Питательные среды для синтеза витаминов

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Питательная среда для синтеза витамина В₁₂. В зависимости от используемого продуцента меняется и состав питательной среды. Так, достаточно высокое накопление витамина было получено при культивировании штаммов Propionibacterium shermanii и Pseudomonas denitrificans. В производстве чаще всего используют культуру пропионобактерий, которые позволяют накапливать в культуральной жидкости до 60 мг/л витамина. Бактерии культивируют с аэрацией или с интенсивным перемешиванием в периодических условиях в среде следующего состава:

- свеклосахарная меласса, % - 10;

- дрожжевой экстракт, % - 0, 02;

- (NH₄)₂HPO₄, % - 0, 05;

- MgSO₄, % - 0, 03;

- MnSO₄, % - 0, 002;

- CoNO₃, % - 0, 00188;

- 5, 6-диметилбензимидазол, % - 0, 00025;

- ZnSO₄, % - 0, 0002;

- Na₂MoO₃, % - 0, 0005.

Активная кислотность питательной среды поддерживается в пределах 7, 4. Инкубирование осуществляется при 29º С в течение 90 часов.

Питательная среда для синтеза витамина В₂ (рибофлавина). Продуценты витамина подразделяются на сильные, умеренные и слабые. В производстве из культур, относящихся к первому виду, наиболее широко применяются Eremothecium ashbyii и Ashbya gossypii, способные синтезировать от 2, 5 до 6, 5 г/л рибофлавина в среде следующего состава:

- кукурузный экстракт, % - 2, 25;

-пептон, % - 3, 5;

- соевое масло, % - 4, 5.

Стимуляцию синтеза рекомендуется производить путем добавления различных пептонов, глицина, барды после отгонки спирта или дрожжевого экстракта. Следует отметить, что соевое масло в состав среды вносят в основном в качестве антивспенивателя, так как процесс культивирования необходимо сопровождать интенсивной аэрацией. рН среды составляет 7, 0, продолжительность ферментации 7 суток при температуре 28º С.

Питательная среда для синтеза витамина С (аскорбиновой кислоты). Для синтеза витамина С в основном используется Acetobacter xylinum, несколько реже Aspergillus suboxydans. Питательная среда для данных культур состоит в основном из сорбита (10-20%), в качестве источника азота добавляют кукурузный экстракт (0, 1-0, 3%). Для стабилизации рН в среду добавляют мел. Культивирование проводят при температуре 30-35º С в течение 24 часов при интенсивной аэрации. Замечено, что при замене атмосферного воздуха кислородом интенсивность ферментации повышается.

Регулирование компонентного состава биологических жидкостей с помощью биомембранных технологий. Как отмечалось, в пищевой биотехнологии создан теоретический фундамент и накоплен значительный практический опыт по максимальному использованию всех компонентов растительного и животного сырья при конструировании новых форм продуктов питания, кормов для сельскохозяйственных животных и технических полуфабрикатов. Содержательная часть термина «биомембранная технология» применительно к переработке сельскохозяйственного сырья сформулированы и развиты в работах академиков В.Н. Голубева и Н.Н.Липатова. Схематично процесс переработки сырья можно представить в виде концепции, согласно которой на первом этапе пищевой биотехнологии вырабатывается основной продукт по классической технологии, например высокобелковые молочные продукты. На втором этапе переработки, причем более глубокой, подвергается новый вид сырья - сыворотка, из которой извлекается целый комплекс биологически полноценных компонентов молока: сывороточные белки, лактоза, лактулоза и ряд других. На третьем этапе извлеченные компоненты вновь вовлекаются в сферу производства с целью получения новых видов комбинированных продуктов питания. Причем последние имеют, как правило, более выраженные диетические и лечебно-профилактические свойства, так как их компонентный состав строго оптимизирован.

Наиболее глубокому фракционированию вторичное молочное сырье подвергается на втором этапе, когда его требуется разделить на белковую, углеводную и минеральную составляющие. Фактическим неиспользуемым отходом при этом остается вода и незначительная часть минеральных солей. Наряду с решением важной народнохозяйственной задачи по вовлечению в пищевой рацион населения дополнительных источников сырья снимается экологическая проблема по утилизации белоксодержащих отходов производства.

