Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях

Ефективні біотехнологічні процеси на основі ферментативного каталізу використовуються усе ширше в різних сферах людської діяльності, у тому числі і в біоенергетиці. Основним завданням інженерної ензимології є конструювання біоорганічних каталізаторів із заданими властивостями на основі ферментів або ферментних комплексів і розробка на їх базі різних ефективних і екологічно чистих биотехнологических процесів. Висока субстратна специфічність ферментативного каталізу та унікальна здатність прискорювати реакції в десятки й сотні разів в умовах нормального тиску й фізіологічних температур дозволяють одержувати високі виходи продуктів і створювати практично безвідхідні біотехнологічні процеси, що не забруднюють навколишнє середовище.

Наприклад, жоден з варіантів технологій одержання біоетанолу не може бути реалізований без застосування стадії ферментативного гідролізу (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Використання продуктів мікробного синтезу (ферментів) у технологіях одержання рідких видів біопалив на основі відходів виробництв.

Найбільш широке застосування у біоенергетиці одержали мікробні гідролази, які взаємодіють за участю води з глікозидами, пептидами та іншими з'єднаннями. Серед гідролаз – глікозидази (зокрема, амілази, галактозидаза та целюлази), пектинази, протеїнази, ліпази.

Глікозидази каталізують гідроліз глікозидних з'єднань. Так, крохмаль гідролізують амілази, продуцентами яких є різні мікроорганізми (Bacіllus, Aspergіllus); целюлолітичні ферменти, які є складним комплексом активних білків, що впливає на різні ділянки молекули целюлози, синтезуються бактеріями роду Clostrіdіumта різними міцеліальними грибами (Trichoderma, Aspergіllus та ін.) Продуцентами ліпаз, що здійснюють гідроліз триацилглицеролов з утворенням жирних кислот і гліцерину, є різні мікроорганізми (Aspergіllus, Mucor, Rhіzopus, Geotrіchum, Candіda).