies.
