3.3.Биологические методы конверсии растительного сырья

К биологическим методам конверсии растительного сырья относят ферментативный гидролиз и микробиологическую ферментацию. Микробиологические ферментационные процессы можно разделить на анаэробные и аэробные.

К анаэробным процессам относятся все процессы брожения (спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое, метановое).

Аэробные процессы ? это процессы выращивания микроорганизмов в присутствии кислорода воздуха с целью получения биомассы (биосинтез белка) или продуктов метаболизма, которые находятся в клетках или вне клеток микроорганизмов.

Все ферментационные процессы также можно разделить в зависимости от физического состояния питательного субстрата. Питательный субстрат из растительного сырья может быть в виде суспензии или в виде осветлённого раствора. При выращивании микроорганизмов с целью получения белка на неосветлённом субстрате получают углеводно-белковый продукт, на осветлённом ? биомассу микроорганизмов.

Как правило, процессы культивирования микроорганизмов на твёрдых и суспензионных субстратах можно осуществить несколькими путями:

1. поверхностным или глубинным культивированием микроорганизмов, образующих ферментные системы, катализирующие расщепление целлюлозы, гемицеллюлоз, пектина и лигнина и хорошо растущих на лигноцеллюлозных материалах ? процессы прямой биоконверсии;
2. культивированием микроорганизмов после ферментативной обработки растительных отходов или при совместном использовании ферментов и микроорганизмов;
3. выращиванием микроорганизмов на целлюлозо- и гемицеллюлозосодержащих отходах после их предварительной химической обработки (щёлочью, кислотой или солями), при которой разрушается лигноуглеводный комплекс, аморфизируется целлюлоза.

Первые два пути широко используются в производстве белка и других биологически активных веществ. Третий путь, возможно использовать только в технологических схемах, где предусматривается разделение целевых продуктов микробиологического синтеза и питательного субстрата, так как иначе используемые химические катализаторы гидролиза полисахаридов растительных отходов будут входить в состав продуктов и ухудшать их качество.

Осветлёнными субстратами в промышленном производстве являются нейтрализованные осветлённые сернокислотные гидролизаты растительного сырья и сульфитные шелока. Их используют в производстве этилового спирта и кормовых дрожжей.