Wiley жаңартылатын энергия

 
 
84 
5.4.1 Ағза иесін таңдау  
Қолайлы  ағза-иесін  таңдау  биоотын  өндірісі  процесінің  өнімділігі  мен  шығуында  маңызды  рөл 
атқарады.  Отын  өндіруге  байланысты  механизмдер  иесі  үшін  ерекше  болғандықтан,  қажетті 
қасиеттері бар микроағзаларды іздеу метаболизмдік инженерия үшін қажетті шарт болып табылады. 
Әдеттегідей,  микроағзалар  бірқатар  қасиеттер  негізінде  таңдап  алынады  және  өнеркәсіптік  қолдану 
мүмкіндігін, қызығушылық тудыратын отын өндірудің табиғи қабілетін, отынға төзімділікті, бірегей 
шикізатта  өсе  білу  қабілетін  және  оларды  генетикалық  түрлендіру  қабілетін  қамтуы  мүмкін. 
Ашытқылар  мен  ішек  таяқшаларын,  олардың  тексерілген  өнеркәсіптік  өндірісі  мен  генетикалық 
амал-шарғыларды  жүргізу  жеңілдігі  үшін 
таңдау    мысалы    болып  табылады
,  ал  балдырлар  үшін  – 
олардың майлы қышқылдарды табиғи түрде қарқынды жинау және күн сәулесін «бастапқы шикізат» 
ретінде  пайдалану  қабілетіне  байланысты.    Өнеркәсіптік  маңызы  бар  микроағзалардың  мысалы 
әртүрлі  компаниялардың  күшінің  арқасында  келесі  балдырларды  қамтиды:  Solazyme,  Solix,  Joule, 
Sapphire,  ашытқылар:  Cargill,  Gevo,  Amyris,  бактерии  -  LS9.  Төменде  биоотын  өндірісі  үшін  жиі 
қолданылатын  микроағзалар  көрсетілген.  Бактериялар,  балдырлар  мен  ашытқылар  сияқты  түрлі 
микроағзалар биоотын өндірісі үшін пайдаланылатын көмірсутектерді өндірудің әртүрлі жолдарына 
байланысты таңдалады. 
 
5.4.1.1 Ішек таяқшасы (E.coli) және ашытқылар 
 
Май  қышқылдарын  өндіру  үшін  көптеген  штамм-иелерін  пайдалану  мүмкін  болғанымен, 
Escherichia  Сoli  (E.Сoli)  сияқты  генетикалық  қадағаланатын  иеде  бар  метаболикалық  қабілеттілікті 
барында өнімділікке қол жеткізу үшін пайдаланған жөн (г/л/сағ), титр (г/л) және шығуы (g субстрат / 
g  –  отын  өнімі)  [68].  E.coli  сияқты  микроағзалардың  икемділігіне  байланысты  май  қышқылдарын 
өндіруді арттыру мақсатында метаболизмдік жолдарды тез өзгерту үшін гендік және метаболизмдік 
инженерияның  әртүрлі  технологияларын  пайдалануға  болады  және  нәтижесінде  мұнай  отыны  бар 
баға  тепе-теңдігіне  жақындап  келе  жатқан  өндірістің  өнеркәсіптік  маңызы  бар  көрсеткіштерге  қол 
жеткізуге  болады.  Бактериялардың  арасында  E.coli  жақсы  зерттелген  ағза  болып  табылады  және 
бағалы химиялық заттектер мен биоотынды өндіру үшін қолданылады. Оны этанол, изопранол, сутек 
және биодизель сияқты отынның кең шоғырын өндіру үшін генетикалық жағынан өзгертуге болады  
[69],  ол  1,3-пропандиол  өндіру  жағдайында  ғана  өндірісті  өсіру  қабілетін  дәлелдеді  [70].  E.coli 
жасушасында липидтердің табиғи деңгейі төмен болғанымен, ол оның жылдам өсу жылдамдығында 
өте  маңызды  рөл  атқарады,  анаэробты  ортада  өсу  қабілеті,  биоотын  өндірісі  үшін  шикізат  ретінде 
түрлі биомассаны тиімді пайдалану және май қышқылдарының синтезі жоғары жылдамдықпен (0,2 
г/л/сағ/г құрғақ жасушалардың салмағы) [71, 72]. Бұрын сипатталғандай, гетеротрофты бактериялар 
(E.  coli)  әртүрлі  отын  түрлерін  өндіру  үшін  энергетикалық  субстраттар  ретінде  лигноцеллюлозадан 
алынған  глюкоза  мен  басқа  да  қанттарды  ферменттей  алады.  Алайда,  целлюлоза  биомассасының 
көнбейтін табиғаты полисахаридтерді лигниннен бөлуді және кейіннен полисахаридтерді ферментпен 
деполимерилеуді талап етеді [73]. Екінші жағынан, Saccharomyces cerevisiae және Zymomonas mobilis 
сияқты  табиғи  этанолдық  ағзалардың  қанттардан  этанолды  шығаруға  және  теориялық  максималды 
шығысын 98% етуге қабілеті бар [74]. Алайда, бұл ағзаларға пентоздар сияқты күрделі қантты ашыту 
қабілеті  жетіспейді.  Бұл  мәселені  жеңу  үшін  S.  cerevisiae  және  Z.  mobilis  пентоз  метаболизмінің 
жолдарын  енгізуге  немесе  күрделі  қантты  қарапайым  қантқа  деполимерлеу  үшін  целлюлоза  және 
гемицеллюлоза  секрециясы  үшін  микроағзаларды  түрлендіруге  және  оларды  кейіннен  отынға 
түрлендіруге бағытталған [75]. 
 
5.4.1.2 Жарықты пайдаланатын ағзалар: Фотобактериялар  
Фотосинтездеуші  ағзаларды  пайдалану  отын  қосылыстарын  өндіруге  баламалы  тәсілді  ұсынады,  ол 
кезде  олар  жарық  энергиясын  ұстап  қалады,  нәтижесінде  суды  соңғы  донор  ретінде  пайдалана 
отырып, оны жоғары энергетикалық қосылыстарға түрлендіреді. Балдырлар мен бактериялар сияқты 
көптеген фотосинтездеуші ағзалар құнды метаболиттер, соның ішінде отын, химиялық заттектер мен 
органикалық  қышқылдар  өндіру  үшін  пайдаланылды.  Фотосинтетикалық  бактерияларды  отын  мен 
химиялық  заттектерді  өндіру  үшін  пайдалану  энергия  сыйымды  және  қымбат  биомассаны  алып 
тастауды еңсере алатынын айта кетейік [76, 77]. Фотосинтездейтін Cyanobacterium бактерияларының 
арасында  мынадай  себептер  бойынша  бірегей  артықшылықтарға  ие:  олардың  фотосинтетикалық 
қабілеті, жылдам өсуі, тиімді генетикалық түрлендіруге берілетін күн энергиясының тиімді түрленуі, 
CO
2 
жоғары құрамына тұрақтылық және қолайсыз жағдайларда даму қабілеті [78]. 

жүктеу/скачать 4,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: