WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 8 ] --
Промышленная микробиология – это наука о получении различных целевых продуктов на основе жизнедеятельности микроорганизмов. Промышленная микробиология (или техническая микробиология) в настоящее время представляет собой также самостоятельную и наиболее крупнотоннажную отрасль современной промышленной биотехнологии. Огромное разнообразие микроорганизмов, утилизирующих в качестве ростовых субстратов различные соединения, в том числе отходы, позволяет получать широкий спектр биологически активных соединений, а также осуществлять полезные для человека реакции, включая обезвреживание отходов, трансформацию и получение энергии, и многое другое.

В настоящее время в различных процессах промышленной микробиологии получают около 200 соединений, обладающих коммерческой ценностью. Важнейшими среди них являются: алкалоиды, аминокислоты, антибиотики, антиметаболиты, антиоксиданты, белки, витамины, гербициды, инсектициды, коферменты, липиды, нуклеиновые кислоты, органические кислоты, пигменты, ПАВ, полисахариды, полиоксиалканоаты, противоопухолевые агенты, растворители, сахара, стерины, ферменты, нуклеотиды, нуклеозиды, эмульгаторы.

2.1. БЕЛОК ОДНОКЛЕТОЧНЫХ Наиболее дефицитным компонентом пищи является белок, в особенности, – высокой биологической ценности, то есть животного происхождения. Мировая потребность в белка в настоящее время удовлетворяется примерно на 40 %. Предполагается, что к 2000 году с ростом населения потребность в белке увеличится, при этом дефицит кормового белка возрастет до 147 %. Поэтому изыскание эффективных способов увеличения ресурсов белка для прямого или непрямого (через организм сельскохозяйственных животных) увеличения пищевых ресурсов является одной из основных задач научно-технического прогресса.

Нетрадиционным и принципиально новым способом получения белковых веществ является микробиологический синтез. По скорости роста микроорганизмы превосходят сельскохозяйственные культуры в сотни, а животных – в тысячи раз. Поэтому микробиологический синтез с большей эффективностью использует материальные и энергетические ресурсы, не требует больших земельных площадей и не зависит от погодных и климатических условий и не загрязняет окружающую среду ядохимикатами, так как не использует пестициды. Качество микробных белков близко белкам животного происхождения. Применение микробных белков в кормопроизводстве улучшает качество и усвояемость традиционных растительных кормов. Например, 1 т кормовых дрожжей обеспечивает экономию 5 т зерна и увеличивает продуктивность в животноводстве на 15–30 %. Современный средний завод по производству микробного белка мощностью 50 т/год и занимающий 0.2 га может обеспечить потребность в белке до млн. человек. Сельскохозяйственные технологии для таких масштабов производства требуют до 16 тыс. га, засеянных пшеницей, либо содержание фермы с производительностью 400 поросят/день. В 60-е годы появился новый термин – «белок одноклеточных» (single cell protein, «SCP»), означающий целые неживые высушенные микробные клетки (водорослей, дрожжей, бактерий, грибов), предназначенные в качестве белкового продукта для кормовых и пищевых целей. Термин несколько условен, так как в микробных биомассах помимо белков существенную долю занимают другие компоненты – сахара, липиды, нуклеиновые кислоты. Белок одноклеточных должен удовлетворять ряду специальных требований. Главными являются: питательность, переваримость, экономическая эффективность. Питательность микробного белка, определяемая по химическому составу, близка традиционным белковым продуктам (табл. 2.1).





Микробная биомасса питательна, если ее компоненты перевариваются ферментами пищеварительного тракта высших животных или человека.

Препятствием этому могут быть клеточные стенки отдельных продуцентов, которые предварительно приходится разрушать, а также высокий уровень нуклеиновых кислот. Последние метаболизируются в организме животных и выводятся из организма с урини, следовательно, не представляют для высших животных опасности. Для человека такой уровень нуклеиновых кислот неприемлем, так как в ходе их усвоения возможно нарушение обмена веществ и возникновение патологических состояний. Поэтому для пищевых целей микробную биомассу предварительно обрабатывают, используя различные методы разрушения и денуклеотизации.

Химический состав микробных биомасс и традиционных белковых продуктов Цистеин кислоты В технико-экономических показателях микробиологического синтеза белка определяющее значение имеют удельные затраты и стоимость сырья (до 50 % в структуре всех затрат) и энергозатраты (до15–30 %). Поэтому важнейшим вопросом при разработке новых технологий получения белка одноклеточных вопрос доступности сырьевой базы. Доступность сырья подразумевает наличие различных резервных вариантов, позволяющих оперативно заменять и использовать различные источники сырья без существенного изменения качества получаемого продукта. В современных промышленных процессах используют как «чистое» сырье постоянного химического состава, так и комплексные соединения, включая отходы различных производств. Последнее наиболее выгодно экономически и имеет огромное значение для охраны окружающей среды.

