Биотехнологи Пермского Политеха предложили утилизировать отходы производства эфиров жирных кислот с помощью «живучих» бактерий Yarrowia lipolytica.
Микроорганизмы используют глицерин как источник питания и выделяют лимонную кислоту. Ее можно применять в производстве продуктов питания, лекарственных препаратов, бытовой химии и косметики.
Результаты исследования биотехнологи представили в сборнике материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022).
"Глицерин образуется в результате переработки масел и жиров в эфиры жирных кислот. На каждые 10 кг эфиров получают 1 кг глицерина. Его можно утилизировать, получая ценные продукты, но процесс очистки глицерина требует дополнительных финансовых и энергетических затрат. Этого можно избежать, если перерабатывать неочищенные отходы с помощью микроорганизмов. Глицерин становится для них ценным источником питания. Чтобы не помешать росту бактерий, из отходов необходимо удалять спирт", – рассказывает одна из разработчиков, студентка кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха Ирина Пирожкова.
Лимонную кислоту сейчас производят из мелассы – сахаросодержащего сырья, используя штаммы гриба Aspergillus niger. Технология пермских ученых позволит получать ее из отходов, сэкономив ценные ресурсы. Использование микроорганизмов поможет снизить энергозатраты, не проводя очистку глицерина, и обеспечить экологичность.
В качестве «производителей» лимонной кислоты биотехнологи Пермского Политеха предложили применять дрожжи Yarrowia lipolytica. Бактерии безопасны для человека и окружающей среды, устойчивы к агрессивным примесям и быстро растут в среде с промышленными отходами. Ученые выявили оптимальную концентрацию глицерина в качестве питательной среды для бактерий. Для этого они провели культивирование дрожжей в средах с содержанием вещества от 0,5 до 5 %. Скорость роста микроорганизмов оказалась наиболее высокой при концентрации глицерина 1-1,5 %.
"Чтобы выяснить, насколько эффективно дрожжи перерабатывают глицерин, мы провели эксперимент. В колбу добавили 100 мл среды с концентрацией глицерина 1,5 %. Затем внесли 100 мкл бактерий и культивировали их в течение 7 суток при температуре 32 °C, постоянно перемешивая. В результате количество дрожжей выросло, а концентрация глицерина уменьшилась и составила 0,033 %. Лимонная кислота образовалась на 6-7-е сутки", – отмечает научный руководитель разработчицы, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат технических наук Ирина Пермякова.
Переработка глицерина в полезные продукты позволит повысить доходы от производства эфиров жирных кислот. Технология соответствует принципам экономики замкнутого цикла, отмечают ученые.
