Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лобанок А.Г. -> "Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты" -> 94

Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.

Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г., Богдановская Ж.Н. Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты — Мн.: Наука и техника, 1988. — 261 c.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка): microbniysinteznaosnovecelulozi1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 131 >> Следующая

При ферментации целлюлозосодержащих материалов Clostridium thermocellum в среде накапливаются продукты гидролиза целлюлозных и гемицеллюлозных компонентов. При этом преобладают сахара, которые появляются в большом количестве. При культивировании на среде с целлюлозой (начальная концентрация 25 г/л) в условиях неконтролируемого pH образуется до 14 г/л сахаров. В смеси сахаров глюкозы — 7 г/л, целлобиозы — 3,5, ксилобиозы — 3, ксилозы—0,5 г/л (Gordon, Cooney, 1981).
Имеются данные о том, что в среде без буфера выход этанола снижается и удлиняется время его образования. При перемешивании культуральной жидкости выход этанола также понижается, что авторы объясняют инактивацией ферментов, участвующих в гидролизе целлюлозы (Zertuche, Zali, 1982).
Бактерии Clostridium thermocellum способны конвертировать целлюлозу в этанол в одностадийном процессе. Однако в отличие от дрожжей эти анаэробные бактерии сильно ингибируются сравнительно низкими концентрациями этанола (5 г/л). Исследована толерантность к этанолу Clostridium thermocellum ATCC 27405 и устойчивого к нему мутанта С9 при различных концентрациях этанола и разной температуре. Показано, что после добавления в среду повышенных концентраций этанола рост Clostridium thermocellum продолжается с нормальной скоростью в течение 1—2 ч, после чего он прекращается. Длительность задержки роста зависит от инокулюма (Неггего, Gomez, 1980).
Методом серийных пассажей на среде с возрастающими концентрациями этанола получен Clostridium thermocellum S-4, устойчивый к 40 г/л этанола. Этот штамм применяли для прямой конверсии очищенной целлюлозы в этанол в периодическом режиме культивирования. Выявлено, что выход этанола возрастает с увеличением температуры и составляет 0,08; 0,12; 0,20 г/г целлюлозы, если ферментация проводится соответственно при 50, 55, 60 °С. Удельная скорость роста и время образования этанола в оптимальных условиях ферментации целлюлозы с помощью мутантного штамма равны соответственно 0,13 ч~> и
7,7 ч (при 60 °С и 1% целлюлазного субстрата). При pH 7,2 (или в присутствии высоких концентраций этанола) происходит
189
ингибирование роста бактерий и образование спирта (Cooney et al., 1978; Zertuche, Zall, 1982).
Исследовано действие конечного продукта этанола на анаэробные бактерии Clostridium thermocellum при выращивании на целлобиозе. В процессе адаптации к этанолу увеличивается содержание фосфатсахаров. Эти данные свидетельствуют о том, что ингибирование этанолом связано с подавлением гликолиза (Неггего et al., 1985).
Рост Clostridium thermocellum ингибируется карбоновыми кислотами. В отличие от спиртов кислоты вызывают снижение скорости роста бактерий. Концентрация, при которой скорость роста снижается на 50%, возрастает в ряду масляная — про-пионовая — р-оксимасляная — уксусная кислоты. Устойчивый к спирту мутант Clostridium thermocellum оказался устойчивым и к действию кислот (Неггего et al., 1985).
Brener, Johnson (1984) исследовали рост бактерий Clostridium thermocellum и активность образования этанола в условиях периодической ферментации при различной начальной концентрации целлобиозы. Наилучшие показатели выхода этанола отмечены при концентрации целлобиозы 0,8%. Если последняя превышает 5%, рост бактерий прекращается.
Термофильное анаэробное разложение целлюлозы в природе рассматривается как сложный процесс. Собственно целлюлолитические бактерии—первое звено микробного ценоза. Продукты разложения целлюлозы служат источником углерода для других групп микроорганизмов. Поэтому на элективных средах с целлюлозой выделяют не только целлюлолитические бактерии, вызывающие ее осахаривание, но и ассоциации микроорганизмов.
Сахарова и др. (1983) показали, что из шести бактериальных штаммов, входящих в термофильную смешанную культуру, только один, идентифицированный как Clostridium sp., эффективно деградирует микрокристаллическую целлюлозу. Оптимальное содержание целлюлозы находится в пределах 1—2%. Скорость утилизации углеродного источника снижается при более высоких концентрациях микрокристаллической целлюлозы (3—10%). Образующиеся сахара (5—60 мг/л) ингибируют разложение целлюлозы.
Обнаружены бактериальные штаммы, продуцирующие этанол и способные эффективно «работать» в анаэробных условиях при высоких температурах. Это бактерии Thermoanaerobacter ethanolicus, характеризующиеся исключительно широкой субстратной специфичностью в отношении углеводов и сохраняющие жизнедеятельность в широком диапазоне температур. Саг-reira et al. (1983) показали возможность получения этанола при помощи Thermoanaerobacter ethanolicus из отходов целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, пищевых отбросов и отходов сельскохозяйственного производства. Целлюлоза при
190
анаэробной ферментации трансформируется до целлобиозы и глюкозы, которые далее превращаются в этанол.
Из горячих источников Wiegel, Ljungdahl (1981) выделили неспорулирующие термофильные анаэробные бактерии Thermo-anaerobacter ethanolicus, которые растут при температуре 38— 78 °С, pH 4,4—9,9 и сбраживают рибозу, ксилозу, целлобиозу, сахарозу, крахмал, образуя этанол и С02 с небольшим количеством лактата и ацетата. При этом наблюдается очень высокий выход этанола— 1,8 М на 1 М использованной глюкозы. У других этанолобразующпх бактерий, кроме Zymomonas, этот показатель составляет лишь 0,5—1,0 М.
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 131 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed