Биомасса из метанола

Когда мировая и отечественная наука пришла к выводу о возможности получения белка одноклеточных (БО) с помощью выращивания микробов на таком субстрате, как углеводороды, в Советском Союзе, обладавшем огромными и дешевыми ресурсами нефти и газа, работы на этом направлении получили приоритетное значение. Биотехнологии стали уделять большое внимание, потому что внедрение ее достижений в народное хозяйство несло кардинальное решение проблем кормового обеспечения животноводства, создания уникальных аминокислот, витаминов для медицины, обеспечивало приоритет страны в международном разделении труда...

Необходимо заметить, что микробные клетки сами по себе служить конечным продуктом производственного процесса не могут. В промышленном масштабе получают два основных типа микроорганизмов: дрожжи, необходимые для хлебопечения, и одноклеточные микроорганизмы, используемые как источник белков, которые можно добавлять в пищу человека и животных. И если пекарские дрожжи выращивали в больших количествах с начала XX века, то создание технологии производства микробной биомассы как источника пищевых белков, в силу специфики и сложности процесса взаимодействия микроорганизмов с нефтью, газом и другими субстанциями, оказалось достаточно длительным делом.

Однако, благодаря вниманию со стороны государства, в СССР подобные разработки велись очень интенсивно и настолько успешно, что в 70-х гг. прошлого века правительство приняло решение о разработке технологического процесса промышленного производства кормового белка на основе углеводородов нефти и газа. Был организован специализированный Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (ВНИИсинтезбелок), и вскоре российские ученые создали процесс получения белка из углеводородов нефти. Началось строительство заводов, быстро вставала на ноги первая в мире микробиологическая отрасль. И уже к концу 80-х гг. ее предприятия достигли суммарной производительности продукта из черного золота 2 млн. т/год. СССР не только обеспечивал белком свое сельское хозяйство, но и мог продавать его за границу. Одновременно разрабатывались способы производства белка из газа и спиртов. Технологическим триумфом в этой области стало получение добавляемого в корм скоту продукта из высушенной микробной биомассы, выращенной на метаноле.

Процесс получения микробной биомассы на основе метанола, а также метанола-сырца разрабатывался во ВНИИсинтезбелок лабораторией под руководством Петра Николаевича Фишера, совместно с коллегами из ГДР. И на Щекинском «Азоте», имевшем отличное производство метанола из природного газа, была смонтирована опытная установка технологического процесса получения микробной биомассы (дрожжей и бактерий) из данного продукта. Она имела ферментеры объемом до м3 и производительность 20-30 т биомассы в год. Ставилась задача: четко отработать технологический процесс и выявить, насколько корм из метанола безопасен для скота.

Метанол – не этанол, он «нравится» не всем микроорганизмам, а только «избранным». Были получены бактериальные штаммы, которые росли при низких значениях (4-5) pH. Для осуществления процесса использовался сжатый воздух и кислород. Проведение одного непрерывного цикла занимало примерно месяц. Путем подбора параметров были найдены оптимальные условия проведения такого процесса. При строгом соблюдении этих условий процесс шел очень стабильно и показал себя более надежным и эффективным по сравнению с процессом получения дрожжевой биомассы. Для выращивания микроорганизмов он требовал асептических, а не строго стерильных условий. В то время как при получении дрожжевой биомассы, она на стадии ферментации заражалась спонтанными бактериями, что влияло на ход процесса и качество готового продукта. На основании длительных опытов были разработаны технологические регламенты не только для экспериментальных, но и для опытных и опытно-промышленных установок.

В Светлом Яре (Волгоградская область) на заводе БВК были проведены испытания процесса получения белка одноклеточных на основе метанола в условиях полупромышленного ферментера объемом 60 м3. Результаты предвосхитили самые смелые ожидания исследователей: 100%-ое совпадение по всем параметрам процесса, заложенным в разработанном регламенте. Белок получался высококачественным, богатым аминокислотами, витаминами группы В, причем высокой концентрации. В бактериальной культуре находился такой редкий витамин, как В12. Важно и то, что с экологической точки зрения процесс получения биомассы из метанола абсолютно безвреден.

К сожалению это направление не получило развития, произошла перестройка, работу установки под Волгоградом, как и в Щекино, остановили; специалисты разошлись кто куда, качественную нержавейку продали. А вскоре и все заводы по получению БО были бездумно демонтированы, что положило конец короткому, но бурному и яркому взлету звезды российской промышленности – микробиологической отрасли. Однако остались все технологии, материалы, документы, штаммы микроорганизмов, регламенты.

За прошедшие после распада СССР годы ситуация в сельском хозяйстве не улучшилась, корма для животноводства по-прежнему закупаются чуть ли не в Латинской Америке. Безусловно, такой огромной стране, как Россия, нельзя зависеть от импортных источников – необходима своя кормовая животноводческая база. В Европе, Канаде и других странах полным ходом ведутся работы в этом направлении, и нашей стране видимо придется возвращаться к утерянным позициям. Перспективы Росси