17. Отходы различных производств, как сырье для биотехнологических процессов.

Ответ. Главная задача биотехнологии - максимальное использование огромных объемов органических отходов, образующихся в мировом производстве. Каждый загрязняющий материал должен быть оценен относительно его пригодности для биотехнологических процессов, когда продукт отхода имеется в больших количествах и образуется в течение длительного периода (т. е. при масштабном производстве), он может рассматриваться в качестве подходящего сырья для утилизации. Свекловичная меласса – 45-60% сахарозы. Является отходом производства сахара из свеклы. Используется для производства лимонной кислоты, этанола и др. Зерно - картофельная барда – отход спиртового производства. Применяется для получения микробного белка. Отходы пивоварения (пивная дробина и солодовые ростки) – применяются для производства кормовых дрожжей. Пшеничные отруби – используются для приготовления питательных сред при твердофазном способе культивирования. Они очень дорогие, их смешивают с более дешевыми компонентами (древесные опилки). Молочная сыворотка – отход производства сыров, творога и казеина. Имеет в составе значительное количество гормонов, витаминов, органических кислот. Используется в получении микробных продуктов. Могут использовать дрожжи родов Candida, Torulopsis, Trichosporon. Молочная сыворотка с выросшими в ней дрожжами по биологической ценности превосходит исходное сырьё. Можно использовать как заменитель молока. Крахмал (картофельный или кукурузный). Под действием ферментов микроорганизмов крахмал гидролизуется до глюкозы (идеальный субстрат практически для всех биотехнологических производств). Лигнин – нерастворимый при гидролизе остаток растительного сырья – находит ограниченное применение и является балластом. Целлюлоза составляет половину высушенной растительной биомассы – ценный источник углерода и энергии. Гидролизаты растительного сырья – это растворы сахаров в виде смеси пентоз и гексоз, образующиеся при кислотном гидролизе древесины, подсолнечной и хлопковой шелухи, кукурузной кочерыжки и др. Сульфитный щелок – раствор, получаемый при сульфитной варке целлюлозы. Из органических веществ щелока получают этанол, биоэтанол, дрожжи, антибиотики, растворители, ванилин, фенолы. Из 1 т сыворотки можно получить около 20 кг сухой биомассы дрожжей. Кроме того, у сепарируемой бражки можно выделить дополнительно около 4 кг протеина.

18. Химические и нефтехимические субстраты, применяемые в качестве сырья для биотехнологии.

Ответ. С развитием биотехнологических процессов в коммерческих масштабах для производства одноклеточного белка, а также ряда других органических продуктов многие питательные вещества химического и нефтехимического происхождения приобретают важную роль в качестве питательных субстратов для ферментации. Преимущество таких субстратов состоит в том, что они имеются в больших количествах и практически одинакового качества в различных странах мира. Наилучшим субстратом из компонентов нефти являются н-алканы с числом углеродных атомов от 10 до 20. Их могут утилизировать большинство бактерий и дрожжи. Однако и нефть, и газ также истощаются. Поэтому биотехнологии ориентируются на возобновляемые источники сырья. Компоненты нефти и природного газа: парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводороды. Дизельная фракция содержит не менее 15% парафинов и является источником парафиновых углеводородов, которые по структуре и молекулярной массе оптимальны для потребления бактериями и дрожжами. Жидкие парафины: н-алканы (число С 10-20), ароматические углеводороды, сера. Нормальные парафины нефти: выход биомассы может достигать при их использовании до 100% от массы субстрата. Применяются в качестве дополнительного источника белка в рационах животных.