БІОТЕХНОЛОГІЯ - Іншина Н.М. - 2009
РОЗДІЛ 5. ПРОМИСЛОВА БІОТЕХНОЛОГІЯ
Виробництво спиртів, органічних кислот, вітамінів
Основним продуцентом спиртів є дріжджі. За допомогою дріжджів Kluyveromyces fragilis одержують етанол шляхом збродження молочної сироватки. Дріжджі Candida utilis ростуть у стічних водах, що містять багато сульфітів.
На основі використання іммобілізованих клітин дріжджів Saccharomyces cerevisiae створено біореактори для промислового виробництва етанолу. Як основну сировину використовують глюкозу.
Біореактор об’ємом 2000 л за добу утворює 2400 л спирту. Іммобілізовані дріжджі синтезують етанол протягом 4-х місяців. Етанол є сировиною для мікробіологічної промисловості під час одержання харчових і кормових білків, білково-ліпідних кормових препаратів.
Деякі дріжджі і бактерії синтезують бутанол, а також багатоатомні спирти - гліцерин і 2,3-бутандіол. Відкрито бактерії Zymomonas mobilis, що вдвічі ефективніше зброджують вуглеводи в етанол, ніж дріжджі. Сировиною для одержання спиртів є гідролізати деревини, меласи, крохмаль, молочна сироватка. Ферментація меласи різними видами бактерій Clostridium використовується для одержання етанолу, етаналю, станової кислоти, етилацетату, диетилового ефіру. Під час зміни умов культивування (pH > 7) замість етанолу синтезується гліцерин. Відходи виробництва етанолу містять білки, вуглеводи, вітаміни і можуть використовуватися як кормові добавки.
За допомогою мікроорганізмів можна отримати 60 органічних кислот. У найбільшій кількості отримують молочну, оцтову та лимонну кислоти. Лимонна кислота синтезується за допомогою грибів Aspergillus niger. Оцтова кислота — шляхом мікробіологічної конверсії водню і вуглекислого газу бактеріями Acetobacterium woodi і Clostridium aceticum. Бактерії Lactobacillus, leuconostoc перетворюють вуглеводи в молочну кислоту, етанол, вуглекислий газ. Clostridium acetobacylicum зброджує цукри в ацетон, етанол, ізопропанол, бутанол.
Мікробіологічним шляхом синтезуються вітаміни: В2, В5, В12, С. Продуцентами вітамінів групи В є гриби Ashbia і бактерії Pseudomonas, Clostridium. Дріжджові гриби Eremotheciumashbyii, Ashbia gossypii, a також Ascomycetes у значних кількостях синтезують рибофлавін (вітамін В2). Промислові штами мікроорганізмів виробляють у 20 000 разів більше вітаміну В2 і у 50 000 разів більше вітаміну В12, ніж дикі.
Мікроорганізми використовують для синтезу полімерних матеріалів на основі полісахаридів. Цінним мікробним полісахаридом є декстран, що синтезується бактеріями роду Leuconostoc. Декстран є основою медичних препаратів (кровозамінників) і препаратів для біохімічних досліджень (сефадекси, молекулярні сита).