Wiley жаңартылатын энергия
Ферменттеудің негізгі ұғымдары
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| 8.7
Ферменттеудің негізгі ұғымдары Этанол өндірісіндегі ферментация кезіндегі жалпы реакция: Қант (а) Микроағзалар Этанол Жанама өнімдер Бұл реакцияда микроағзалар катализатор ретінде жұмыс істейді. 8.8 Қарапайым қанттарды этанолға айналдыру Глюкоза және манноз сияқты қарапайым гексозды қанттардың этанолға айналуы анаэробты түрде келесідей болуы мүмкін С 6 Н 12 О 6 Микроағзалар 2C 2 H 5 OH (этанол) + 2CO 2 Егер жоғарыда көрсетілген реакцияға сәйкес, барлық қант этанолға айналса, онда этанолдың шығуы 0,51 г/г тұтынылған қантты құрайтын болады, бұл 1,0 г глюкозадан 0,51 г этанол алуға болады. Бұл этанолдың гексоздардан максималды теориялық шығуы. Алайда, ферменттеу кезінде алынған этанолды өндіру, әдетте, максималды теориялық шығудың 90-95% - нан аспайды, себебі көміртегі көзінің қанттардағы бөлігі өндіріс микрофлорасының өсуі арқылы биомассаға және глицерин және сірке қышқылы сияқты жанама өнімдерге айналады [9, 35]. Әдетте ксилоза көптеген бактерияларда ксилозоизомеразамен (XI) белсендіріледі немесе ашытқы мен саңырауқұлақтардағы ксилиттің көмегімен екі кезеңді реакция жолымен ең алдымен ксилозға бір кезеңді реакция арқылы айналады. Содан кейін ол пентозофосфат жолы (PPP) және гликолиз арқылы анаэробно этанолға туындауы мүмкін. Жалпы реакция мына ретте жазылуы мүмкін: 3C 5 H 10 O 10 Микроағзалар 5C 2 H 5 OH ( этанол ) + 5CO 2 Бұл жағдайда глюкоза сияқты, ксилозадан 0,51 г/г этанолдың теориялық шығуын күтуге болады. Алайда тотығу-қалпына келтіру үйлесімсіздігі және АТФ түзілу жылдамдығы ксилозадан этанолды анаэробты өндіруді қиындататын екі негізгі фактор болып табылады [36, 37]. Зерттеу зертханаларында ксилозадан жасалған анаэробты этанол өндіретін бірнеше штаммдар әзірленді, бірақ әлі күнге дейін өнеркәсіптік ауқымда үдеріске арналған штамм жоқ. Ксилоз ассимиляциясының осы мәселесін бірлесіп метаболизм немесе оттегі төмен шоғырлануда қолжетімді болатын микроаэробты жағдайларда жұмыс істеу арқылы еңсеруге әрекет жасалды. Микроағзалардың бір қатары этанолды ксилозадан аэробты түрде өндіруі мүмкін, онда этанолдың ксилозадан және басқа да пентоздан практикалық шығуы, әдетте, оның теориялық шығуынан төмен. Ксилозадан этанол өндірісінің қиындықтары ван Марис пен тең авторлармен [38], сондай-ақ Мадхаванмен тең бірлескен авторлармен қарастырылды. [39]. |