3. Автолизат дрожжей(25 баллов).

1.Ценные компоненты биомассы дрожжей — аминокислоты белков, витамины, основания нуклеиновых кислот и др. — могут быть использованы для приготовления натуральных и полусинтетнческих сред, применяемых как в лабораториях, так и для нужд промышленного микробиологического синтеза. Однако большинство ценных компонентов клетки находится в виде различных белковых комплексов, поэтому добавление к среде нативных дрожжей не дает эффекта. Гидролиз белков можно провести ферментативно или используя кислоты и щелочи. При щелочном гидролизе белков возможно разрушение некоторых аминокислот или их изомеризация в D-формы, которые в биологических системах используются не полностью. Надо отметить, что в щелочной среде инактивируются некоторые витамины. При кислотном гидролизе белков разрушаются незаменимая аминокислота — триптофан и некоторые витамины группы В. Гидролиз белков можно осуществить, используя препараты протеолитических ферментов. Кроме того, в. самих клетках дрожжей есть активные протеолитические ферменты, которые при определенных условиях в среде могут разрушать клеточные белки (автолиз).

Для приготовления дрожжевого автолизата сначала получают дрожжевую пасту влажностью 65—76%. В реакторе из дрожжевой пасты и воды (50°С) в соотношении 1:1 готовят суспензию, которую выдерживают 1—2 сут при температуре 45°С. В это время идет автолиз клеток. Активировать процесс автолиза можно добавлением фосфатов, заменяя воду вытяжкой суперфосфата или добавляя к суспензии дрожжей в воде 2,5% хлорида натрия (по сухой массе дрожжей).

Полученную жидкую массу подкисляют, добавляя на каждые 100 л автолизата 0,25 л концентрированной серной кислоты, которую предварительно разбавляют в 4 раза. После этого автолизат кипятят 15—20 мин. После охлаждения он готов к употреблению. Кроме белкового гидролиза в дрожжевом автолизате могут идти и другие побочные процессы — декарбоксилирование кетокислот, образование аминокислот нз кетокислот, спиртовое брожение и Др. После автолиза 10—12% (по сухой массе) суспензии дрожжей в течение 24 ч при 45°С в жидкой фракции автолизата содержится»до 5% сухих веществ. Из общего количества азота фильтрата 50% приходится на аминный азот аминокислот тирозина, триптофана, метионина, цистеина, аргинина, гистидина и др. Кроме того, в фильтрат переходят витамины группы В —тиамин, витамин РР и др. Добавки жидкого автолизата к питательным средам определяются экспериментально. Выпаривая в вакууме и затем лиофилизируя или высушивая в распылительной сушилке жидкий дрожжевой автолизат, можно получить сухой препарат, который удобно хранить.

2.Особо обработанный автолизат можно использовать в медицине при парентеральном питании как источник аминокислот и витаминов.

4. Биомасса из водородных бактерий (15 баллов).

Для получения бактериальной биомассы можно, например, использовать Hydrogenomonas eutropha. Культуру сначала размножают в стерильных условиях в колбах с магнитными мешалками на среде Шлегеля при периодическом продувании среды газовой смесью (в % ) : Н2 — 75; 0 2—15; С02—10. Затем выращивание продолжают в рабочих ферментаторах с высокой массообменной характеристикой. Посевной материал должен содержать биомассы 3—5 г на 1 л культуральной жидкости. Для ферментации используют среду следующего состава (в г/л): хлорид аммония — 1,5; одно- и двузамещенные фосфаты калия — по 2,5; двузамещенный фосфат натрия—1; сульфат магния — 0,5; цитрат железа — 0,08; хлорид кальция — 0,02 и 3 мг/мл стандартного раствора микроэлементов Хоагланда. Оптимальное значение реакции среды 6,8, температуры — 31—32°С. Во время ферментации среда интенсивно перемешивается и продувается газовой смесью. Процесс контролируется по изменению парциального давления кислорода и углекислого газа.

Ферментация хорошо идет по непрерывной схеме культивирования, при этом не существует опасности загрязнения посторонней микрофлорой, так как Hydrogenomonas имеет большую скорость роста, а среда выращивания непригодна для гетеротрофных микроорганизмов. Удельная скорость роста д., а следовательно, и скорость протока D зависят от желаемой концентрации биомассы. При D = 0,4 ч-1 концентрация биомассы устанавливается около 4 г/л.

В периодическом режиме выращивания достигается концентрация биомассы до 50 г на I л культуральной жидкости, что дает продуктивность системы, равную 4,5 кг/ч биомассы на I м3 емкости. Необходимо отметить, что в настоящее время существуют ферментаторы с вмонтированными электродами для электролиза воды во время ферментации. В этом случае водород и кислород образуются прямо в культуральной жидкости, но этот процесс требует больших затрат электроэнергии.

№14ЕМТИХАН БИЛЕТІ / ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