ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимальные условия культивирования из "Введение в биотехнологию" Потребность микроорганизмов в соответствующих веществах выясняют, культивируя их на синтетических средах, которые состоят из компонентов чистых веществ. Изменяя количество одного из компонентов среды и сохраняя остальные на оптимальном уровне, можно установить, какие вещества и в каких концентрациях необходимы для культивирования соответствующего микроорганизма. В лабораториях аэробные микроорганизмы культивируют в пробирках или колбах, которые помещают в специальные качалки. [c.52] Готовя синтетические среды, необходимо обеспечить полноценный комплекс минеральных веществ. Кроме калия, фосфора, магния и других элементов, которые добавляют в питательную среду в сравнительно больших количествах, иногда для нормального развития культуры необходимо незначительное количество некоторых элементов. Так, несколько микрограммов кобальта, марганца и меди на 100 г питательной среды изменяют образование витаминов группы В в биомассе дрожжей. Чтобы выяснить воздействие этих микроэлементов на рост культуры микроорганизмов и биосинтез различных веществ, опыты необходимо проводить в среде, приготовленной на бидистиллирован-ной воде из перекристаллизованных солей, при использовании посуды из особого стекла или особой пластмассы. [c.53] Так как витамины являются очень активными веществами, их концентрация в питательной среде невелика (табл. 4). Оптимальное количество витаминов и других активных веществ для определенных культур микроорганизмов варьирует в очень широких пределах. Если соответствующие микроорганизмы культивируют на твердой среде, к ней добавляют 1,5—2% агара. [c.53] В лабораториях часто применяют природные питательные среды. Для культивирования некоторых микроорганизмов используют мясной отвар в виде мясо-пептонного бульона или мясо-пептонного агара, солодовое сусло, молоко и т. п. [c.53] Большинство гетеротрофных микроорганизмов хорошо развивается на среде с дрожжевым экстрактом или автолизатом, которые добавляют к синтетической среде. [c.53] Для выращивания дрожжей, бактерий и плесневых грибов широко используют солодовое или пивное сусло, которые содержат 8—12% сахара, главным образом в виде мальтозы, декстрины, азотсодержащие, минеральные вещества, витамины и другие необходимые компоненты. Природные питательные среды готовят также из экстрактов молока, картофеля, бобов или овощей, из плодовых или ягодных соков и т. д. [c.54] В промышленности для культивирования микроорганизмов обычно применяют полусинтетические или природные субстраты. [c.54] Источником углерода часто бывает меласса, источником биологически активных веществ — кукурузный, дрожжевой экстракты и др. Дозировки этих природных продуктов в среду необходимо регулировать в соответствии с оптимальными границами концентраций наиболее важных активных веществ для данной культуры. [c.54] Если на клетки микроорганизмов воздействуют слишком высокие концентрации веществ в растворе, может произойти плазмолиз— часть воды выйдет из клеток и протоплазма отойдет от клеточной стенки. Это явление можно наблюдать в микроскоп если, например, поместить дрожжевые клетки в каплю 2— 5%-ного раствора НаС1. Большинство бактерий легко переносят 0,5—3%-ную концентрацию солей, а галофильные микроорга низмы выдерживают даже 29%-ную концентрацию. Следует отметить, что по осмотической активности 20%)-ный раствор соли эквивалентен 60%-ному раствору сахара, т. е. поваренная соль осмотически в 3 раза активней. [c.54] Информацию о влиянии некоторых веществ на рост дрожжей дает та л. 5. [c.54] Большое значение в жизни микроорганизмов имеет кислород. Для аэробных микроорганизмов он жизненно необходим, а для анаэробных является ядом. [c.55] Промежуточное положение занимают факультативно анаэробные микроорганизмы, например спиртовые дрожжи, которые нормально растут в среде без особого воздушного аэрирования. Метанокисляющие бактерии, используемые для биосинтеза витамина В12, не переносят присутствия кислорода, поэтому в начале процесса ферментации через культуральную жидкость продувают СО2 для деаэрации и перемешивания. При производстве хлебопекарных и кормовых дрожжей среду интенсивно аэрируют, продувая за 1 мин через каждую единицу объема среды 1—2 ед. объема воздуха, причем последний должен быть тонко диспергирован в среде. В среднем можно считать, что в аэробных условиях при окислении глюкозы до СО2 на каждый грамм глюкозы нужен 1 г кислорода. [c.55] Потребление кислорода в среде зависит от концентрации клеток. Чем она выше, тем больше требуется кислорода. Выбирая режим аэрации, надо обеспечить такую скорость растворения кислорода, которая полностью соответствовала бы его расходу. [c.55] Обеспечивая культуру аэробных микроорганизмов кислородом, надо добиться его максимального растворения в среде. Как известно, при давлении 0,1 МПа (1 кгс/см ) и температуре 30°С в 1 л дистиллированной воды максимально возможное количество растворенного кислорода равно 7,54 мг. [c.55] Ку — константа скорости растворения кислорода или коэффициент массо-обмена коэффициент адсорбции, сульфитное число, Моль О2/(л-мин) при давлении 0,1 МПа [на практике широко применяют кг 02/(м -ч) или мг 02/(л-мин)]. [c.55] Остаточное количество сульфита оттитровывают йодом. [c.55] Где А С — разность концентрации сульфита за время t в 5-миллилитровом образце. [c.56] Сульфитное число характеризует систему аэрации и интенсивность растворения кислорода. Коэффициент массообмена кислорода Kv зависит от мощности мешалки, объема жидкости в аппарате, количества воздуха, подаваемого к мешалке, а также от частоты вращения мешалки, ее размеров и формы. Концентрацию растворенного кислорода в среде можно определить полярографически. [c.56] Условия питательной среды характеризует окислительновосстановительный потенциал, выраженный в милливольтах или чаще отрицательным логарифмом давления молекулярного водорода гНз. Для анаэробных микроорганизмов наивысшее значение гНз равно 12, наименьшее — 0. Для аэробных микроорганизмов, например для видов Azotoba ter, гНа равно 29,6, для дрожжей—10—30. За время роста аэробных микроорганизмов редокс-потенциал уменьшается, так как потребляется кислород и в среде накапливаются восстановленные продукты. [c.56] Большинство используемых в промышленности микроорганизмов по отношению к температуре являются мезофилами их развитие происходит при 25—37°С. Психрофильные микроорганизмы растут в интервале О—15°С, а термофильные — в интервале 55—75 С. Все перечисленные группы имеют промежуточные формы. Обычно при повышении температуры процессы биосинтеза интенсифицируются, если это повышение не ингибирует определяющие биосинтез ферменты. Для биосинтетических процессов желательно использовать термофильные микроорганизмы. Большинство вегетативных микроорганизмов гибнет при температуре 70°С за 1—5 мин. [c.56] Вернуться к основной статье