3.3.4.Биоконверсия растительного сырья ферментами и микроорганизмами

Биоконверсияцеллюлозо- и пентозансодержащего сырья. К процессам биоконверсии можно отнести силосование целлюлозо- и пентозсодержащего сырья: травы, соломы, мякины, хлопковой шелухи, гузапаи; лигнинцеллюлозного сырья: подсолнечной лузги, костры лубоволокнистых культур и пектинсодержащих отходов ? плодовоягодных выжимок.

Для повышения эффективности биоконверсии в процессе силосования используют не только целлюлазы. В состав коммерческих препаратов для силосования включают ферменты, гидролизующие крахмал, гемицеллюлозу и пектин. Например, дерасил или мультиэнзимные композиции (МЭК).

В России пока отсутствуют высокоэффективные препараты специального назначения для силосования трудно- и несилосуемого растительного сырья и отходов сельскохозяйственного производства.

В зарубежных странах комплексные препараты ферментов делают не только из различных ферментов, но в них добавляют бактерии, дрожжи, витамины и минеральные вещества. В Великобритании выпускают более 70 ферментных препаратов. В их состав входят амилолитические ферменты и инокулянты штаммов Lac. acidophilum, Streptococcus cremoris, Str. diacetilactis. В качестве бактерий, расщепляющих полисахариды, применяют грамотрицательные бактерии Pectobacterium herbicola, Enterobacter aglomerans [68].

Другой анаэробный процесс, который используют за рубежом ? получение жидкого топлива. Целлюлозосодержащие отходы (бумажная макулатура, солома, кукурузные початки, багасса, отходы текстильной промышленности и другие отходы) подвергают ферментативному гидролизу. Ферментотивные гидролизаты целлюлозосодержащего сырья (концентрация сахаров 7-33%) в основном используют для производства этанола (гексозные моносахариды) и бутанола (пентозные моносахариды).

Ведутся работы по ферментативной изомеризации ксилозы в ксилулозу и последующего сбраживания ксилулозы совместно с глюкозой в этанол.

В аэробном процессе биоконверсии растительного сырья получают кормовой белковый продукт. При выращивании микроорганизмов на ферментолизатах отходов консервных и виноградельческих предприятий (виноградные, яблочные выжимки и т.д.) можно увеличить содержание белка в сырье до 20% [68].

Успешно было проведено культивирование дрожжей на ферментолизатах пивной дробины, шелухи хлопчатника, свекловичного жома, льняной костры, подсолнечной лузги [68].

Институтом ВНИИбиотехника предложен способ получения соломоконцентрата, заключающийся в выращивании пекарских дрожжей на ферментолизатах соломы и гузапаи [68,89]. В полученном корме содержалось 7-11,98% белка, 18,25-18,31% сырого протеина и 6-8% моносахаридов. Корм прошёл испытания на животных.

Биоконверсия крахмалсодержащего сырья. Ферментативный гидролиз зерносырья широко используют в спиртовом производстве и производстве пива. Объём исследований по ферментации микроорганизмов на фермен-толизатах крахмалсодержащего сырья с целью получения кормовых белковых продуктов ограничен.

Качество кормовых белковых продуктов зависит от используемых культур микроорганизмов, а также режима предобработки сырья. Содержание сырого протеина колеблется от 27 до 50% и белка от 21 до 34%. Наивысшие показатели (содержание сырого протеина 52%) получены при использовании бактериальных культур: Acеtobacter methylicum и Acetobacter methylovorans в смеси с S. cerevisiae (diаstaticus) ВКПМ-1218 – на пульпе ферментолизата отрубей с концентрацией а.с.в. 11% [90]. При ферментации культуры дрожжей Саndida blankii на ферментолизате зерна, полученном путём двухступенчатого ферментативного гидролиза термостабильной ?-амилазой и глюкоамилазой, сырой протеин в отсепарированной биомассе дрожжей и зерна (концентрация а.с.в. 10%) составлял 50%. Условия культивирования при этом были следующие: рН 4,5, концентрация РВ в субстрате 4%, скорость ферментации 0,25 ч-1 [91]. Авторы не представляют данных по содержанию белка в продуктах. Описанные способы биоконверсии не были проверены в промышленных условиях.