Микробы

Гидролизаты растительного сырья - это растворы Сахаров в виде смеси гексоз и пентоз, т.е. углеводов, содержащих соответственно 6 и 5 атомов углерода, образующиеся при кислотном гидролизе древесины, подсолнеч­ной и хлопковой шелухи, кукурузной кочерыжки, ботвы и т.п.

Гидролиз проводят разбавленной до 0.5% серной кислотой при повышен­ном давлении и температуре (160-170°С) в течение 2.5 часов. При гидро­лизе горячая серная кислота протекает через слой неподвижной твердой фазы (измельченного растительного сырья). В дальнейшем полученные гидролизаты очищают от вредных примесей, прежде всего содержащих фурфурол и его производные. Избыток серной кислоты удаляют в виде гипса фильтрованием после нейтрализации гидролизата известковым мо­локом.

Основной летучей примесью в растительных гидролизатах является фурфурол. Он подавляет обмен веществ у микроорганизмов и замедляет их рост уже при концентрациях 0.02%. Поэтому из гидр'олизатов расти­тельного сырья сначала обязательно выделяют фурфурол. Для этого гид­ролизаты охлаждают до температуры 30-35°С в вакуум-охладительной ус­тановке. При этом летучие компоненты гидролизата конденсируются и далее в зависимости от количества фракции образовавшегося фурфурола поступают в цех по переработке летучих соединений в товарный продукт.

Гидролизаты торфа считаются перспективными источниками сырья для получения кормовых дрожжей. При этом наибольшее значение имеет вер­ховой торф, содержащий в своем составе до 50% полисахаридов.

Гидролиз  торфа проводят разбавленной серной кислотой (0.5-0.7%) при температуре 160-170 С.

Торф, содержащий значительные количества азота и фосфора в легко­усвояемой форме, после предварительной подготовки может служить хо­рошим сырьем для производства кормовых дрожжей.

Сульфитный щелок - отход целлюлозо-бумажной промышленности. В современном производстве бумаги, осуществляемом на целлюлозо-бумажных комбинатах, образуются промышленные стоки в виде предгидролизатрв и сульфитного' щелока. Первичная обработка древесной щепы горячей водой удаляет из нее гемицеллюлозы. Их основу составляют при­родные полисахариды, построенные из остатков ксилозы и глюкозы с мо­лекулярной массой 10-40 тыс. При этом отщепляются содержащиеся в древесине ацетатные группы, образующие уксусную кислоту, которая в дальнейшем играет роль кислотного катализатора. Последний способству­ет протеканию частичного гидролиза гемицеллюлоз и накоплению в вод­ном растворе гексоз и пентоз. При варке целлюлозы из 1 т перерабатывае­мой древесины образуется до 6 м3 такого вида предгидролизатов, которые после предварительной подготовки могут быть использованы для культи­вирования дрожжей p. Candida -~ продуцентов кормового белка.

Для выделения целлюлозы как основы для производства бумаги из древесины широкое распространение получил сульфитный метод, при ко­тором древесное сырье подвергают вторичной обработке при повышенном давлении и температуре водным раствором солей сернистой кислоты. Не­целлюлозные компоненты древесного сырья, переходящие при такой об­работке в раствор (сульфитный щелок), можно после соответствующей обработки и подготовки использовать как субстрат для выращивания кор­мовых дрожжей. На 1 т получаемой целлюлозы образуется 6.5-8.0 куб.м сульфитного щелока. Состав последнего зависит от вида используемого сырья, режима переработки древесины и выхода целлюлозы.

   Глюкоза (С е Н-, О6)

Глюкоза является продуктом пищевой промышленности. Идеальный субстрат практически для всех биотехнологических производств. Однако в чистом виде в крупнотоннажном производстве не используется из-за вы­сокой цены. Чаще всего она входит в состав комплексного сырья в виде гидрола - отхода крахмало-паточного производства.

   Сахароза (Ci2H220ii)

Сахароза-не менее идеальный субстрат, чем глюкоза,практачески для всех биотехнологических производств. В виде сахарного песка или сахара-сырца крайне ограниченно по причине высокой стоимости используется как субстрат для культивирования микробных клеток - продуцентов неко­торых аминокислот, когда содержащие сахарозу другие источники сырья

применить невозможно. В количестве до 40% входит в состав мелассы - отхода производства сахара из сахарной свеклы или тростника, приготов­ленных специальным образом гидролизатов растительного сырья, в том числе сульфитного щелока, торфа.

Меласса широко используется в производстве хлебопекарских дрожжей, в биосинтезе большинства L-аминокислот (глутаминовой, лизи­на и др.). Однако современные сахарные заводы, совершенствуя свои тех­нологии, могут выдавать мелассу, содержащую до 20-30% сахара. Естест­венно, такой отход представляет меньший интерес для биотехнологии.

Крахмал (СеН10О5)

Крахмал картофельный или кукурузный - продукт пищевой промыш­ленности. Разваренный в присутствии амилолитических ферментов, обра­зует вязкую однородную массу, которую используют как субстрат для биосинтеза ряда биологически активных веществ.