პროექტი - ექსპრემოფილური მიკროორგანიზმების ფერმენტებით აგრო-ინდუსტრიული მცენარეული ნარჩენებიდან გლუკოზის მიღების ინოვაციური და კონკურენტუნარიანი ტექნოლოგიის შემუშავება

პროექტის სახელწოდება: ექსპრემოფილური მიკროორგანიზმების ფერმენტებით აგრო-ინდუსტრიული მცენარეული ნარჩენებიდან გლუკოზის მიღების ინოვაციური და კონკურენტუნარიანი ტექნოლოგიის შემუშავება.

პროექტის ხელმძღვანელი: საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტის პროფესორი, აკადემიკოსი გიორგი კვესიტაძე

პროექტის ბიუჯეტი: 240 000 ლარი

მოკლე ანოტაცია: უკანასკნელ წლებში დიდი ყურადღება ექცევა ბუნებრივი განახლებადი რესურსების ეფექტურ გამოყენებას. თანამედროვე ეტაპზე ბიოტექნოლოგიური პროცესების სამრეწველო დონეზე განხორციელებაში დიდი როლი ენიჭებათ მიკროორგანიზმებს, ხოლო სოფლის მეურნეობისა და საკონსერვო ნარჩენების ბიოკონვერსია მაღალი ღირებულების პროდუქტების მისაღებად ბიოტექნოლოგიურ ბაზარზე ერთერთი აქტუალური საკითხია. მსგავსად სხვა განვითარებადი ქვეყნებისა, საქართველოს აქვს შესაძლებლობა გამოიყენოს ადგილობრივი დაბალფასიანი ან კომერციულად უვარგისი ნარჩენები სხვადასხვა კომერციულად მნიშვნელოვანი პროდუქტების საწარმოებლად. კერძოდ, მცენარეული ნედლეული წარმოადგენს ამოუწურავ განახლებად წყაროს გლუკოზის მისაღებად. მცენარეული ბიოპოლიმერების ძირითადი კომპონენტის–ცელულოზის, რომელიც საერთო მცენარეული ბიომასის 60%–ს შეადგენს, ფერმენტული ჰიდროლიზი მადუღარ შაქრამდე (გლუკოზა) წარმოადგენს ერთ–ერთ უმნიშვნელოვანეს თანამედროვე აქტუალურ ტექნოლოგიურ პროცესს (LeeR. Lynd et all.,2002. Sanchez C.2009). ლიგნინის შემცველობის გამო მცენარეული ნედლეულის მდგრადობა თრგუნავს ჰიდროლიზის ეფექტურ პროცესს. ამიტომ, ცელულოზის ფერმენტული ჰიდროლიზის ტექნოლოგიის მნიშვნელოვანი ეტაპია ცელულოზური ნარჩენების წინასწარი დამუშავება-დელიგნიფიკაცია, რადგან ლიგნოცელულოზური ბიომასის ბიოლოგიური გზით დამუშავება წარმოადგენს ყველაზე ხელსაყრელ, უსაფრთხო და იაფ მეთოდს. თეთრი ლპობის ბაზიდიომიცეტები განსაკუთრებული ორგანიზმებია, რადგან ლიგნოცელულოზურ სუბსტრატებზე კულტივირებისას წარმოქმნიან უნიკალურ ლიგნინაზურ ფერმენტებს და მაღალი ბიოლოგიური ეფექტურობით ახდენენ მათ დელიგნიფიკაციას. დურმიშიძის ბიოქიმიისა და ბიოტექნოლოგიის ინსტიტუტის ბიოტექნოლოგიის ლაბორატორიაში არსებული ბაზიდიალური სოკოების კოლექციიდან შერჩეულია შტამები, რომლებიც სუბსტრატებზე კულტივაციის უმოკლეს დროში ახდენენ ლიგნინის უტილიზაციას 50% -მდე. დურმიშიძის ბიოქიმიისა და ბიოტექნოლოგიის ინსტიტუტის ბიოტექნოლოგიის ლაბორატორიაში არსებულ საქართველოს სხვადასხვა ეკოლოგიური ნიშებიდან გამოყოფილ მიკრომიცეტების კოლექციაში, დაახლოებით 300 კულტურა არის ექსტრემალურ პირობებში მზარდი, რომლებიც ცელულაზური და ქსილანაზური ფერმენტების საუკეთესო პროდუცენტებია. შემდგომი მნიშვნელოვანი ეტაპი არის ბიომასის დამუშავებისათვის შერჩეული იქნას თერმომედეგი ქსილანაზური შტამები, რომელთა კულტივირებისას მცენარეულ ნარჩენებზე წარმოქმნიან მაღალაქტიურ ქსილანაზურ ფერმენტებს, რომელთაც ექნებათ მინიმალური ცელულაზური აქტივობა და მოახდენენ ჰემიცელულოზის დიდი ნაწილის მოშორებას-ცელულოზის გაშიშვლებას. ბოლო ეტაპზე მოხდება განსაკუთრებით მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადი, მაღალ აქტიური ექსტრემოფილური ცელულაზური ფერმენტების შერჩევა და ბიოლოგიურად წინასწარ დამუშავებული სუბსტრატების მაქხიმალური ჰიდროლიზი გლუკოზამდე. პროექტის მიზანია ალტერნატიული, იაფფასიანი, მცირენარჩენიანი და მაღალპროდუქტიული ინოვაციური ტექნოლოგიის შემუშავება ექსტრემოფილური სოკოების აქტიური, სტაბილური ფერმენტებით აგრო-ინდუსტრიული მცენარეული ნარჩენებიდან გლუკოზის მისაღებად.