МИЦЕЛИАЛЬНЫЕ ГРИБЫ КАК ПРОДУЦЕНТЫ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ

А. Г. ЛОБАНОК, В. Г. БАБИЦКАЯ

Проблема энергетических и сырьевых ре­сурсов, белковый дефицит, обострившийся в мире за последние годы, побудили многие страны к созданию национальных программ по изучению использования энергии биомас­сы. Размах этих исследований характеризуют затраты, которые только в США и Европе достигают 100 млн. долларов в год.

Вся земная биомасса составляет около — 1.8ХЮ12 т, в том числе 40%, или 7,2Х10И т., целлюлозы. Целлюлоза как главный компо­нент растительной клетки включает около 50% углерода на Земле. Каждый год в про­цессе фотосинтеза растения связывают около 2X1111 т углерода и образуют 4ХІ010 т цел­люлозы, что в энергетическом выражении по имеющимся расчетам в 10 раз превышает ми­ровое потребление энергии, в 200 раз больше мирового потребления пищи. Использование энергии биомассы составляет в настоящее время 1/7 мировых энергетических затрат, эквивалентных 2,6 млн. т нефти в день (Ghose, 1977). Этот потенциал объясняет всевозрас­тающий интерес к использованию энергии биомассы. В 1980 г. в Дели состоялся Между— народный симпозиум по биоконверсии и био­химической инженерии. Симпозиум прошел под лозунгом: «Биомасса — наша большая зеленая надежда».

Целлюлоза — принципиальный — источник энергии у жвачных животных благодаря ее ферментации в руменретикулуме целлюлоли — тической микрофлорой. Целлюлоза — основ­ной компонент растительных и сельскохозяй­ственных отходов, многих строительных ма­териалов, она входит в состав взрывчатых веществ, лаков, клеев, чернил, пластмасс, ки­нопленок, бумаги и т. д. Большая часть сель­скохозяйственных и лесных целлюлозосодер — жащих отходов разлагается in situ целлюло — литическими микроорганизмами, увеличивая плодородие почв. Для микробиологической промышленности большой интерес представ­ляют сельскохозяйственные и промышленные отходы целлюлозы, которые образуются каж­дый год и достигают сотен миллионов тонн.

Доступные процессы превращения биомас­сы непосредственно в тепло или газ, жидкое и "твердое топливо включают как небиологиче­скую пироконверсию, так и процессы биокон — "версии. Самый неэффективный тип конвер­сии —■ сжигание целлюлозы в избытке воз­духа.

Существуют два микробиологических про­цесса для превращения биомассы в топливо: один с помощью анаэробных бактерий — био­конверсия, биометаногенез — процесс, ис­пользуемый для получения метана. В настоя­щее время в мире имеется довольно много за­водов по получению биогаза преимущественно из отходов животных, городских канализа­ционных стоков и отходов сельского хозяйст­ва. Из целлюлозосодержащих отходов также возможно производство метана. Так, в Индии разработан процесс получения биогаза, на 80% обогащенного метаном, из смеси целлю­лозосодержащих субстратов. Второй микро­биологический процесс основан на использова­нии дрожжей для получения этанола из кис­лотных либо ферментативных гидролизатов целлюлозы или углевод, содержащих субстра­тов.

В последнее время уделяется большое вни­мание использованию целлюлозосодержащих субстратов для получения белковой биомас­сы, при этом предпочтение отдается прямой биоконверсии продуктов фотосинтеза и их дериватов в белок. Рациональное использова­ние целлюлозосодержащих отходов одновре­менно в известной мере решает две задачи: проблему белкового дефицита и проблему охраны окружающей среды.

По мнению авторов, особого внимания за­служивает микробиологическая переработка целлюлозосодержащих отходов на основе ис­пользования микроскопических и базидиальных грибов. Грибы представляют гетероген­ную группу гетеротрофных организмов, которые существуют как сапрофиты или пара­зиты или, менее часто, как симбионты в при­родных ассоциациях с другими организмами. Морфологически их форма варьирует от мик­роскопических одноклеточных дрожжей до многоклеточных макроскопических грибов. Основной вегетативной структурой грибов яв­ляются гифы. Они обладают большой поверх­ностью, через которую происходит обмен ве­ществ с окружающей средой. Период вегета­тивного роста грибов заканчивается спорооб­разованием. Благодаря высокой приспособ­ляемости грибы способны развиваться даже в очень неблагоприятных условиях. Клеточная стенка грибов является сложной динамичной структурой и содержит молекулы хитина и целлюлозы вместе с другими полисахаридами, белками и липидами. Мицелиальные грибы могут расти на твердых или жидких средах. В последнем случае они чаще всего образуют пеллеты — сферические образования, состоя­щие из переплетенных гиф. Благодаря мощ­ным системам внеклеточных гидролитических ферментов эти организмы, расщепляющие не только растительные полисахариды, но и лиг­нин, способны утилизировать сложные цел — люлозосодержащие субстраты, мало доступ­ные для других микроорганизмов. Высокое содержание протеина в биомассах мицелиаль- ных грибов, хороший аминокислотный про­филь, с одной стороны, и сравнительно низкое содержание нуклеиновых кислот, с другой, де­лают их перспективными продуцентами бел­ковых веществ и на таких видах сырья, как углеводы, спирты и углеводороды.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *