4. Особливості живлення та розмноження мікроорганізмів.

Для росту і розмноження мікроорганізмів їм потрібні поживні речовини, які задовольняють їх потреби в структурних елементах та енергії. Основні хімічні елементи, які необхідні для всіх без винятку мікроорганізмів і які вживаються у відносно великій кількості, це вуглець і водень. Крім того, для нормальної життєдіяльності мікроорганізми потребують фосфор, сірку, натрій, магній та інші елементи.

Важливо також, щоб потрібний елемент знаходився у вигляді сполуки, що засвоюється мікроорганізмом. Розрізняють ендо- та екзогенне живлення мікроорганізмів. При ендогенному живленні клітина використовує головним чином резервні або запасні речовини: глікоген, трегалозу, ліпіди, азотисті сполуки. При екзогенному харчуванні усі компоненти живлення повинні надходити в клітину із зовнішнього середовища.

Коротко розглянемо основні джерела живильних речовин, які використовують мікроорганізми.

Вуглецеве живлення. Вуглець є одним з найбільш важливих елементів, частка якого у складі біомаси складає близько 50 %. Як джерело вуглецю гетеротрофні мікроорганізми використовують різні органічні з’єднання: цукри, спирт, органічні та амінокислоти, вуглеводні, ліпіди тощо.

джерелом відповідних ферментів поліаз (солодом або ферментними препаратами мікробного походження), оскільки у багатьох мікроорганізмів вони відсутні.

Азотисте живлення. Азот потрібен мікроорганізмам для побудови ряду життєво важливих сполук, в першу чергу амінокислот і білків. Найбільш доступний для більшості мікроорганізмів є, головним чином, іон амонію, який легко перетинає клітинну стінку і цитоплазматичну мембрану та використовується для синтезу аміно- та іміногруп амінокислот. У зв’язку з цим до складу живильних середовищ часто включають амонійні солі сірчаної, соляної, ортофосфорної та низькомолекулярних органічних кислот.

В якості джерел азоту мікроорганізми можуть використовувати такі органічні сполуки, як амінокислоти, пептиди, білки. Білки, як і всі високомолекулярні сполуки вживаються тільки після гідролізу на амінокислоти і пептиди за допомогою протеіназ та пептидаз. Тому розвиватися в середовищах, які містять як єдине джерело азоту білки або продукти їх часткового гідролізу (альбумози і пептони), можуть тільки ті мікроорганізми, що мають високу протеолітичну активність.

Фосфорне живлення пов’язане з забезпеченням клітини енергією та синтезом таких важливих сполук, як нуклеїнові кислоти, фосфоліпіди, коферменти АТФ, АДФ тощо. Тому воно використовується головним чином під час розмноження мікроорганізмів. Для утворення 10 млрд. дріжджових клітин необхідно 10-14 мг фосфору. Головні джерела фосфорного живлення - ортофосфорна кислота та її солі. Рідше використовують органічні джерела фосфору, наприклад, продукти розпаду нуклеїнових кислот. Велику кількість мінерального фосфору містить така поширена сировина, як кукурудзяний екстракт.

Мікроелементи і фактори росту. Крім перерахованих головних складових частин живлення мікроорганізмів вуглецю, азоту і фосфору мікроорганізми потребують наявності в середовищі сполук, які вживаються у відносно невеликих кількостях. Це сірка, калій, кальцій, магній, залізо, мідь, цинк, кобальт, тощо. Необхідні також деякі органічні сполуки, такі як амінокислоти, вітаміни, пуринові і піримідинові основи та ін., які об’єднуються під загальною назвою “фактори росту”. Мікроелементи потрібні для побудови клітинних структур і активних центрів багатьох ферментів.

Вода. Вона необхідна для розвитку мікроорганізмів не менш ніж поживні речовини. Як відомо, багато органічних продуктів можна зберігати тривалий час у сухому вигляді.