Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
Большая роль в процессах трансформации продуктов фотосинтеза отводится микроорганизмам. Более приемлемыми из них считаются те, которые способны использовать поликомпонент-ные лигноцеллюлозные субстраты при высоком уровне продуктивности, накапливая при этом легкоусвояемую биомассу. Усвояемость грибного мицелия зависит от наличия в нем хитина и других полисахаридов.
Много внимания в последнее время уделяется хитину (Коваль и др., 1987). Связано это не только с тем, что этот поли-аминосахарид широко распространен среди грибов (может составить четверть сухой массы мицелия). В клеточной стенке грибов хитин связан ионными и ковалентными связями с полисахаридами, пигментами и белками. Способность образовывать комплексы влияет на его физико-химические свойства и придает этому биополимеру особую устойчивость к действию ферментов (Феофилова и др., 1980; Феофилова, 1981, 1983). Это еще раз указывает на то, что при скрининге микроорганизмов выбирать следует тс из них, в которых сочетается ряд важнейших свойств: способность утилизировать с высокой эффективностью субстрат; устойчивость к токсическому действию продуктов метаболизма; способность синтезировать полноценный по аминокислотному составу белок; содержание в клеточной стейке минимального количества хитина и др.
Окончательный ответ на вопрос о целесообразности внедрения технологий получения грибных белково-углеводных кормов из лигноцеллюлозных субстратов может быть получен на основании технико-экономических показателей, а также зоотехнических и медико-биологических испытаний получаемых продуктов.
12 Зак 966
Глава 7
БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ СУБСТРАТОВ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА И ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ
Ограниченность запасов ископаемого топлива, зависимость многих стран от импорта энергетических запасов активизируют поиск новых более доступных видов топливно-энергетического сырья. Неисчерпаемым источником такого сырья является растительная биомасса, две трети которой составляет целлюлоза. В последнее десятилетие значительно возрос интерес к получению биотоплива (этанола) из растительной биомассы с помощью микроорганизмов. Появилось большое число публикаций технологического и экономического характера, в которых этиловый спирт рассматривается как горючее будущего.
Этанол, получаемый из растительной биомассы (биоэтанол), может внести существенный вклад в восполнение энергетических ресурсов. Для получения этанола используется недефицитное сырье, в том числе целлюлозосодержащие отходы. Кроме того, биоконверсия растительной биомассы в этанол энергетически более выгодна, чем ее конверсия в микробную (белок) биомассу.
Энергетический выход аэробной конверсии составляет около 0,60. При анаэробном процессе в конечные продукты — этанол и микробную биомассу — переходит около 0,95 энергии субстрата (Бекер, 1984; Минкевич, 1976).
Этиловый спирт как горючее и сырье для биосинтеза. Интерес к получению спирта из растительных материалов для применения его в качестве жидкого топлива и химического сырья постоянно растет, особенно в странах с недостатком нефти, но обладающих сельскохозяйственными ресурсами. В конце XIX в. уже были попытки использовать этиловый спирт в качестве горючего для автомашин. В ряде стран применяли смеси, содержащие в горючем от 10 до 25% этанола (Bossong, 1980).
В последние годы создан международный центр по вопросам микробиологического производства топливного спирта. Проведены успешные испытания автомашин с двигателем, работающим на 95%-ном этаноле: 1 л этого горючего достаточно для 5 км пробега, а 1 л бензина — для 7,5 км. Однако в выхлопных газах автомобилей, работающих на этаноле, содержится в 60 раз меньше окиси углерода, чем при использовании бензина (Kohn, 1977; Hadley, 1979; Yand, 1979).
70-е годы ознаменовались новым повышением цен на нефть
178
и бензин, что опять вызвало необходимость добавления спирта в горючее. В США в начале 1979 г. уже более 1000 станций обслуживания заправляли автомашины смесью, содержащей до 10% спирта (газохол). Ожидается, что эта тенденция будет усиливаться, причем не только в США, но и в других странах. В 80-е годы в США было объявлено о 10-летней программе расширения производства этанола из растительного сырья. Будет интенсифицироваться и производство спирта из древесины (Покровская, 1980).
Этиловый спирт — перспективное сырье и для микробиологической промышленности. В отличие от метанола он не токсичен, менее летуч и более эффективно потребляется микроорганизмами. Накоплено достаточно много сведений об использовании этанола для получения белка. Способ получения дрожжей, утилизирующих этиловый спирт, запатентован в ряде стран. Выход биомассы колеблется от 55 до 80% от внесенного этанола. Этанол усваивают и многие бактерии. Наиболее перспективные продуценты белка — бактерии рода Acinetobacter. Они хорошо растут на среде с этанолом без добавления витаминов и накапливают до 10 г/л биомассы, а в некоторых случаях — до 24 г/л (Коваленко, 1980; Харатьян, 1975).
