Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
Alcalige-nes, Acinetobacter, Bacillus и некоторые коринеформы. Облигатные
метилотрофные дрожжи неизвестны. Утилизируют метанол спорогенные
(Hansenula, Pichia, Saccha-romyces) и аспорогенные (Kloeckeria,
Torulopsis, Candida, Rhodotorula) дрожжи (Подгорский и др., 1981). Ме-
тилотрофизм отмечен и у грибов рода Catenularia.
Английский концерн ICI с середины 70-х годов производит из метанола
бактериальную биомассу высокой питательной ценности - прутин (Waterworth,
1982). Продуцент - облигатный аэроб Methylophilus methylo-trophus.
Результаты испытаний прутина на различных сельскохозяйственных животных с
включением в рацион 2,5-30% препарата показали, что прутин - ценный
заменитель традиционных источников белка.
Высокобелковые кормовые продукты из метанола получают и в других странах
мира - Швеции, Германии, США, Италии. Продуцентом белка служат бактерии
Methylomonas. Выход биомассы - 0,5 г на 1 г субстрата.
При использовании в качестве продуцентов дрожжей и грибов эффективность
биоконверсии метанола достигает эффективности биоконверсии углеводных
субстратов- из 1 т метилового спирта (при добавлении факторов роста)
образуется 0,40-0,45 т биомассы, либо 0,18- 0,25 т белка (Minkevich,
1985).
Энергетический (нефтяной) кризис вызвал в мире цепную реакцию
дороговизны. Вслед за ценой на нефть поднялись цены на бензин, почти на
все промышленные изделия и сельскохозяйственную продукцию. Непрерыв-
10
но растущий спрос на нефть стимулировал увеличение ее добычи. Уже сейчас
ежегодно в мире добывается свыше 3 млрд т нефти и, по прогнозам, через
30-35 лет ее запасы будут полностью исчерпаны. То же относится и к
природному газу. Так, из материалов X Мировой энергетической конференции
1977 г. следует, что добыча природного газа достигнет своего предела
несколько позднее 2000 г., а затем начнет быстро падать (Калечиц, 1980).
СССР занимает первое место в мире по добыче нефти, тем не менее проблема
топлива, хотя и не так остро, как в капиталистическом обществе, стоит и
перед нами. Получение синтетической нефти из дешевого каменного угля
уникального Канско-Ачинского бассейна сегодня еще дело будущего.
По указанным причинам жидкие парафины нефти и природный газ все реже
рассматриваются как перспективное сырье для микробиологической
промышленности. Наступает время, когда промышленность органического и
микробиологического синтеза полностью лишится сегодняшней сырьевой базы.
Об этом свидетельствуют данные ООН о сроках истощения мировых ресурсов
энергетического сырья; угля - в 2083-2500 г., нефти - в 1992-2100 г.,
газа - в 1994-2015 г., урана - в 2000 г. (Калечиц, 1980). Будущее, по-
видимому, за использованием энергии Солнца - не только для обычных нужд,
но и для быстрого и дешевого воспроизводства растительного сырья,
являющегося незаменимым источником углеводов, в первую очередь целлюлозы
и крахмала. Следовательно, углеводы становятся особым классом веществ,
которым принадлежит будущее.
В 1978 г. в Торонто Международный союз теоретической и прикладной химии
(ИЮПАК) на конференции <•¦ Будущие источники сырья для органической
химии" одновременно с оценкой возможности замены нефти сланцами, углем и
торфом уделил особое внимание химии древесины как основному источнику
целлюлозы, добыча которой в наши дни в глобальном масштабе непрерывно
возрастает.
Одним из главных преимуществ растительной биомассы перед другими
источниками органического сырья является постоянное ее возобновление в
процессе фотосинтеза. В результате фиксации солнечной энергии на земном
шаре ежегодно образуется 1,8-1012 т растительной биомассы, что более чем
в 20 раз превышает суммар-
11
ную добычу угля, нефти и газа (Eveleigh, 1987). Из всех видов
растительной биомассы важнейшим для промышленной переработки является
древесина. Общий объем потребляемой древесины в мировом масштабе
составляет около 2 млрд м3 в год, но для химической переработки, главным
образом для целлюлозно-бумажного производства, используется пока только
15% этого количества (Eggins, Allsopp, 1975). Потребление древесины
быстро расширяется и к концу столетия достигнет 4-5 млрд м3 (Humphrey et
al., 1976).
СССР располагает самыми большими запасами древесины, занимает первое
место в мире по объему ее заготовок и имеет развитую целлюлозно-бумажную
и лесохимическую промышленность. В Советском Союзе накоплен богатейший
опыт по применению древесины для производства сахаров, дрожжей, этанола и
продуктов на их основе. Страны, располагающие ресурсами растительного
сырья, закупают советские технологии для решения топливно-энергетической
проблемы.
Основу дрожжевого, спиртодрожжевого, фурфуроль-но-дрожжевого и ксилозно-
дрожжевого производства в СССР составляет кислотный перколяционный
гидролиз древесины с использованием в качестве катализатора серной
кислоты. Выбор кислотного катализатора обусловлен его сравнительно низкой
стоимостью и относительно высоким выходом сахаров, который для некоторых
