Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)

71 
териальных культур, с высокой скоростью накапливает биомассу при 
повышенной температуре (42°С) и пониженной величине рН среды 
(5,5–5,7). Специфика субстрата и условий культивирования продуцен-
та белка позволяет осуществлять ферментационный процесс в несте-
рильных условиях. Переработка газообразного субстрата с очень низ-
кой растворимостью в воде (0,02 г/дм
3
) обусловила применение фер-
ментаторов специальной конструкции, предусматривающей размеще-
ние в одном аппарате различных систем диспергирования газовой 
и жидкой фаз: барботаж газов (метан и технический кислород) в жид-
кости через диспергирующие контактные тарелки; эжекция газов 
в жидкость под давлением, создаваемым циркуляционными насосами; 
эжекция газов в жидкость по принципу «падающей струи». Произво-
дительность ферментатора типа ФКЭР (ферментатор колонный эжек-
ционный с рециркуляцией газовой и жидкой фаз) объемом 750 м
3
до-
стигает 120 т/сут по товарному продукту. 
Серьезный недостаток метана – образование взрывоопасных сме-
сей с воздухом (или техническим кислородом). Предел взрываемости 
смеси метана с техническим кислородом широкий и составляет 6–
60% об. Снижает взрывоопасность ферментационного процесса при-
сутствие в газовой фазе метаболита – диоксида углерода, содержание 
которого достигает 30% об. и более. В производственных условиях 
безопасность ферментации обеспечивается автоматическим регулиро-
ванием содержания кислорода в отработанном газе (на выходе из 
ферментатора) на уровне не более 9% об. 
Сухая бактериальная биомасса (торговое название гаприн) имеет 
высокое содержание истинного белка (50–55%). Из-за сильного аллер-
гического действия гаприн производят не в порошкообразном, а толь-
ко в гранулированном виде. 
Метанол
. Производство белка одноклеточных на спиртах (мета-
ноле, этаноле) очень перспективно. К преимуществам этих субстратов 
относятся высокая чистота, отсутствие канцерогенных примесей, хо-
рошая растворимость в воде, высокая летучесть, исключающая накоп-
ление субстрата в готовом продукте.
Присутствие в молекулах спир-
тов атома кислорода уменьшает потребность в нем и, соответственно, 
тепловыделения при ферментации (по сравнению с н-парафинами 
и метаном), что в целом снижает затраты на производство продукта. 
Однако необходимо учитывать высокую токсичность метанола для 
обслуживающего персонала, существующую вероятность образования 
взрывоопасных смесей паров метанола с воздухом, а также возмож-
ные потери спирта при ферментации из-за его высокой летучести. 

72 
В качестве продуцентов белка на средах с метанолом могут быть 
использованы как дрожжи, так и бактерии. Из дрожжевых культур 
рекомендованы Candida boidinii, Hansenula polimorpha, которые в оп-
тимальных условиях развития (температура 34–36°С, рН 4,2–4,5) 
накапливают биомассу с выходом 30–33% от ассимилированного 
субстрата при скорости протока 0,12–0,16 ч
1
. Дрожжи не требуют 
асептических условий культивирования (в этом их преимущество), 
но сильно уступают бактериальным штаммам по скорости роста 
и выходу биомассы. 
Бактериальные 
культуры 
Pseudomonas methylotropha, 
Pseudomonas clara развиваются при температуре 32–34°С, рН 6,0–6,4 
и ассимилируют метанол с выходом биомассы 70% при скорости про-
тока 0,2–0,3 ч
1
. Большие затраты на поддержание асептики при куль-
тивировании бактерий нивелируют их явные преимущества перед 
дрожжами. 
Хорошая растворимость метанола в воде обусловливает возмож-
ность применения ферментаторов эрлифтного типа. При концентра-
ции в среде выше 15 г/дм
3
метанол вызывает гибель клеток. 
Этанол
. Как субстрат имеет те же достоинства и недостатки, что 
и метанол. Отличается меньшей токсичностью и легкостью ассими-
ляции, широким кругом микроорганизмов. Последнее обстоятельство 
серьезно затрудняет культивирование дрожжевых продуцентов белка 
в нестерильных условиях из-за развития посторонних микроорганиз-
мов («диких» культур дрожжей). Для промышленного производства 
микробной биомассы на этаноле рекомендуется использовать дрожжи 
Candida utilis или Hansenula anomala, выращивать их с соблюдением 
условий асептики в ферментаторах с высокими массообменными ха-
рактеристиками при аэрации техническим кислородом или обога-
щенным кислородом воздухом. Выход сухой дрожжевой массы от ас-
симилированного этанола (экономический коэффициент) составляет 
около 70%. При концентрации в среде более 30 г/дм
3
проявляется 
стерилизующее действие этанола. Зарубежные специалисты считают, 
что этанол наиболее пригоден как субстрат для культивирования 
дрожжей с целью получения белковых концентратов или изолятов 
пищевого назначения. 

жүктеу/скачать 1,87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: