Альгінат натрію як основа для іммобілізації та концентрування бактерій роду Clostridium

Abstract

Одним із пріоритетних напрямків розвитку технології біопалив є отримання біобутилового спирту. Основною проблемою при отриманні цього біопалива є токсичність кінцевих продуктів для самих мікроорганізмів, що обмежує можливості його мікробного синтезу. Сьогодні використовуються різні підходи для розв’язання цієї проблеми та інтенсифікації процесу АБЕ- ферментації. Зокрема, за рахунок пошуку нових надактивних штамів бактерій-продуцентів, отриманих методами генної інженерії, а також за рахунок оптимізації виробництва, через використання більш досконалих систем накопичення і відведення кінцевих продуктів. У статті визначено технологічні параметри іммобілізації мікроорганізмів у «решітку» альгінатного гелю (біодеградація альгінату кальцію штамами мікроорганізмів). Підібрано співвідношення концентрацій альгінату натрію та хлориду кальцію для оптимізації складу гранул. Досліджено основні властивості іммобілізованих мікроорганізмів (встановлення часу початку бродіння, титру клітин в альгінатних гранулах, кількість спожитої глюкози та синтезованого бутанолу), що входять до складу комплексного активатора ацетоно-бутилового бродіння (КААББ). Встановлено, що мінімальна концентрація альгінату натрію для гелеутворення та наступної іммобілізації мікроорганізмів становить 20 г/л, а концентрація солей кальцію має бути не менша ніж 5 г/л. Оптимальний розмір вологих гранул як ефективної форми випуску активатора бродіння має становити 1,5—2 мм. Загальна втрата життєздатних клітин КУО від культуральноїрідини до отримання сухого гранульованого препарату становить близько 20—25%. При зброджуванні глюкози методом дробного внесення КААББ було досягнуто отримання 14,2 г/л біобутанолу за 42 год.