Использование мембранных методов при обработке биологических жидкостей позволяет, как отмечалось выше, осуществлять их глубокое фракционирование по компонентному составу с образованием двух новых растворов. В этом заключается принципиальное отличие мембранных методов от обычной фильтрации, при которой, как правило, образуется твердый осадок. Так, применение ультрафильтрации, способствует разделению исходной системы на две, в одной их которых находятся высокомолекулярные соединения, в частности - белки, а также микробные клетки, во второй - растворенные низкомолекулярные соединения, основном минеральные вещества.

В зависимости от типа применяемых мембран имеется реальная техническая возможность концентрирования сложных растворов с образованием в качестве пермеата чистой воды. Этот процесс весьма энергоемкий и применяется ограниченно, в основном при проведении научных исследований. Таким образом, принципиально не отличаясь, мембранные методы условно подразделяются на микро-, ультра-, нанофильтрацию и обратный осмос.

Заслуживает внимания способ переработки жидкостей электродиализом, где фракционирование осуществляется через ионоселективные мембраны под действием постоянного тока. Первоначально данный электромембранный процесс применялся для опреснения соленой воды в условиях, где питьевая вода отсутствовала или ее доставка являлась экономически нецелесообразной. В дальнейшем, по мере изучения возможностей электродиализа, сфера его применения существенно расширилась, включая различные направления пищевой биотехнологии, где необходимо целевое направленное регулирование компонентного состава системы для придания ей заданных свойств. Особенно эффективно при электродиализной обработке удаляются катионы одновалентных металлов и органические кислоты с низким молекулярным весом. Комбинирование ультрафильтрации и электродиализа существенно расширяет диапазон возможностей обоих методов. Такой технологический прием получил название каскадного. За рубежом созданы и эксплуатируются электродиализные установки, имеющие в одном пакете одновременно ультрафильтрационные и ионоселективные мембраны.

В микробиологической промышленности из мембранных методов нашла применение в основном ультрафильтрация и ее аналоги, используемые для концентрирования микробных клеток живых культур и так называемой «холодной стерилизации» компонентов сыворотки крови, а также для получения нативных альбуминовых, глобулиновых и специфических белковых ингредиентов питательных сред и других биологических растворов.

Имеется информация о применении мембранных и других специальных методов для фракционирования биологических растворов. Так, с помощью DEAE-целлюлозы удалось выделить РНК-лигазу в количествах достаточных для проведения научных исследований. Положительные результаты получены при извлечении инвертазы с помощью ультрафильтрационных мембран типа Рипор путем 15-20-кратного концентрирования культуральной жидкости. Разработана технология и установка для препаративного выделения ДНК путем фракционирования в гелях агарозы или полиакриламида. Модификация этой установки позволяет осуществлять фракционирование биологических объектов в потоке под воздействием электрического поля в потоке циркулирующего буферного раствора. Однако эти приборы предназначены для проведения лабораторных исследований ввиду их незначительной производительности и невозможности в данной связи использования в производстве. Развитие данного направления в связи с созданием мембран нового поколения позволило разработать конструкцию электродиализной установки, которая в различных модификациях нашла применение в различных сферах промышленности, в частности пищевой биотехнологии. Возможности электродиализа, несмотря на определенный научный и практический интерес, в биологической промышленности до сегодняшнего дня используются крайне недостаточно, несмотря на то, что с помощью данного электромембранного метода имеется реальная возможность целевого и направленного регулирования физико - химических свойств и состава питательных сред без применения химических соединений и реагентов, в частности кислот и щелочей, для корректировки активной и титруемой кислотности, целевого и направленного регулирования компонентного состава и других, не менее важных параметров жидких биологических систем. Это в свою очередь позволяет устанавливать величины осмотического давления, окислительно-восстановительного потенциала в заданных, оптимальных для развития микроорганизмов пределах.

Лабораторная работа №1

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