Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Можно указать некоторые задачи, решение которых обещает снизить себестоимость продукта:
1) повысить единичную мощность оборудования;
2) разработать ферментеры с повышенными скоростями растворения газов;
3) оптимизировать условие культивирования по эффективности использования водорода и продуктивности биосинтеза;
4) провести селекцию термофильных штаммов, что снизит затраты ла отвод тепла;
5) разработать методы бессепарационного осаждения биомассы (электрофлотация), а также сепараторов повышенной производительности;
6) разместить производство вблизи мощных ГЭС, ТЭС или АЭС с целью использования электрической или тепловой энергии по себестоимости;
134
7) Перспективна организация получения биомассы на основе водородных бактерий в районах, богатых природным газом или углем, так как конверсия метана и газификация угля могут обеспечить его основным сырьем. В то же время широкое развитие газовой промышленности и разветвленная сеть газопроводов позволят размещать производство биомассы в оптимальных для потребления местах. Оценка себестоимости БВБ, проведенная исходя из имеющихся в настоящее время технологических возможностей и стоимостной конъюнктуры на газы и энергию, дает 0,38 руб/кг (конверсионный способ) и 0,8 руб/кг (электролизный способ) [Набойщиков, и др., 1976]. Даже на этом уровне использования БВБ для замены дефицитных животных белков в рационах сельскохозяйственных животных и птицы может дать значительный экономический эффект.
Производство кормового белка не исчерпывает всех возможностей практического использования водородных бактерий. Синтез отдельных клеточных компонентов — аминокислот, ферментов, витаминов — с помощью водородных бактерий имеет свои теоретические предпосылки и практические успехи. К теоретическим предпосылкам можно отнести таксономическое разнообразие этой группы микроорганизмов. Как известно, быстрорастущие формы водородных бактерий представлены грам-отрицательными палочками. Однако в последнее время появились сообщения о выделении быстрорастущих грамположи-тельных форм. Так, К. Шнайдер и др. [Schneider е. а., 1973] сообщили о выделении коринобактерий с удельной скоростью роста 0,2 ч-1. Ими же выделена нокардия с неплохим ростом на водороде, накапливающая углеводы в качестве запасного вещества. Все это представляет большой интерес в связи с тем, что актиномицеты известны как мощные продуценты экзоферментов, а коринобактерии — аминокислот.
Грамотрицательпые водородные бактерии выделяют мало экзогенных метаболитов, но они обладают мощным и универсальным биосинтетическим аппаратом.
Между способностью осуществлять сверхсинтез веществ, связанных с функционированием универсальных метаболических систем, и таксономическим положением организма коррелятивной связи нет. В принципе любой участок метаболической системы микробной клетки, любой комплекс ферментов могут служить практическим целям [Скрябин, Головлева, 1976]. Но чтобы этого достичь, необходимо оперативное вмешательство в жизнь клетки. В результате легкого химического или ферментативного гидролиза биомассы водородных бактерий могут быть получены различные аминокислоты — лизин, триптофан, лейцин, метионин и др. Этот метод не имеет пока промышленного значения, главным образом из-за дефицита белкового сырья. Сверхсинтетиками аминокислот, поступающих в среду, Как правило, служат ауксотрофные мутанты различных видов
135
бактерий, актиномицетов, дрожжей. Выделение аминокислот в среду у ауксотрофных мутантов водородных бактерий показано работами М. Ре и Г. Шлегеля [Reh, Schlegel, 1969].
Известны способы получения аминокислот, в том числе лизина, глутаминовой кислоты, метионина и других с помощью грамположительных и грамотрицательных водородных бактерий.
Водородные бактерии способны атаковать очень широкий спектр соединений — органические кислоты, сахара, углеводороды, ароматические соединения, поэтому они служат потенциальным источником разнообразных гидрогеназ, карбокси-лаз, ферментов азотного обмена, нуклеаз и т. д. Все эти ферменты представляют интерес для промышленности и медицины. Растворимая НАД-зависимая гидрогеназа может найти применение в топливных элементах. Известны способы получения ферментов уриказы и креатининаминодегидралазы из водородных бактерий. В последнее время п о л и- р - о к си м а ел я п а я кислота стала применяться в качестве нетоксичного наполнителя биодеградттруешлх пластмасс.
Таким образом, разнообразие физиологических и биохимических свойств водородных бактерий определяет и разнообразие потенциальных возможностей их практического использования. Это указывает на необходимость дальнейших, более глубоких и разносторонних исследований этой интереснейшей группы микроорганизмов.
ЛИТЕРАТУРА
Абросов Н. С., Ковров Б. Г. Математическая модель двухкомпонентного биоценоза водоросли — бактерии,— Космич. биол. и мед., 1972, № 3, с. 3—6.
Абросов Н. С., Ковров Б. Г. Роль трофического фактора в формировании биоценозов одноклеточных организмов.— Экология, 1973, т. 1, с. 5-10.
Алмквист X. Д. Белки в питании птиц.— В кн.: Белки и аминокислоты в питании человека и животных. М., 1952, с. 144—159.
