Штабах не казался злободневным из-за достаточно высокой отпускной
Цены на данный субстрат. Однако в связи с разработкой в последние годы
Более эффективных технологий получения спиртов и повышением спроса
На белковые продукты данная технология становится перспективной.
В 70-е годы с поиском новых доступных источников сырья стали рас-
Сматривать возможности привлечения для получения микробного белка
газообразных углеводородов, главным образом, – метана, источником
Которого служит широко распространенный природный газ. Природный
Газ, помимо сравнительно низкой стоимости и доступности, характеризу-
Ется отсутствием ингибирующих рост микроорганизмов примесей, позво-
Ляет получать сравнительно большие выходы биомассы и не требует спе-
Циальной очистки ни исходного сырья, ни получаемой биомассы. Проду-
Центами микробного белка на метане являются бактерии родов
Methylococcus, Pseudomonas, Mycobacterium, Methanomonas, которые ути-
Лизируют метан в качестве источника углерода и энергии, окисляя его
Через ряд последовательных стадий через спирт и альдегид до углекисло-
ты:
СН4 → СН3ОН → НСОН→ НСООН → СО2.
При использовании метана возникает ряд существенных технологиче-
Ских проблем в связи с особенностями метана как субстрата роста. Метан
поступает из газовой фазы и имеет низкую растворимость (до 0.02 г/л при
Нормальном давлении), поэтому скорость его растворения в культуре яв-
Ляется лимитирующим фактором, определяющим скорость роста проду-
Цента. Синтез биомассы сопровождается выделением в околоклеточную
среду промежуточных продуктов окисления метана (до 0.2–0.6 г углерода
На 1 г синтезированной биомассы), ингибирующих развитие основного
Производственного штамма. Поэтому используют микробную ассоциа-
цию, в составе которой, помимо метанотрофов, развиваются 5–6 гетеро-
Трофных видов, утилизирующих продукты неполного окисления метана.
В связи с высокой восстановленностью метана для его микробного окис-
Ления требуется большое количество кислорода (в 5 раз больше, чем на
углеводах и в 2–3 раза больше, чем при окислении жидких углеводоро-
Дов). Поэтому процесс требует сложного аппаратурного оформления ста-
Дии ферментации. Выращивание метанотрофных бактерий осуществляет-
ся в проточной культуре при 34–38°С и нейтральных значениях рН среды.
Питательная среда содержит обычный набор минеральных элементов;
Источником азота служит как восстановленая, так и окисленные формы.
При использовании олигонитрофильных микроорганизмов концентрация
азота в среде низка (20–30 мг/л). Потребности в кислороде у микробных
клеток в 2–3 раза превышает их потребности в метане. Однако из-за взры-
Воопасности субстрата стехиометрическое соотношение данных газов
Принимается не оптимальным для развития бактерий, и процесс реализу-
Ют при лимите по кислороду и избытке метана.
Для выращивания метанотрофных бактерий используют аппараты со
Струйным диспергированием газовой среды, имеющие высокие массооб-
Менные характеристики. Для более полного усвоения метана применяют
Рециркуляцию газовой смеси, повышение рабочего давления в аппарате, а
Также использование вместо воздуха кислорода. Это позволяет повысить
степень утилизации газового субстрата до 95 %. Скорость протока среды в
ходе ферментации составляет 0.25–0.30 ч–1; концентрация клеток в куль-
туре на выходе из ферментера не превышает 10 г/л. Затраты субстрата на
1 т биомассы составляют для метана и кислорода 1.8–2.2 и 4.5–5.0 т соот-
ветственно. Биомасса содержит (%): сырой протеин – до 75, нуклеиновые
кислоты – 10, липиды – 5, зола – до 10, влажность – не выше 10. Получае-
Мый белок по содержанию и соотношению аминокислот близок к рыбной
Муке и соевым шротам.
Крупнотоннажное производство белка одноклеточных на природном
Газе реализовано в России. Технологию и данный субстрат прогнозно счи-