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

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.