Cтраница 3
При анализе роста культур в биотехнологических процессах необходимо учитывать остаточную концентрацию питательных веществ ( субстратов), конкурентоспособность микроорганизмов и особенности их роста на смешанных углеродных энергетических субстратах. Первый из этих факторов имеет два важных аспекта. Один из них экономический, связанный с полнотой использования субстрата; второй касается качества продукта, еп чистоты и нетоксичности, поскольку остатки субстрата попадают в конечный продукт. Полнота использования субстрата, который является лимитирующим в периодической или непрерывной культуре, определяется сродством к нему данных микроорганизмов. [31]
Существуют также мутанты, образующие ксантаны, лишенные остатков пирувата или ацетильных групп, а в остальном имеющие неизмененную углеводную структуру и более низкую вязкость. Однако отбор таких мутантов затруднен тем, что модифицированные продукты часто неотличимы от исходных полисахаридов, хотя колонии и могут различаться по внешнему виду и иметь тенденцию к прикреплению к поверхности культуральной среды. Другие способы решения данной проблемы предусматривают выращивание бактерий дикого типа в присутствии ингибиторов ацилирования или при недостатке калия либо магния. Длина дол-имерных цепей иногда зависит от условий роста. Наприм-ер; В: непрерывных культурах Xanthomonas jtiglandts при М алом разведении образуются более длинные неразветвленные молекулы. [32]
В связи со всем сказанным выше важно отметить, что многие культуральные среды, применяющиеся в промышленных биотехнологических процессах, представляют собой сложные смеси субстратов и их состав влияет на производительность процесса. В непрерывных проточных системах компоненты смеси могут потребляться одновременно, даже если в периодической культуре того же микроорганизма они использовались последовательно. Особый интерес представляет следующее наблюдение, сделанное на хемостатной культуре. Оказалось, что в двухкомпонентной смеси субстратов критическая скорость разбавления для полного использования того компонента, который обеспечивает более медленный рост периодической культуры, может значительно превышать нормальную скорость вымывания. Кроме того, применяя двухкомпонентные смеси субстратов в непрерывной культуре, можно контролировать поступление углерода в те или иные метаболические пути, изменяя состав субстратной смеси или условия протекания процесса, и регулировать тем самым количество образующейся энергии или какого-либо продукта. [33]
Источником альгинатов издавна служили морские водоросли например, Laminaria spp. Среди бактерий близкие к альгинату гете-рополисахариды образуют из D-маннуроновой и L-глюкуроно-вой кислот Pseudomonas aeruginosa и Azotobacter vinelandii. Этот процесс осуществляют в промышленном масштабе, выращивая Azotobacter в условиях избытка углерода. Микробный альгинат отличается от соответствующего продукта из водорослей наличием О-ацетильных групп, связанных с остатками D-маннуроновой кислоты. Например, при низком содержании фосфата образуется в основном высокомолекулярный полимер с хорошим выходом, а при разной концентрации ионов кальция можно получать разное соотношение между маннуроновой и галактуроновой кислотами; это соотношение в свою очередь влияет на эпимеризацию одной кислоты в другую. Было изучено также образование микробного альгината в непрерывной культуре, где его выход при выращивании на сахарозе увеличивается до 50 % по сравнению с 25 % в ферментере. При высокой интенсивности дыхания могут происходить большие потери углеродного субстрата вследствие его превращения в угледисльш газ. Максимальная скорость синтеза полисахарида в непрерывной культуре была достигнута при недостатке в среде молибдена. При ограниченном содержании фосфора и низкой плотности клеток в культурах Azotobacter vinelandii происходит дополнительная потеря углерода из-за синтеза поли-0 - гидроксибутирата. [34]
При использовании больших объемов среды культуру перемешивают, чтобы предотвратить оседание клеток. Для этой цели применяют механические встряхиватели или магнитные мешалки. Кроме того, пропускают стерильный воздух через среду, чтобы обеспечить поддержание оптимальной концентрации кислорода по всей среде. Для фильтрации воздуха и его стерилизации используют имеющиеся в продаже фильтры либо фильтры из стеклянной или неабсорбирующей хлопковой ваты. Воздух поступает через распылитель - устройство с множеством маленьких отверстий, позволяющее получать идеальные пузырьки. Его крепят на конце трубки, идущей ко дну сосуда с культурой. Жидкие культуры можно выращивать в виде периодических культур или непрерывных культур ( разд. [35]
Источником альгинатов издавна служили морские водоросли например, Laminaria spp. Среди бактерий близкие к альгинату гете-рополисахариды образуют из D-маннуроновой и L-глюкуроно-вой кислот Pseudomonas aeruginosa и Azotobacter vinelandii. Этот процесс осуществляют в промышленном масштабе, выращивая Azotobacter в условиях избытка углерода. Микробный альгинат отличается от соответствующего продукта из водорослей наличием О-ацетильных групп, связанных с остатками D-маннуроновой кислоты. Например, при низком содержании фосфата образуется в основном высокомолекулярный полимер с хорошим выходом, а при разной концентрации ионов кальция можно получать разное соотношение между маннуроновой и галактуроновой кислотами; это соотношение в свою очередь влияет на эпимеризацию одной кислоты в другую. Было изучено также образование микробного альгината в непрерывной культуре, где его выход при выращивании на сахарозе увеличивается до 50 % по сравнению с 25 % в ферментере. При высокой интенсивности дыхания могут происходить большие потери углеродного субстрата вследствие его превращения в угледисльш газ. Максимальная скорость синтеза полисахарида в непрерывной культуре была достигнута при недостатке в среде молибдена. При ограниченном содержании фосфора и низкой плотности клеток в культурах Azotobacter vinelandii происходит дополнительная потеря углерода из-за синтеза поли-0 - гидроксибутирата. [36]