МИКРОБНЫЙ СИНТЕЗ ИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ И ПРОДУКТОВ ИХ ОКИСЛЕНИЯ

Известно, что многие микроскопические грибы способны расти на средах с углеводо­родами. К их числу относятся грибы родов Aspergillus, Botrytis, Petiicillium, Rhizopus, Monilia (Покровский, 1972).

Большая работа по изучению использова­ния углеводородов нефти грибами проведена Т. И. Редчицем (1976). Им указывается, что впервые способность грибов, и в частности Botrytis cinerae, использовать парафины от­метил Мийошки. Позже было выявлено свой­ство одного вида Petiicillium окислять пара­фины как единственный источник углерода на синтетической среде. Более глубокие ис­следования по использованию углеводородов грибами проведены Таусоном с аспергилла — ми и пенициллами. Установлена также спо­собность грибов усваивать в качестве един­ственного источника углерода парафиновый воск.

Т. И. Редчиц отмечает, что мукоральные грибы Absichia, Mucor, Actinomucor и др. могут утилизировать твердые парафины не только при 25—30 °С, но и при 45—60 °С. Хо­роший рост на гексадекане и твердом пара-

Фине отмечен у Mortierella aplina, М. ambi — ga, М. alangata и др.

Многие аековые грибы, выделенные из лесных почв, загрязненных нефтепродукта­ми, обладают способностью к росту на угле­водородах нефти как при глубинном, так и при поверхностном культивировании. Все эти культуры лучше усваивают гексадекан, первичные и вторичные жирные спирты, ху­же— п-метилнафталин. Chaetomium sp., вы­деленный v из авиатоплива, усваивал п-алка — ны и другие углеводородные субстраты. Ба — зидиальные грибы Potyporus cireinata, Len — tines edodes, Pleurotus ostreatus, Schizophyl — lum■ способны расти на n-алканах и «-алке­нах. Среди мицелиальных грибов способ­ностью усваивать углеводороды нефти отли­чаются штаммы родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Tr. ichoderma, Gliocladium, Geotri­chum, Paecilomyces, Periconia, Spicaria, Botry — tis, Cladosporium, Alternaria и др. Штаммы видов Penicillium используют разные углево­дороды — n-алканы, алкены, ароматические, но не усваивают первичные жирные спирты Сг8 и жирные кислоты Сь—Сю (Редчиц, 1976).

Для грибов Aspergillus niger, Asp. terreus, Asp. tersicolor, Asp. glaucus характерна спо­собность усваивать разные углеводороды. Интересно, что из 38 проверенных Т. И. Ред- чицем субстратов, включая алканы и цикли­ческие углеводороды, аспергиллы лучше всего используют твердые парафины. По его дан­ным, использование углеводородов зависит от длины углеводородной цепочки. Так, Asp. fla — vus, niger, fumigatus, terreus усваивают али­фатические углеводороды, которые имеют 10
атомов углерода и не усваивают углеводороды с более короткой цепью. Это свойство присуще P. notatum, F. solatii, Т. lignorum.

Говоря об основных аспектах утилизации углеводородов грибами, Т. И. Редчиц отме­чает, что многие из них как потенциальные продуценты белка имеют ряд преимуществ перед бактериями и дрожжами: коэффициент усвоения углеводородов грибами высок и иног­да выше, чем у других микроорганизмов. На­пример, у Aspergillus он достигает 52%, Peni — cillium — 63%. Некоторые виды аспергиллов способны усваивать углеводороды нефти как при поверхностном, так и при глубинном вы­ращивании с коэффициентом 50—70%. Грибы способны усваивать разные нефтяные фрак­ции и твердые парафины. На средах с углево­дородами грибы синтезируют различные цен­ные продукты: органические и жирные кисло­ты, эфиры жирных кислот, некоторые ферменты. При культивировании грибов на углеводородах нефти можно одновременно получать как биомассу высокого биологичес­кого качества, так и другие ценные продукты метаболизма. Например, некоторые грибы, p. Penicillium, Fusarium, Aspergillus синтези­руют такие аминокислоты, как лизин, метио- нин, цистин, триптофан, а также большие ко­личества витаминов, особенно группы В.

Bemann, Troger (1975) также установили Возможность культивирования на среде со смесью п-алканов 294 штаммов грибов, при­надлежащих к классам Zygomycetes, Ascomy — cetes, Basidiomycetes и Fungi imperfecta в том числе 17 штаммов алкан-окисляющих грибов, Принадлежащих к порядку Mucorales. Анало­
гичные данные были получены в Японии (Ха­сида, Мори, 1975)’, •

Особый интерес как сырье для микробио­логической промышленности представляют спирты — этиловый и метиловый. Сравнитель­но недавно в литературе появились сообщения о способности микрогрибов к метилотрофному росту. Тау, Willets (1977) из почв, окружаю­щих петролейные танки, выделили несколько штаммов мицелиальных грибов, растущих на среде с метанолом. Один вид был идентифици­рован как Trichoderma lignorum. Однако ав­торы полагают, что использование Т. lignorum в качестве продуцента белка на среде с мета­нолом пока невыгодно из-за невысокого эко­номического коэффициента (8,45%) и низкой удельной скорости роста.

