Proizvodnja proteina jednostaničnih organizama i višestaničnih

Video: Nauchfilm. Biologija. 15. Protein film (1987)

sadržaj

Video: nauchfilm. biologija. 15. protein film (1987)
Proizvodnja proteina jednostaničnih organizama
Priprava mikrobne proteina u metanol
Priprava proteina na ugljikohidratima sirovinu

Uzgoj velika mikroorganizama kao izravni izvor proteina za ljudske i životinjske snage je vidio kao način za rješavanje nestašica hrane u Njemačkoj već za vrijeme Prvog svjetskog rata. obrađuje pivo kulture kvasca, koje su, nakon liječenja, a razvijeni su za sušenje doda juha i kobasice. Tijekom Drugog svjetskog rata ovi procesi već su dobro razvijeni.

Izraz „jednostanični organizmi proteini” pojavio se u 60. primijenjena na bakterijski biomase (poželjno kvasac), koji se koristi kao komponenta hrane u životinja i ljudi. Posebno atraktivna je činjenica da je medij za kulturu uzgojem bakterije često su poljoprivredni otpad: šećerna repa bagasa u proizvodnji šećera, suncokretovo obrok u proizvodnji biljnog ulja, sirutke u proizvodnji sira, iverja i piljevine, itd ...

Interes za ovaj problem se rasplamsao nakon objavljivanja rezultata istraživanja koja pokazuju sposobnost da proizvedu takve proteinski koncentrati na bazi ugljikovodika. Naftne tvrtke su financirali razvoj ovog istraživanja nije samo zbog korištenja ugljikovodika, ali i zbog povoljnih rezultata ispitivanja hrane i prodajnih projektima.

Prva velika biljni protein koncentrat je razvijen «British Petroleum» zajedničku tvrtku (United Kingdom) i „Italprotein” (Italija) 1975. godine, njegova produktivnost bila 100.000 tona / godišnje na sirovine su normalni parafini. Ovaj problem je i Japan, 8 biljke 1500 tona proteina izgrađeni su / god. Međutim, interes za proizvodnju bjelančevina jednostaničnih organizama u 70-ih godina. više snizilsya- djelomično zbog povoljne poljoprivredne situacije u tim godinama, ali uglavnom zbog nesavršenosti tehnologije, nemojte ukloniti neke od toksičnih tvari iz gotovog proizvoda.

U 80-tih godina. Njemačka tvrtka „Hoechst”, pri čemu na tržištu za svoje visoke tehnologije, razvila procese za proizvodnju visokokvalitetnih proteina koncentrata. U 80-tih godina. bio SSSR, sa svojim neiscrpan izvor sirovina jedan od vodećih svjetskih proizvođača proteina. U Finskoj, tvornica je sagrađena pomoću gljiva Paecilomyces u sulfit mlin efluenata kombinatov- kapacitet papira - 10.000 tona proteina / god.

EEZ-a zemlje protein koncentrata proizvedeno oko 25 milijuna tona godišnje. Ove brojke pokazuju profitabilnost poduzeća. Stočna hrana postaje skuplji zbog ograničenja zemljišta i iz drugih razloga. Proteini su jednostanični organizmi imaju ogromne prednosti: visoka reprodukciju brzine, dostupnost sirovina izvora materijalnih, rješavanje problema otpada mnoge tvrtke i tako dalje ..

Osim toga, proteini imaju stalne i ponovljive sastav, obogatiti ih jednostavno dodavati potrebno mikroelementy- ih je lako proizvesti u obliku granula ili tableta, njihovo skladištenje je puno lakše nego pohranjivanje biljke ili druge hrane.

Međutim, proizvođači proteina ne smatraju svoje proizvode kao zamjena proteina u životinjskom dijeta: proteinski koncentrati hrane aditiva, smanjenje troškova i poboljšanje kvalitete. Valja napomenuti, međutim, da je proizvodnja proteinskih dodataka ne razvija tako brzo kao što se očekuje u 60-70 godina. Činjenica je da je prilično mnogo stroži zahtjevi za sigurnosne tehnologije koje bi trebalo uzeti u obzir rezultate svih potrebnih toksikološki i nutritivni testiranje.

Treba biti posebno oprezan u primjeni proteinski koncentrati za ljudsku prehranu. Međutim, njihova upotreba za rješavanje problema hrane svjetske populacije nema alternative, jer projekcije pokazuju da rast populacije ne odgovara na povećanje hrane. Možemo reći sa sigurnošću da je razvoj mikroorganizama u ljudskoj prehrani je tek početak.

Mikroorganizmi počeli koristiti u proizvodnji proteinskih proizvoda davno prije pojave mikrobiologije. Dovoljno je spomenuti sve vrste sorti sira, kao i proizvoda dobivenih fermentacijom soje. I u prvom iu drugom slučaju je protein prehrambene osnove. Prilikom razvoja tih proizvoda, uz sudjelovanje bakterija, postoji duboka promjena u proteinima koji sadrže svojstva sirovina.

Rezultat je hrana koja se može držati dulje (sir) ili konzumirati više zgodan (sojin sir). Mikrobi igraju važnu ulogu u proizvodnji određenih mesnih proizvoda za pohranu. Tako je proizvodnja pojedinih razreda fermentacije kobasica kiseline se koristi, najčešće uz pomoć složenih bakterija mliječne kiseline. Dobiveni produkt kiselina pomaže očuvanju i pridonosi stvaranju njegovog posebnog okusa.

To je, možda, je ograničena na korištenje mikroorganizama u preradi proteina. Mogućnosti suvremene tehnologije u tim industrijama su mali, s izuzetkom sira. Još jedna stvar - uzgoj i zbirka mikroba mase, prerađuje u prehrambenim proizvodima: tu biotehnologija sama može manifestirati u svoj svojoj punini.

Proizvodnja proteina jednostaničnih organizama

Na mnogim važnim pokazateljima mikrobne biomase može imati vrlo visoku hranjivu vrijednost. U velikoj mjeri to je određena vrijednost proteina: u većini vrsta, oni čine značajan udio suhe težine stanica. Već desetljećima, aktivno raspravlja i istraženi izglede za povećanjem udjela proteina u ukupnoj bilanci mikroorganizama proizvedenih svjetska proteina.

Proizvodnja takvog proteina je povezana s uzgojem velikih određenih mikroorganizama koji su prikupljeni i obrađeni u hrani. Da bi najveću moguću transformaciju podloge u mikrobne biomase zahtijeva višeznačan pristup. Uzgoj mikroba radi hrane je od interesa iz dva razloga. Prvo, oni rastu mnogo brže od biljaka i životinja: udvostručavanja vrijeme njihov broj se mjeri u satima. Time se smanjuje vrijeme potrebno za proizvodnju određenu količinu hrane.

Drugo, ovisno o uzgojenim mikroorganizama u različitim vrstama sirovina mogu se koristiti kao podloga. S obzirom na podlogu, onda možete ići u dva glavna područja: za obradu niske kvalitete junk hranu, ili se osloniti na dostupne ugljikohidrata i primati na njihovu štetu mikrobne biomase koja sadrži visoko kvalitetne proteine.

Priprava mikrobne proteina u metanol

Glavna prednost ovog podlogu - visoke čistoće i nedostatak kancerogene nečistoća, dobre topljivosti u vodi, visoka volatilnost, što ga čini lako ukloniti s ostacima gotovog proizvoda. Biomasa dobivena u metanolu ne sadrži neželjene nečistoće koje omogućuje isključujući korak pročišćavanja flowsheet.

Međutim, treba uzeti u obzir prilikom obavljanja takvog postupka, a osobito metanol kao zapaljivosti i mogućeg stvaranja eksplozivne smjese sa zrakom.

Kao proizvođači koriste metanol u konstruktivnom metabolizmu proučavani kao kvasac i bakterija. Kvasca su preporučeni u proizvodnji Candida, Hansenula polymorpha boidinii i Piehia pastoris, za koji su optimalni uvjeti (temperatura 34-37 ° C, pH 4,2-4,6) omogućilo omjer supstrata asimilacije ekonomičan postupak za 0,40 brzinom protoka u rasponu 0.12-0.16 h-1.

Među bakterijskih kultura korištenih Methylomonas Clara, Pseudomonas rosea i sur., Su u mogućnosti da se razvije na temperaturi od 32-34 ° C, pH 6,0-6,4 sa omjerom ekonomski supstrata asimilacije do 0.55, pri brzini protoka u 0,5ch-1.

Karakteristike procesa kultiviranja su uglavnom zbog primijenjenog soj kvasca-proizvođača (ili bakterije) i aseptičkim uvjetima. Broj stranih tvrtki pokazuje pomoću kvasaca i provoditi uzgoj u nedostatku strogog sterilan tehnike. U tom slučaju, postupak se provodi u produktivnosti fermentaciju tipa izbacivanja od 75 tona proteina po danu, te specifične potrošnje metanola je 2.5 t / t proteina.

Kultiviranjem kvasac pod aseptičkim uvjetima preporučuje uređaja kolonu, odnosno tip erlifitnogo produktivnost protein 75-100 t / dan potrošnjom metanola u 2,6z t / t proteina. U oba slučaja se kultura izvodi od jednog koraka, bez koraka „zrenje” s niskim koncentracijama supstrata (8-10 g / l).

