Прутин в биотехнологии. Биоинтез прутина как белок одноклеточных.
В 1980 г. компания ICI пустила в строй огромный ферментер (емкость 1500 м3, высота 60 м) в Билленгеме на северо-востоке Англии. Строительство обошлось фирме в 40 млн. фунтов стерлингов. Производственный потенциал составлял 70 000 т белка одноклеточных ежегодно. Для культивирования использовали бактерию Methylophilus methylotrophus, для которой источником углерода и энергии служил дешевый и легко доступный метанол. Процесс происходил в аэробных условиях. В суммарное уравнение процесса входят необходимые сырые материалы и образующиеся продукты:
Двуокись углерода, которая являлась отходом производства, закачивали в баллоны и продавали.
При поиске подходящей бактерии руководствовались тем, что она должна иметь высокую скорость роста и использовать относительно дешевый источник углерода и энергии, быть термоустойчивой, поскольку в процессе ферментации выделяется тепло, непатогенной для любых других организмов и иметь высокое содержание белка на единицу сухой массы.
Выбранная бактерия М. methylotrophus имела время генерации (время удвоения) 2—5 ч. Азот вносили в виде солей аммония; кроме того, требовались дополнительные минеральные добавки: фосфор, кальций и калий. Метанол получали из природного газа в той же самой промышленной зоне Биллингема, причем он не содержал вредных побочных продуктов. За температурой внимательно следили и поддерживали ее в пределах 30—40 °С; рН составлял 6,7. Ферментер мог работать непрерывно в течение нескольких месяцев.
Производство прутина является классическим примером непрерывного культивирования. Основные принципы его производства те же, что описаны в нашей статье. Ферментер был высоким и узким, что облегчало аэрацию и охлаждение. Он имел уникальную систему подачи воздуха для аэрации среды. Сжатый воздух поступал со дна ферментера, и поднимающиеся пузырьки перемешивали содержимое (лучше, чем при использовании распылителей). Ежемесячно производилось 6 000 т белка. Из 2 т метанола получалась 1 т высушенного прутина, который содержал 72% белка и 8% влаги. Он был обогащен незаменимыми аминокислотами и витаминами и был в два раза питательнее, чем мука соевых бобов. Прутин использовали в качестве корма для животных.
Поскольку культивирование было непрерывным, бактерии собирали постоянно, как только они достигали максимальной скорости роста (экспоненциальный рост). Часть содержимого удаляли из ферментера, обрабатывали реагентом, который способствует слипанию бактерий, и затем центрифугировали. Выделенные клетки высушивали путем распыления, а полезные компоненты надосадочной жидкости возвращали в ферментер. После высушивания бактериальные клетки измельчали, чтобы они лучше усваивались и перед упаковкой корректировали рН и минеральный состав.