■Sakaguchi et al. (1975) выделили грибы, растущие на среде с 0,1—0,2% формальдеги­да. Оба гриба Gliocladium deliquescens и Рае — cilomyces varioti росли на среде с 1% метано­ла, a Gliocladium deliquescens даже на среде с 7% метанола. Для получения белка кормо­вого и пищевого назначения предлагается вы­ращивать на метаноле или этаноле грибы ро­дов Aspergillus, Monilia, Rhizopus, Penicillium, Mucor, Alternaria в условиях непрерывного культивирования.

При получении белково-витаминных кон­центратов на средах с метанолом перспектив­но использовать смешанное культивирование микроорганизмов, позволяющее более эффек­тивно применять источник углерода, увели­чить скорость роста и повысить урожай био­массы.

Весьма энергично растут мицелиальные грибы и на средах с этанолом в качестве ис­точника углерода. Г. С. Родионова с сотр. (1975), изучая грибы p. Petiicillium, Aspergil­lus, Spicaria, Fusarium, наряду с другими ис­точниками углерода использовала и этиловый спирт. Выход абсолютно сухой биомассы от заданного источника углерода составлял 40,0—72,0%. Содержание сырого протеина в биомассе колебалось в пределах 50—58%. По составу аминокислот биомасса мицелиальных грибов не уступала биомассе кормовых дрож­жей. Однако скорость роста грибов на этано­ле была ниже, чем у дрожжей.

Большая работа по изучению особенностей культивирования грибов, и в частности бази — диальных, на этаноле проведена Sugimori et al. (1971, 1972). Ими установлено, что урожай биомассы, содержание в ней протеина у гриба Lensites edodes и некоторых других грибов на среде со спиртом выше, чем на среде с глюко­зой. При культивировании грибов на среде с этанолом мицелий имеет более приятный за­пах по сравнению с мицелием, выращенным на среде с глюкозой.

А. Г. Лобанком с сотр. (1976), И. А. Гон­чаровой с сотр. (1977) исследована способ­ность свыше 300 культур мицелиальных гри­бов накапливать биомассу с высоким содер­жанием белковых веществ на средах с этиловым и метиловым спиртами. На среде с этанолом урожай биомассы у большинства проверенных культур не превышал 5—7 г/л и лишь у небольшой части достигал 11 —12 г/л. На среде с этанолом хорошо росли грибы Р — Petiicillium и Fusarium, накапливающие Ю—12 г/л биомассы с содержанием протеина

Таблица 9 Аминокислотный состав белка мицелиальных грибов (г/100г белка)

Аминокислота

Fusarium lateriti

P. digitalum

Этанол

Метанол

I этанол

Метанол

Лизин

6,89

8,79

7,91

8,96

Гистидин

3,19

4,30

2,58

2,93

Аргинин

5,30

4,99

3,83

• 4,39

Аспарагиновая

10,05

9,05

9,81

10,48

Треонин

6,35

5,75

6,43

6,30

Серии

5,81

4,89

4,84

5,97

Гдугаминовая

11,10

9,86

8,63

11,33

Пролин

4,78

5,77

3,80

5,92

Глипин

5,81

6,45

4,82

5,62

Алании

7,40

7,38

5,25

6,06

Цистин

Следы

Следы

Валин

6,89

7,82

8,00

С, 35

Метионнн

1,54

2,29

1,96

2,13

Изолейцин

5,30

5,98

3,91

4,18

Лейцин

9,00

9,05

7,42

7,11

Тирозин

2,65

1,61

6,32

3,33

Фенилаланни

6,35

4,07

9,42

— 2,93

Триптофан

1,62

І

1,96

2,60

2,87

До 60%, слабее росли грибы p. Aspergillus, хотя урожай биомассы одной из выделенных нами культур составил 10,5 г/л.

На средах с метанолом грибы росли нам­ного медленнее; на 5-е сутки культивирования урожай биомассы не превышал 5 г/л. Более половины исследованных культур давали до 3 г/л биомассы. Лучше других на метаноле росли грибы p. Botrytis и Trichoderma. Уро­жай биомассы этих культур достигал 5 г/л, содержание протеина в ней—60%. Грибы р. Penicillium и Fusarium слабее росли, содер­жание протеина в биомассе этих культур так­же несколько ниже. Исключение из среды ку­курузного экстракта (0,2—0,5%) как фактора роста вело к замедлению роста культур и сни­жению урожая биомассы, но содержание про­теина оставалось прежним.

В табл. 9 представлен аминокислотный со­став белков некоторых грибов, выращенных на средах с этанолом и метанолом. Из табли­цы следует, что в белках Fusarium lateriti и Petiicillium digitatum содержится удовлетво­ряющее нормам ФАО количество лизина, се- рина, метионина и других аминокислот, что указывает на необходимость дальнейшего по­иска продуцентов для промышленного получе­ния бел ково-витаминных концентратов на синтетических спиртах. Надо полагать, что мицелиальные грибы, широко применяющиеся в других отраслях микробиологической про­мышленности, займут должное место в сфере как продуценты получения микробного белка наряду с дрожжами и бактериями.

Добавить комментарий

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