Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 77

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 210 >> Следующая

первичной обработки биомассы. При производстве глюкозы из древесины
довольно успешно применяется гидролиз слабым раствором кислоты при
высоких давлении и температуре. Этот способ нашел применение в ряде
стран. Гораздо эффективнее гидролиз концентрированной кислотой, но для
осуществления этого процесса требуются большие капиталовложения. Особенно
успешно применяется плавиковая кислота, причем безводную кислоту можно
регенерировать. Лигноцел-люлозу можно также размалывать и затем
подвергать радиационному облучению в больших дозах. Получаемый такими
способами лигнин различается по своим свойствам. Очищенные дигнины
используются при выработке клеев, смол, адгезивов,
176
Глава 4
типографской краски, для диспергирования красителей; они применяются как
адсорбенты, изоляторы, используются при добыче нефти, в асфальтовых
смесях и при нанесении полимеров. После удаления лигнина экстракцией
растворителями получают кристаллическую целлюлозу, которая идет на нужды
бумажной промышленности. Рентабельность этого процесса определяется
главным образом стоимостью регенерации растворителя. Примером
одностадийного процесса, протекающего в мягких условиях, является
экстракция фенолом при 100 °С, когда лигнин-и гемицеллюлозы растворяют в
феноле, а высвободившуюся после фильтрования целлюлозу используют для
выделки бумажной массы. По мере остывания фенольного экстракта
гемицеллюлоза концентрируется главным образом в водной фазе, отделяясь от
масел и лигнина, которые можно использовать для производства новых порций
фенола методом гидрокрекинга. Таким образом, в отношении фенола и
энергетических потребностей- это самообеспечивающийся процесс. При
"паровом взрыве" лигноцеллюлоза претерпевает превращения, в результате
которых она становится более чувствительной к ферментативному гидролизу
(как в рубце животных, так и вне его). При этом увеличивается и выход
реакционноспособных лигни-нов, высвобождаемых под действием слабой
щелочи. При разрушении замораживанием используется жидкий аммиак. В
случае умеренно твердой древесины метод автогидролиза на основе парового
взрыва дает отходы, пригодные для дальнейшей переработки микробами;
древесина хвойных и тропических пород, более богатая лигнином, плохо
поддается такой обработке.
Для ферментативного превращения целлюлозы в глюкозу необходимы
дорогостоящие целлюлазы и, возможно, для их получения придется провести
отбор мутантов с повышенной цел-люлолитической активностью. Достигнутая
на сегодня скорость гидролиза целлюлозы все еще низка,_ но такую
переработку можно объединить с процессом брожения при участии дрожжей,
так что глюкоза будет и образовываться, и потребляться в одном и том же
ферментере. Достоинства и недостатки такого-процесса были изучены на
опытных установках. Проведены исследования по клонированию генов целлюлаз
и включению их в геном подходящих организмов-хозяев, которые тем самым
приобретают способность к деградации содержащих целлюлозу субстратов.
Такой прием позволяет осуществлять более широкомасштабное и эффективное
производство химических веществ из биомассы с помощью ферментов.
Альтернативой прямой микробной конверсии является применение
высокотемпературных анаэробных' процессов при участии Clostridium
thermocellum, когда одновременно идут и гидролиз, И ферментация.
Химия и технология
17 Т
При помощи ферментов ксиланаз гемицеллюлозы могут быть разрушены с
образованием пентозных сахаров. Найдены видь* дрожжей, способные
осуществлять ферментацию пентоз, но они. чувствительны к спирту. Порог
этой чувствительности может быть изменен генетическими методами; кроме
того, путем клонирования гена ксилоизомеразы дрожжам Saccharomyces может
быть передана способность потреблять ксилозу. Это позволит им
осуществлять конверсию ксилозы (субстрата, на котором они не растут) в
ксилулозу (субстрат, который они сбраживают).
Биодеградация лигнина - это окислительный процесс, осуществляемый в
первую очередь грибами. Высвобождающейся при этом энергии, по-видимому,
недостаточно для обеспечения роста микроорганизмов. Сегодня изучению
микробиологических и биохимических аспектов деградации лигнина уделяется
все больше внимания. Показано, что в эксперименте внеклеточные ферменты
гриба Phanerochaete chrysosporium могут осуществлять деградацию
лигниновых модельных субстратов, при этом в процессе окислительного
расщепления пропильных боковых цепей лигнина участвует перекись водорода.
Обнаружено, что Acetobacter xylinum может синтезировать целлюлозу из
сахаров и крахмала. Это создает предпосылки для получения чистого
полимера, необходимого для производства вискозы, целлофана и других
целлюлозных полимеров, вырабатываемых сегодня на основе лигноцеллюлозы,
из которой удален лигнин.
Дискутируется вопрос о том, смогут ли конкурировать с таким сырьем, как
целлюлоза, хитин (высокомолекулярный полимер N-ацетилглюкозамина) или же
хитозан (сходный полимер-с небольшим числом ацетилированных N-групп),
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed