Побочные продукты – биотехнологическое сырье

Одной из главных задач биотехнологии является максимальное использование огромных объемов органических отходов, повсеместно образующихся в мировом производстве. Биотехнологическая утилизация этих отходов, во-первых, обеспечит удаление источников загрязнения (например, сточных вод), а во-вторых, обусловит превращение этих отходов в полезные целевые продукты. Продукты отходов играют важную роль в экономике и в состоянии окружающей среды. Так, многие побочные материалы пищевой промышленности оказываются экономическималозначащимии часто выбрасываются в магистральные водные системы, обусловливая мощное загрязнение внешней среды. Поэтому кажется весьма привлекательным разработать технологии их утилизации в качестве биотехнологического сырья, с извлечением двойной выгоды.

Каждый загрязняющий материал должен быть оценен относительно его пригодности для биотехнологических процессов. Только в том случае, 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.

Двумя широко распространенными видами отходов, которые нашли уже сейчас применение в биотехнологических процессах в качестве сырья для ферментации, являются меласса (черная патока) и молочная сыворотка. Меласса представляет собой побочный продукт, появляющийся при производстве сахара, и содержит до 50% сахаров. Меласса широко используется как питательный субстрат для ферментационных процессов в производстве антибиотиков, органических кислот и коммерческих дрожжейдля хлебопечения; помимо этого, она используется в чистом виде в качестве добавки в корма животным. Ситуация в данный момент такова, что спрос на мелассу значительно превышает имеющиеся ресурсы. Сыворотка, получаемая при производстве сыра, также может быть использована в качестве питательного субстрата для ферментации.

Более сложные продукты отхода, такие, как солома и жом (отход сахарного производства), также имеющиеся в больших количествах и во многих местах, по мере улучшения процессов расщепления лигноцеллюлозных соединений все больше находят применение в биотехнологических производствах.

Наибольшую часть продуктов отхода составляют отбросы животноводства (испражнения, моча), затем сельскохозяйственные отходы, отходы пищевой промышленности и, наконец, отбросы домашнего хозяйства. Утилизация многих компонентов отходов, в частности животного происхождения, не представляет серьезной проблемы при традиционном ведении сельского хозяйства. Это хорошо демонстрируется на примере Китая, где рециклизация путем компостирования отходов животноводства практикуется с давних пор. Однако при интенсивном животноводстве (особенно при широкомасштабном) возникают порой весьма трудно разрешимые осложнения.

Химические и нефтехимические субстраты

С развитием биотехнологических процессов в коммерческих масштабах для производства одноклеточного белка (SCP), а также ряда других органических продуктов многие питательные вещества

химического и нефтехимического происхождения приобретают важную роль в качестве питательных субстратов для ферментации. Их преимущество состоит в том, что они имеются в больших количествах и практически одинакового качества в различных странах мира. Например, природный газ или нефтяной газ, метанол и этанол.