О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на




Скачать 290.52 Kb.
НазваниеО. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на
страница1/4
Дата публикации25.04.2013
Размер290.52 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Химия > Документы
  1   2   3   4
СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

О.В.Мосин
Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на производство этанола. Производство хлебо­пекарных дрожжей требует 5 % расходуемого в микробиологиче­ской промышленности сырья, антибиотики — 1,7 %, органические кислоты и аминокислоты — 1,65 %.

Ферментная биотехнология является крупным потребителем крахмала, так как только одной фруктозной патоки производится свыше 3,5 млн в год. С точки зрения экономики, сырье в биотехнологических производствах, особенно в крупнотоннажных, занимает первое место в статьях расходов и составляет 40—65 % общей сто­имости продукции (рис. 4.1). При тонком биосинтезе доля сырья в общей себестоимости продукции уменьшается.

Питательный субстрат, или питательная среда, является сложной трехфазной системой, содержащей жидкие, твердые и газооб­разные компоненты. Много ферментов расположено на поверхно­сти клетки или выделяется в окружающую среду. Кроме того, зна­чительная часть продуктов биосинтеза после экскреции из клеток накапливается в среде. Некоторые промежуточные метаболиты служат резервным питательным фондом, которым клетка пользует­ся после истощения основных источников питания. Существует тесное взаимодействие между культивируемым биообъектом и фи­зико-химическими факторами среды. С одной стороны, эти факто­ры (рН, осмотическое давление и др.) контролируют рост клеток и биохимическую активность продуцентов. С другой сторо­ны, химический состав и физико-химические свойства среды посто­янно меняются в результате жизнедеятельности самих клеток. Эти обсто­ятельства заставляют рассматривать ферментируемый субстрат как продолжение внутренней среды клетки. Во время ферментации формируется совокупность субстрата и биообъекта.
^ СЫРЬЕ ДЛЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Сырьевые ресурсы Земли
В принципе, микроорганизмы способны ассимилировать любое органическое соединение, поэтому потенциальными ресурсами для микробиологической биотехнологии могут служить все мировые запасы органических веществ, включая первичные и вторич­ные продукты фотосинтеза, а также запасы органических веществ в недрах Земли.

Но, к сожалению, каждый конкретный вид микроорганизмов, используемый в биотехнологии, весьма избирателен к питательным веществам, и органическое сырье (кроме лактозы, сахарозы и крахмала) без предварительной химической обработки малопригодно для микробного синтеза. Тем не менее целлюлозосодержащее сырье после химического или ферментативного гидролиза и очистки от ингибирующих или балластных примесей (фенол, фур­фурол, оксиметилфурфурол и др.) может быть использовано в био­технологическом производстве. Каменный уголь, природный газ и древесина могут служить сырьем для химического синтеза техниче­ских спиртов или уксусной кислоты, а последние, в свою очередь, являются отличным сырьем для микробиологической промышлен­ности..

Из органического сырья наибольшее внимание биотехнологов привлекает крахмал, хотя для его ассимиляции микроорганизмами требуется сложный комплекс амилолитических ферментов, которым владеют только некоторые виды микроорганизмов (например, грибы рода Aspergillus, бактерии Вас. subtilis и др.)- Много крах­мала расходуется для производства этанола, а также для изготов­ления фруктозных сиропов. Из-за того, что мировые запасы крахмалосодержащего в нашей стране ограничены, целесообразно использовать для целей биотехнологии мелассу, глюкозное сырье, метанол и этанол.

При выборе сырья учитывают не только физиологические потребности выбранного продуцента, но и стоимость сырья (табл. 1).
Таблица 1. Стоимость основного микробиологического сырья



Сырье

Содержание углерода, % от содержания в глюкозе

Стоимость 1 т глюкозного эквивалента, доллары

Кукурузный крахмал Глюкоза

Сахароза-сырец

Сахароза рафинированная Меласса

Уксусная кислота

100 100 105 105 50 100

64—91 290 133 629 140 550

Метанол

Этанол

Метан

Кукурузное масло-сырец Пальмовое масло Парафины

94 130

180 200 200 218

160 430

105 300

^ Традиционные источники углерода

Углеродсодержащее сырье является основным сырьем микробного синтеза. Наиболее широко применяемые в производственных условиях источники углерода перечислены в табл. 2. Большинство микроорганизмов хорошо ассимилирует углеводы. При катаболизме большое значение имеют строение углеродного скелета молекул (прямой, разветвленный или циклический) и степень окисления углеродных атомов. Легкодоступными счита­ются сахара, особенно гексозы, за ними следуют многоатомные спирты (глицерин, маннит и др.) и карбоновые кислоты.

