Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Вместе с упомянутыми достоинствами необходимо отметить и некоторые трудности технологии водородного биосинтеза: взрывоопасность газовой смеси (70—80% Н2, 20—30% 02 и 3—5% С02), трудности растворения больших количеств газов и сепарации мелкоклеточной взвеси.
Систематические микробиологические исследования водородных бактерий проводятся в Институте микробиологии АН СССР. В Институте физики им. JI. В. Киренского СО АН СССР с 1967 г. осуществляются работы по освоению непрерывного
6
процесса культивирования водородных бактерий, создается техника для культивирования, изучаются различные аспекты биосинтеза водородных бактерий. Работы ведутся и в некоторых других научных учреждениях (ВНИИБиотехнике, Институте медико-биологических проблем, Отделе микробиологии АН Молдавской ССР, Конструкторском бюро биологического приборостроения АН СССР и Днепропетровском химико-технологическом институте). За последние годы сделан определенный шаг в освоении непрерывных культур и других хемосинтетиков, созданы лабораторные установки и получена непрерывная культура бактерий (Thiobacillus ferrooxidans) [Ковров и др., 1978].
Полученные в Институте физики им. JI. В. Киренского СО АН СССР результаты физиологических и биохимических исследований послужили основанием для проведения работ, связанных с оценкой кормовой и пищевой ценности водородных бактерий. Для отработки технологии производства биологически важных продуктов из бактерий требуются большие количества биомассы. С целью получения биомассы разработана и пущена в эксплуатацию опытная экспериментальная установка для производства водородных бактерий с суточной производительностью до 8 кг сухого продукта с 60—70%-ным содержанием белка. Установка создана с учетом специфики культивирования водородных бактерий и соблюдения мер,; обеспечивающих безопасность работы.
В 1976 г. с пуском установки для оценки кормовой пригодности биомассы водородных бактерий на Березовской бройлерной фабрике (г. Красноярск) осуществлен эксперимент по исследованию возможности замены животного белка, наиболее дефицитного компонента кормов сельскохозяйственных животных и птицы, белком водородных бактерий. В эксперименте показано, что биохимические и морфологические данные, вкусовые качества мяса подопытных цыплят не отличаются от нормы.
В 1977—1978 гг. совместно с Красноярским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства проводятся эксперименты по включению биомассы водородных бактерий в рацион поросят в откормочный период. Получен положительный результат. Уже несколько лет биомасса водородных бактерий используется в опытах, проводимых Институтом медикобиологических проблем Минздрава СССР.
Результаты технико-экономических расчетов организации производства биомассы водородных бактерий (БВБ) в Красноярском крае показали, что использование биомассы водородных бактерий в качестве добавок к кормам животных и птицы могут обеспечить экономический эффект в сумме около 5000 руб. на 1 т БВБ.
7
Данная книга обобщает исследования последних; лет по проблеме получения кормового белка с помощью водородокис-ляющих бактерий.
Глава 2
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДОРОДНЫХ БАКТЕРИЙ
Как промышленного продуцента
Водородными бактериями обычно называют группу аэробных бактерий, которые характеризуются способностью расти на субстрате, содержащем неорганические вещества, и использовать реакцию окисления водорода как источник энергии для роста, т. е. обладающую хемолитотрофным типом питания.
Хемолитотрофия — это способ получения энергии и восстановительного эквивалента (НАДЯ) с использованием неорганических доноров водорода и электронов — аммиака, сероводорода, тиосульфата, сульфита, нитрита, двухвалентного железа или марганца, элементарной серы, молекулярного водорода. По отношению к источнику углерода водородные бактерии являются автотрофами, т. е. получают углерод из углекислоты. По сравнению с другими хемолитотрофами они обладают очень подвижным обменом веществ и способны переходить от хемолитотрофного типа питания к оргаиотрофному и литогетеротрофному.
Водородные бактерии широко распространены в природе. По терминологии Г. А. Заварзина (1976), это представители группы «микрофлоры рассеяния», которая перерабатывает рассеиваемые из анаэробной зоны продукты обмена микробов-гид-ролитиков и первичных анаэробов. Экологическая принадлежность водородных бактерий к микрофлоре рассеяния влечет за собой физиологическую способность к олигокарбофилии — быстрому росту при низких концентрациях органического вещества.
Наряду с сульфатвосстанавливающими и метаногенными микробами водородные бактерии образуют биологический сток водорода, образующегося в процессах брожения и распада органических веществ, а также абиогенным путем. Продукция водорода оценивается в 21—26-10е т, что соответствует ежегодному приросту биомассы водородных бактерий на 40—50-10е т.
Водородные бактерии можно разделить на две большие группы грамотрицательных и грамположительных организмов, принадлежащих к различным родам: первая группа — Pseudomonas, Altaligeries, Achromobacter, Seliberia, Paracoccus, Coma-
