Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
культивирования внесли Н. Д: Иерусалимский (1959, 1960-1964, 1966), И. Л.
Работ-нова (1973, 1975, 1976а, 1989), В. Л. Яровенко (1975). В настоящее
время метод проточных культур широко используется для изучения
взаимодействия клетки и среды, получения продуктов обмена
микроорганизмов, накопления биомассы хлебопекарных и кормовых дрожжей.
Проточное культивирование мицелиальных грибов - один из наименее
изученных вопросов непрерывного культивирования. Его осуществление
требует достаточно сложной аппаратуры и, кроме того, связано с
преодолением ряда технических трудностей. В качестве одной из них
отмечается аккумулятивный рост гифальных масс грибов на стенках
хемостатов, шлангов и клапанов, препятствующий их эксплуатации и
требующий модификации культиваторов и аппаратуры, обеспечивающей проток
гетерогенных систем с нитчатыми или глобулярными включениями (Pirt,
Callow, 1900; Rowley, Bull,
1973). Для работы с грибами предлагается использовать культиватор новой
конструкции - горизонтально расположенный сосуд (Means et al., 1962),
применять магнитную задвижку, с помощью которой можно устранить
последствия поверхностного роста грибов (Righe-lato, Pirt, 1967),
пользоваться многоступенчатыми башен-
152
ными ферментерами, имеющими конструктивные преимущества простого
башенного ферментера и батареи гомогенных ферментеров (Kitai et al.,
1969; Falch, Ga-den, 1969; Prokop et al., 1969).
Значительные успехи в создании лабораторной аппаратуры для периодического
и непрерывного культивирования микроорганизмов достигнуты в СССР. В СКВ
биологического приборостроения АН СССР разработаны и выпускаются мелкими
сериями ферментеры "АК" и "АНКУМ". В Институте микробиологии им. А. Кир-
хенштейна Академии наук Латвии созданы и производятся экспериментальным
заводом установки "ФС" с сопло-конусными и другими ферментерами. В
Институте физики Сибирского отделения АН СССР работает установка
"Биостенд", в Московском институте химического машиностроения-уникальная
установка "МИХМ". На основе накопленного в стране опыта разработаны,
изготовлены и функционируют установки управляемого культивирования
микроорганизмов во многих научных учреждениях страны. Однако созданная
аппаратура предназначена в основном для культивирования дрожжей, бактерий
и водорослей на гомогенных питательных средах. Установки для проточного
выращивания мице-лиальных грибов на грубодисперсных гетерогенных по
составу средах из растительных субстратов практически отсутствуют.
Основное число публикаций по вопросу непрерывного выращивания грибов
касается преимущественно продуцентов антибиотиков и ферментов (Pirt,
Righelato, 1966; Бурачевский, 1967; Логинова, 1975; Peitersen, 1977;
Ежов, Лузина, 1978; Величко и др., 1978а, б; Гончаров, Попова, 1979;
Eyeleigh, 1987).
Получение грибных белковых препаратов по непрерывной технологии впервые в
мире в промышленном масштабе было реализовано в Финляндии в процессе
Пекило (Forss et al., 1985). Как уже отмечалось, значительных успехов в
разработке непрерывного культивирования грибов - продуцентов протеина из
крахмалсодержащего сырья достигла английская фирма RHM (Improvements...,
1973). В других работах английских исследователей (Quinn, Marchant,
1979а) для непрерывного культивирования продуцента протеина - гриба
Geotrichum candidum - используется послеспиртовая барда - отход
производства виски. Одноступенчатая
153
непрерывная ферментация этого гриба при скорости разбавления 0,125 ч^1
позволяет добиться высокого выхода качественного белкового продукта (2,24
г/(л-ч)), однако не обеспечивает достаточного удаления органических
веществ из субстрата.
В США (Humphrey et al., 1977) исследуется возможность полунепрерывного
получения кормового белка из клетчатки на основе культуры
Thermoactinomyces sp., сходной с микроскопическими грибами. Результаты
лабораторных и производственных опытов с отъемом 20- 40% среды каждые 2-4
ч показали, что экономический коэффициент синтеза клеточного вещества
достигает 0,45 г биомассы на 1 г утилизированной целлюлозы при
максимальной скорости роста культуры 0,45 ч-1. Предполагалось отделять
субстрат от белка и использовать вторично.
В Греции (Christias et al., 1975) ведутся работы по получению грибного
протеина на отходах сельскохозяйственного производства на основе
полунепрерывной (Drouliscos et al., 1976) и непрерывной культуры Fusa-
rium moniliforme (Macris, Kokke, 1978, 1979). В химическом составе F.
moniliforme при возрастании скорости разбавления отмечено увеличение
содержания НК и углеводов и некоторое снижение сырого протеина и белка.
Оптимальные условия для синтеза протеина культурой создаются при скорости
разбавления 0,114 ч-1, когда его количество достигает максимальной
величины 49,7% и характеризуется наиболее сбалансированным аминокислотным
составом и высокой биологической ценностью 79,1%. Максимум продуктивности
по белку, также как и по биомассе, имеет место при D = 0,205 ч-1 и