До недавнего времени существовало мнение, что органические кислоты малодоступны для большинства микроорганизмов, однако на практике довольно часто встречаются микроорганизмы, успешно утилизирующие органические кислоты, особенно в анаэробных условиях.

Низкомолекулярные спирты (метанол, этанол) можно отнести к числу перспективных видов микробиологического сырья, так как их ресурсы существенно увеличиваются благодаря успешному развитию технологии химического синтеза. Многие дрожжи родов Candida, Hansenula, Rhodosporidium, Endomycopsis и др. способны ассимилировать этанол. Дрожжи родов Pichia, Candida, Torulopsis и др. и бактерии, принадлежащие родам Methy-lomonas, Protaminobacter, Flavobacterium и др., используют в качестве единственного источника углерода метанол и образуют биомассу с высоким содержанием белков (60—70%).

В 1939 г. В. О. Таусоном была установлена способность разных видов микроорганизмов использовать в качестве единственного источника углерода и энергии н-алканы и некоторые фракции нефти. Отличительной особенностью углеводородов по сравнению с другими видами микробиологического сырья являет­ся низкая растворимость в воде. Этим объясняется тот факт, что только некоторые виды микроорганизмов в природе способны ассимилировать углеводороды. Максимальная растворимость н-алканов в воде около 60 мл/л при длине молекул от С2 до С4, но при увеличении цепи растворимость снижается.

^ Таблица 2. Источники углерода, применяемые для микробного синтеза



Субстрат

Содержание основ­ного вещества

Характеристика

Кристаллическая глю­коза

Техническая сахароза Техническая лактоза

Гидрол

Крахмал Уксусная кислота

Спирт этиловый синте­тический

Узкая фракция жид­кого парафина
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconЗадачи оптимального планирования
Для изготовления 4-ёх видов продукции P1, P2, P3, P4 используют два вида сырья: S1 и запасы сырья, количество единиц сырья, затрачиваемых...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconСанитарные правила по сбору, хранению, транспортировке и первичной обработке вторичного сырья
Настоящие Санитарные правила распространяются на следующие виды вторичного сырья, заготавливаемого от населения, предприятий и организаций...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconКонтрольная работа по дисциплине «Экономико-математические методы и прикладные модели»
При производстве двух видов продукции используется 4 типа ресурсов. Норма расхода ресурсов на производство единицы продукции, общий...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на icon50. продукция биотехнологического производства
России, представлена в классификаторе промышленной и сельскохозяйственной продукции в 92-м классе: "Продукция мясной, молочной и...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconВ системе комплексного использования древесного сырья наиболее слабым...
Основная доля отходов окорки древесины целлюлозно-бумажных предприятий вывозится в отвал, где при длительном хранении происходит...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconКонцепция долгосрочной целевой программы "развитие сельского хозяйства...
Ов сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия в Чайковском муниципальном районе на 2013-2020 годы (далее – Концепция)...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на icon2. качество и безопасность сырья и продукции

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconАссоциация разработчиков технологий и производителей изоляционных...
Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья: Доклады VII всероссийской научно-практической...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconРынок полимеров: от продавца — к покупателю
В 2008-м объемы реализации продукции снизились на 5%, до 3,3 млн тонн, доля импорта в потреблении сократилась с 37% до 32%. В 2009...

О. В. Мосин Любое производство начинается с сырья. Общий объем биотехнологической продукции в мире измеряется в миллионах тонн в год. В микробиологической промышленности наибольшая доля сырья (более 90 %) идет на iconИ производства яйцепродуктов
Х и сухих яйцепродуктов, первичной обработке перо-пухового сырья и направлены на предупреждение поступления недоброкачественного...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница