Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
Институтом ВНИИБиотехника (Ахмедов, Ездаков, 1983) разработан способ приготовления высокопитательного корма (соло-мсконцентрат) на основе ферментно-дрожжевой обработки малоценных отходов полеводства. Сущность способа заключается в том, что под действием целлюлолитических и пектолитических ферментов растительные полисахариды расщепляются до простых сахаров, которые являются легкодоступным источником питания для дрожжей. Содержание протеина в соломе за счет ферментации повышается с 3—5 до 11—13%, белка — с 2,0—2,5 до
9,0—11,0%. Соответственно снижается уровень клетчатки с 35— 45 до 25—30%. Стоимость 1 т кормосмеси с применением ферментов и дрожжей 22 руб., в то время как затраты на приготовление 1 т соломенной кормосмеси с употреблением зерна равны
ш
27 руб., т. с. затраты на 1 т продукции снижаются на 19% (Ай-базов, 1984).
В настоящее время заводы микробиологической промышленности выпускают пектолитические и целлюлозолитические ферментные препараты пектофоетидин ГЗх и целловиридин ГЗх, которые служат гидролизующими агентами при производстве из соломы и других отходов растениеводства углеводно-белкового корма (Ахмедов, Ицыгин, 1986).
Ферментные препараты гидролизуют растительные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества) до пентоз, гексоз и др. На полученных гидролизатах выращиваются дрожжи, обогащающие корм полноценным по аминокислотному составу белком. В условиях производства получение углеводно-белкового корма оказалось экономически выгодным. В 1 кг его (в расчете на воздушно-сухое вещество) содержится 113—114 г протеина, 18—22 г жира, 480—490 г безазотнстых экстрактивных веществ (БЭВ). Годовой экономический эффект от производства и использования углеводно-белкового корма с применением ферментных препаратов в хозяйствах составляет 180 тыс. руб.
Для обработки растительных субстратов (свекловичного жома, клевера, соломы, кукурузного силоса) применяют ферментный препарат целлобранин ГЗх (Грачева и др., 1986).
С целью повышения питательности соломы предложен способ, основанный на частичном ферментативном гидролизе сложных полисахаридов с последующим выращиванием молочнокислых бактерий (Удалова, Рыженок, 1986). Экономический эффект от внедрения разработки составил 16 тыс. руб.
Некоторые авторы (Межиня и др., 1982) считают наиболее целесообразным проведение предварительной щелочной делиг-нификации субстрата, затем осахаривание его коммерческим ферментом, полученным из гриба Trichoderma viride, и, наконец, выращивание на растворимой фракции дрожжей Candida utilis.
Большой интерес проявляют исследователи и к смешанному культивированию, что объясняется его исключительно важным лрактическим значением. Изучение параметров управления процессом выращивания ассоциаций культур позволяет более рационально реализовывать отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности. В качестве продуцентов, разлагающих целлюлозу, чаще используют грибы родов Trichoderma, Sporotrichum, в качестве культур, ассимилирующих продукты ее разложения,— бактерии (род Brevibacierium), дрожжи (род Candida), грибы родов Penicillium, Aspergillus и Streptomyces (Veal, Lynch, 1984; Hours et al., 1985; Trivedi, Ray, 1985; Lo, Moreau, 1986; Suha, Bassam, 1985).
В последнее время внимание исследователей все чаще обращается к твердофазной ферментации. Связано это с тем, что
112
экономический анализ глубинного культивирования микроорганизмов-— продуцентов белка — показал выгодность его лишь в случае создания непрерывных технологических процессов, что в свою очередь ставит перед исследователями ряд сложных задач.
Как считают Межиня и сотр. (1982), при твердофазной ферментации расходы на электроэнергию уменьшаются в 10 раз, а на тепловую энергию — в 3 раза по сравнению с глубинным культивированием. По мнению Головлева и Скрябина (1984), твердофазная ферментация как метод улучшения питательных качеств грубых растительных кормов имеет широкие перспективы для создания технологии производства кормовых препаратов совхозного или межсовхозного уровня. Эта технология, ориентируясь на дешевое местное сырье (солома, отходы местной промышленности и сельского хозяйства), может стать одним из основных путей производства белка для животноводства. Использование для этих целей установок, созданных на базе типовых кормосмесителей, позволяет уменьшить объемы ферментационного оборудования по сравнению с объемом оборудования для глубинного культивирования (Бекер, 1985).
Твердофазная ферментация — процесс достаточно известный. Он применялся для получения ферментов, органических кислот, антибиотиков и других микробных продуктов. Особенно широко реализуется твердофазная ферментация на Востоке и в некоторых развивающихся странах для производства различных типов ферментированных продуктов, грибных метаболитов и биоконверсии растительных отходов и животных (Aidoo et al., 1982). Из более ранних процессов следует отметить сыроделие, процесс койи, получение уксуса, галловой кислоты. Несколько позже (1900—1920 гг.) процесс использовался для получения грибных и других микробных ферментов. Новым способом ферментации явилось производство глюконовой кислоты, появившейся в 1920—1940 гг. И что особенно важно, этот процесс осуществлялся во вращающемся барабанном ферментере, который применяется и сейчас. 1940—1950 гг. отличались бурным развитием промышленности микробиологического синтеза в связи с открытием антибиотиков. Хотя и не долго, твердофазный метод использовался для производства первых партий коммерческого пенициллина.