U nizu zemalja, kao za proizvodnju sojeva bakterija koriste, postupak se provodi pod aseptičkim uvjetima u fermentora erlifitnogo ili tipa mlaznicom izlaz Z00 100 t / d, a brzina protoka metanola do 2, s t / t proteina. Fermentacija se provodi jedan korak u niskim koncentracijama alkohola (do 12 g / l), s visokim stupnjem iskorištenja metanola.

Najviše obećava u svom dizajnu je mlaz digestor Institut Tehnička kemija (Njemačka). Fermentor volumen 1000 m sastoji od dijelova koji su postavljene jedna iznad druge i međusobno povezane silos za modulacije.

Medij se fermentacija od donjeg dijela u fermentor se dovodi preko tlaka provod centrifugalnim kruži pumpe na gornje modulacije osovine kroz koji se proteže u nizvodnom dijelu, pri čemu je zrak u podsasyvaya gazovoda. Tako, medij teče od odjeljka u odjeljak, stalno podsasyvaya novi dio zraka. Padaju jet modulacije u osovinu pružaju intenzivnu prozračivanje medija.

Hranjivi medij se kontinuirano uvodi u gornjoj zoni rudnika prelijeva i ispušta iz mikrobnih ovjes potporni krugova. U koraku separacije za izradu svih vrsta separacije daje granulacija da se dobije konačni produkt u granulama.

Hrane kvasac dobiven iz metanola imala sljedeće smjese (u%): Sirovi protein lipida 5-6- 56-62- pepeo 7-11- vlage 8-10- nukleinske kiseline 5-6. Bakterijska biomasa je karakteriziran sljedećim sastavom (u%): Sirovi protein lipida 7-9- 70-74- pepela 810- nukleinska kiselina 10-1z- vlažnosti 8-10.

Osim toga je metanol, kao što je visoke kvalitete sirovine koristi etanol, koji ima nisku toksičnost, dobra topljivost u vodi, male količine nečistoća.

Mikroorganizmi koji proizvode protein - na etanola kao jedini izvor ugljika može se koristiti kvasac (Candida utilis, Sacharomyces lambica, Hansenula anomale, Acinetobacter calcoaceticus). kultiviranje jednog koraka provodi u fermentorima s visokim karakteristikama masa za prijenos kod koncentracije etanola od ne više od 15 g / l.

Kvasac uzgaja na etanol, sadrže (u%): sirovi protein - lipida 60-62- - 2-4 pepela - 8-10- vlage - 10.

Priprava proteina na ugljikohidratima sirovinu

Povijesno gledano, neki od prvih supstrata koji se koriste za proizvodnju hrane hidrolizate biomase su biljni otpad, i sulfit liker predgidralizaty - otpad industrija celuloze i papira.

povećan interes za ugljikohidratima sirovina kao glavni izvor obnovljive ugljika znatno također s ekološke točke gledišta, budući da može poslužiti kao osnova za stvaranje ne-otpada tehnologije za preradu povrća proizvoda.

S obzirom na činjenicu da su složeni hidrolizati supstrat se sastoji od smjese heksoza i pentoza, uključujući industrijske proizvode soja kvasca vrsta proširila C UTILIS, C. scottii i C. tropicalis, sposoban osim heksoza metaboliziraju pentoza i prijenos prisutnost furfural u mediju.

Sastav medija kulture, u slučaju kultiviranja na ugljikovodika, znatno se razlikuje od primjenjuje tijekom rasta mikroorganizama na ugljikovodika podlogu. Hidrolizata i sulfita likeri su dostupne u malim količinama gotovo sve elemente u tragovima neophodne za rast kvasca. Nedostajući količine dušika, fosfora i kalija primjenjuju kao soli opće MAP otopine kalijevog klorida i amonijevog sulfata.

Fermentacija se provodi u uređaj za zrak vučnica izgradnje Lefrancois-Mari od 320 i 600 m. Uzgoj postupak kvasac se provodi u kontinuiranom modu pri pH 4,2-4,6. Optimalna temperatura - od 30 do 40 ° C

Hrane kvasac dobivene kultiviranjem na hidrolizata biljnih materijala i sulfitne otopine, imaju sljedeći sastav (u%): protein - 43-58- lipidi - 2,3-3,0- ugljikohidrata - 11-23- 11 vlažnosti ash-up - ne više od 10.

Jedan obećavajući supstrati u proizvodnji krme biomase je treset hidrolizati, koji u svom sastavu ima veliku količinu lako probavljivih monosaharida i organskim kiselinama. Dodatno, sastav hranjivom mediju se uvodi mala količina superfosfat i kalijevog klorida. izvor dušika je amonijak u vodi.

O kvaliteti krme biomase proizvedene na treseta hidrolizata, vrhunske kvasac, uzgojenih na biljnih sirovina otpada.

LV Timošenko, SN Chubik

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan