112
ców spożywczych dla bezpośredniej konsumpcji przez ludzi. W wielu krajach nie ma warunków do hodowli soi. Przemysłowa hodowla .mikroorganizmów w tych krajach pozwala na zmniejszenie uzależnienia hodowli zwierzęcej od importu pasz.
Zalety przemysłowej produkcji białek w porównaniu z metodami tradycyjnymi to:
- szybszy przyrost biomasy mikroorganizmów w porównaniu z roślinami; w tablicy 10.1 zestawiono porównanie czasu podwajania masy różnych organizmów, będących surowcami dla przemysłu spożywczego,
- wyższa zawartość białek (ok. 40-80% w suchej masie); w tablicy 10.2 przedstawiono porównanie zawartości białek w różnych surowcach naturalnych,
- szerszy wachlarz utylizowanych surowców, często odpadowych,
- wysoka wydajność i zajmowanie malej przestrzeni przez instalacje produkcyjne,
- niezależność od zmian pogody, klimatu oraz sezonowości,
- możliwość wzbogacania pożywienia w aminokwasy egzogenne (walina, leucyna, izoleucyna, fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan, lizyna, metionina i treonina), które występują często w niedomiarze w produktach roślinnych.
Tablica 10!
Porównanie szybkości przyrostu biomasy różnych organizmów
Organizm |
Czas podwajania biomasy |
Bakterie |
1-7 h |
Glony |
6 h-50 h |
Trawy |
1-2 tygodnie |
Kura |
3-4 tygodnie |
Świnia |
4-6 tygodni |
Tablica 10.2
Zawartość białek w różnych produktach naturalnych
Surowiec |
Zawartość białek |
Grzyby mikroskopowe |
31-50 % |
Mikroalgi |
47-63 % |
Drożdże |
47-53 % |
Bakterie |
72-78 % |
Mleko |
22-25 % |
Wołowina |
81-90 % |
Jaja |
31-38 % |
Ryż |
8-9 % |
Mąka pszenna |
10-14 % |
Kukurydza |
7-9 % |
Należy również pamiętać, iż biomasa mikroorganizmów stanowi nic tylko cenne źródło białek, ale również innych substancji biologicznych, np. witamin. Te zastosowania zostaną omówione przy okazji zapisywania innych technologii. Obecnie zajmiemy się wyłącznie biomasą jako głównym (lub jedynym) produktem procesu technologicznego.
Głównym surowcem dla produkcji biomasy jest substrat stanowiący źródło węgla. Surowiec ten jest zwykle zarówno źródłem węgla, jak i energii. Koszty tego surowca wywierają decydujący wpływ na koszty produkcji.
Surowce możemy podzielić na dwie główne grupy: proste surowce chemiczne (metan, etanol, kwas octowy, parafiny) i złożone surowce organiczne (zwykle organiczne odpady z przemysłu spożywczego, rolnictwa, leśnictwa i przemysłu rybnego).
W tablicy !0.3. zestawiono podstawowe surowce węglowe używane w produkcji biomasy mikroorganizmów.
Tablica 10.3
Surowce do produkcji biomasy
Surowico |
Źródło |
C-l metan |
gaz naturalny, węgiel kamienny, gazyfikacja drewna, procesy dygestii |
C-l metanol |
gaz syntezowy (CO,+11) |
C-2 etanol, kw. octowy |
etylen, fermentacja etanolowa |
C-5 pentozy |
cukier drzewny, lug posiarczynowy |
C-6 hexo/.y |
cukier trzcinowy, cukier buraczany, syrop glukozowy, skrobia |
C-12 dwusacharyriy |
melasy, sok trzcinowy, sok buraczany, serwatka |
C-10...C-23 parafiny |
ropa (gas-oil) |
Polisacharydy: skrobia, celuloza |
zboża, ziemniaki, maniok (cassava), drewno, słoma, wy- |
tłoki trzciny cukrowej (bagasse) |
Najczęściej jako źródło azotu używane są sole amonowe. Są one tanie i dostępne. Ponadto źródłem azotu mogą być: azotany (niektóre mikroorganizmy potrafią redukować je do amoniaku) oraz mocznik. Inne substancje wykorzysty-