4.2 Розрахунок складу поживного середовища

Скласти базове поживне середовище для вирощування Lactobacіllus delbrueckіі – продуцента молочної кислоти , якщо за 288 год культивування концентрація в культуральній рідині становить 40 г/л

Розрахунок вмісту в середовищі джерела вуглецевого живлення

Потреби для синтезу молочної кислоти. Як джерело вуглецю для одержання молочної кислоти використовується глюкоза.

Розраховуємо, скільки вуглецю (за елементом С) міститься в 50 г молочної кислоти. Молекулярна маса молочної кислоти становить 90. Отже, у 4450 г молочної кислоти міститься 14184 г вуглецю, а у 50г молочної кислоти (14184*50) / 34000 = 21 г вуглецю. 17

Далі розраховуємо, у скількох грамах цукрів міститься 21 г вуглецю, враховуючи, що вміст вуглецю у цурках глюкози становить 40%. Отже, у 100 г цукру міститься 40 г вуглецю, а в 21 г вуглецю міститься у (21 * 100) / 40 = 53 г вуглецю.

Враховуючи, що при вирощуванні продуцента на глюкозі,близько 40% субстрату окислюється до СО2 для одержання енергії, необхідної для метаболізму, вміст глюкози в середовищі становитиме (53*0,4)+53=74 г/л або 7,4%.

Розрахунок вмісту в середовищі джерела азотного живлення

Потреби для синтезу. Азот входить до складу молочної кислоти. Розраховуємо вміст у NH4Cl середовищі, необхідний для одержання 50 г/л.

Молекулярна маса молочної кислоти становить 90 . У 90 г міститься 0,5 г азоту, тоді у 50 г молочної кислоти вміст азоту становить (50*0,5) /90 = 0,2 г.

Далі розраховуємо, в якій кількості NH4Cl міститься ці кількість азоту. У 25 г хлориду амонію міститься 0,5 г азоту (N), тоді у 0,2 г азоту буде міститися у (25*0,2) / 0,5 = 1,5 г солі.

Розрахунок вмісту фосфору в середовищі

У молочної кислоти міститься близько 2% фосфору (Р). Отже, для синтезу 12 г/л біомаси вміст фосфору у середовищі повинен становити 12*0,02 = 0,24 г/л. Джерелом фосфору в промисловому виробництві є двозаміщений фосфорнокислий натрій – Na2НРО4 і одно заміщений фосфорнокислий калій КН2РО4

Вміст фосфору в КН2РО4 становить 31 / 136 = 23 %, у Na2НРО4 становить 31 / 112 = 27% . Отже, у Na2НРО4 міститься у 27 / 23 = 1,2 рази більше фосфору, ніж у КН2РО4. Приймаємо вміст фосфору (Р) у Na2НРО4 за 1 (одиницю), тоді вміст Р 1,2 г/л. Отже, можемо записати 2,7* x=0,6 х=0,2

Таким чином, вміст Р у вигляді Na2НРО4 становить 0,2 г/л, а у вигляді КН2РО4 - 0,2 * 1,2 = 0,24. Відповідно, концентрація цих солей у середовищі становить (112 * 0,2) / 31=0,87 г/л та (136 * 0,2) / 31=0,87 г/л. отже, середовище для культивування сичужного реніну містить по 0,87 г/л Na2НРО4 і КН2РО4.

Для промислового виробництва використовують середовище наступного складу, яке можна подати у вигляді таблиці (табл. 3.1.):

Таблиця 3.1

Склад поживного середовища для вирощування Lactobacіllus delbrueckіі – продуцента молочної кислоти

№п.п.	Назва компоненту	Формула	Склад, г/л
1.	Глюкоза	С6Н12О6	74
2.	Хлористий натрій	NaCl	0,8
3.	Калій фосфорнокислий	KHPO4	0,006
4.	Сірчанокислий магній	MgSO4 ·7H2O	0,01
5.	Хлористий магній	MgCl·6H2O	0,01
6.	Фосфорнокислий натрій	Na2НРО4·7H2O	0,06
7.	Хлористий кальцій	CaCl2	0,014

Отже, саме це дане середовище ідеально підходить для вирощування. Оскільки містить всі десять головних біологічних елементів, вирощується на економічно вигідному субстраті – глюкозі, не потребує факторів росту і вихід реніну складатиме приблизно 70%, що значно перевищує вихід при вирощуванні на інших середовищах.