Микроорганизмы способны усваивать различные углеродсодержащие субстраты, которые принято подразделять на несколько поколений:

1-е поколение – углеводы;

2-е поколение – жидкие углеводороды;

3-е поколение – оксидаты углеводородов, газообразные углеводороды, Независимо от вида используемого сырья, типовая схема микробиологического производства белка включает получение и подготовку сырья, получение посевного материала, ферментацию, выделение, инактивацию, сгущение микробной биомассы, последующее высушивание и стандартизацию готового продукта. Большое значение имеет качество исходного посевного материала (инокулята). Инокулят получают из музейной культуры в несколько стадий с применением принципа масштабирования. Подготовленные инокулят, основной ростовой субстрат и все необходимые питательные компоненты вместе с воздухом подают в ферментер, в котором происходит основная стадия биотехнологического процесса – ферментационная. Стадия ферментации проводится в соответствии с Технологическим регламентом, разработанным для конкретного процесса, включая субстрат и тип продуцента, и сводится к дозированному поступлению в ферментер потоков питательных веществ и воздуха (или газовой смеси), стабилизации основных параметров процесса на заданных уровнях и своевременному отводу из аппарата отработанного воздуха, образующихся продуктов, а также тепла. Максимальные скорости синтеза белковых веществ микробными клетками реализуются при оптимальных условиях среды, когда удельная скорость роста близка к максимальной. Поэтому для получения белка одноклеточных биотехнологические процессы реализуют в проточном режиме, который позволяет стабилизировать практически все параметры стадии ферментации на уровнях, оптимальных для размножения клеток со скоростями роста, близкими к max, то есть в режиме белковой направленности биосинтеза. При производстве биомассы в качестве кормового белкового продукта, как правило, осуществляется режим незащищенной ферментации, то есть без соблюдения правил стерильности. Последнее оправдано как условиями ферментации (проточное культивирование), так и спецификой применяемых субстратов и штаммов-продуцентов, а также сферой применения конечного продукта. Получаемая на стадии ферментации суспензия с 1–2.5 % содержанием микробной биомассы по сухому веществу (АСВ), то есть 10–25 кг/м3, на постферментационной стадии подвергается сгущению в несколько этапов до 12–16 % АСВ и термообработке, в ходе которой в течение 10–40 минут при 75–90°C практически все клетки штамма-продуцента и сопутствующая микрофлора погибают. После стадии термообработки суспензию в вакуумвыпарных установках сгущают до концентрации 20–25 % АСВ и далее высушивают до остаточной влажности конечного продукта около 10 %.



Далее мелкодисперсный порошок высушенных клеток гранулируют.

Порошок или гранулят фасуют по 25–30 кг и затаривают в многослойные бумажные мешки.

Обязательным условием технологического процесса получения микробной биомассы является очистка газо-воздушных выбросов, которые образуются на стадии ферментации и постферментационной стадии и представляют собой большие объемы воздуха, загрязненного живыми микробными клетками, белковой пылью и другими продуктами микробного синтеза. Очистке подвергаются также большие объемы культуральной жидкости, образуемой после отделения клеточной биомассы. Очищенная жидкость используется в цикле оборотного водоснабжения технологической схемы производства.

Технология получения микробного белка является в настоящее время самой крупнотоннажной отраслью биотехнологии, производящей важнейшие кормовые препараты и белковые добавки для животноводства, звероводства, птицеводства, рыбоводства, а также белок пищевого назначения с использованием разнообразного сырья и субстратов.

Субстраты I-го поколения – углеводы Идею использования биомассы микроорганизмов в качестве белковых компонентов питания с 1890 г. начал пропагандировать Дельбрюк, который вместе с коллегами разработал первый технологический процесс выращивания пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae на мелассе. Полученную дрожжевую биомассу рекомендовали использовать в качестве белковой добавки в пищевые продукты. Во время первой мировой войны мощность действующих в Германии установок по производству дрожжевого белка достигала 10 тыс. тонн/г. Получаемый продукт использовали главным образом, добавляя в мясные фарши. К середине 30-х годов производства дрожжей на гидролизатах отходов сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности, сульфитном щелоке, барде гидролизных заводов стали появляться в разных странах. В России первый завод по производству кормовых дрожжей из отходов сельского хозяйства был пущен в 1935 г. Во время второй мировой войны биомасса пищевых дрожжей (Candida arborea и C. utilis) также была важным белковым компонентом питания в Германии. После второй мировой войны серия заводов по производству пищевых дрожжей на углеводном сырье производительностью 10–12 тонн в сутки была построена в разных странах.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«1 Юрий Бялый. Управляемый хаос. Глобальный радикальный ислам в энергетических и транспортных войнах XXI века / Сборник статей Радикальный ислам: взгляд из Индии и России. – М.: МОФ-ЭТЦ, 2010, с. 87-130. Юрий Бялый УПРАВЛЯЕМЫЙ ХАОС Глобальный радикальный ислам в энергетических и транспортных войнах XXI века 1. Концепция управляемого хаоса Концепция управляемого хаоса, видимо, возникла в глубокой древности. В частности, ее элементы можно увидеть в стратегии Римской империи эпохи завоеваний...»

«СХЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ АРТЕМОВСКОГО ГОРОДСКОГО ОКРУГА ДО 2028 ГОДА (ПРОЕКТ) Проект передан на рассмотрение в АГО Проект размещен на официальном сайте Замечания и предложения Размещена на официальном сайте информация о проведении публичных слушаний по проекту схемы теплоснабжения Проведены публичные слушания Размещены на официальном сайте заключение о результатах публичных слушаний и протоколы публичных слушаний Проект схемы теплоснабжения и заключение о результатах публичных слушаний направлены в...»

«Лотос-Пресса Санта Фе, Нью-Мехико ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 5 ПРЕДИСЛОВИЕ 8 ГЕРБОЛОГИЯ: ВОСТОК И ЗАПАД 13 ПРОЯВЛЕНИЯ СОЗНАНИЯ В РАСТЕНИЯХ 16 ИСТОКИ АЮРВЕДСКОЙ МЕДИЦИНЫ 22 Духовные истоки 22 Три гуны 23 Пять элементов 25 Три доши 26 Семь тхату и оджас 37 Пять пран 40 Системы организма (сротас) 42 Агни и растения 44 ЭНЕРГЕТИКА ТРАВ 46 Вкус (раса) 46 Энергия (вирья) 49 Випака. Пост-пищеварительный эффект 52 Прабхава. Особая сила воздействия 54 Описание шести вкусовых характеристик 55 КОРРЕКЦИЯ...»

«Sectoral Integration of Biodiversity in Belarus Contents Introduction Spatial planning and urban development. Transport and road construction Agriculture and land use Forestry and hunting Fisheries Water resources and irrigation Industry and energy Defense Tourism and recreation Education Integration or mainstreaming of biodiversity in other conventions, agreements and processes.. 27 Introduction Belarus reported 1 that Национальной стратегией и планом действий по сохранению и устойчивому...»

«Москва Эксмо 2007 От АВТОРА В каждом из нас от рождения живет неизбывная тяга к земле, ибо она не только дает нам пищу, но и дарит великую радость, позволяя пожинать плоды своего труда. Счастливчик, обладающий хотя бы небольшим приуса­ дебным участком, стремится облагородить его своим трудом. Но мало просто тщательно ухаживать за землей — нужно иметь солидный объем знаний. Только в этом случае огородник получает и удовольствие, и ощутимую при­ бавку к своему столу! Впрочем, не для всех...»

«2 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ o ТЕХНОЛОГИИ В o 6 ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ В поддержку Плана действий G8 Сценарии и КРАТКИЙ ОБЗОР стратегии И ПОСЛЕДСТВИЯ до 2050 г. ПРОВОДИМОЙ ПОЛИТИКИ 2 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ o ТЕХНОЛОГИИ В o 6 ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ Сценарии и стратегии до 2050 г. В какой степени технологии могут внести свой вклад в формирование адекватных и надежных поставок энергии при низких выбросах CO2? Какие энергетические технологии являются наиболее многообещающими? Сколько времени потребуется для их внедрения? На...»

«ООО ИНТЕХЭКО Каталог участников Шестой Международной конференции ПЫЛЕГАЗООЧИСТКА-2013 - технологии очистки газов и воздуха www.intecheco.ru от пыли, золы, диоксида серы, окислов азота, ПАУ и других вредных веществ, электрофильтры, рукавные фильтры, скрубберы, циклоны, дымососы, вентиляторы, новейшие фильтровальные материалы, пылетранспорт, затворы, системы экомониторинга, газоанализаторы и пылемеры, АСУТП, агрегаты питания электрофильтров, оборудование систем вентиляции и кондиционирования,...»

«Никакое будущее невозможно без прошлого. Дмитрий Медведев, Международный экономический форум в Санкт-Петербурге,...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.