3. Получение липидов (25 баллов).

1. Под липидами в данном случае подразумеваются растворимые в неполярных растворителях клеточные компоненты микроорганизмов. Их концентрация составляет до 75% сухой биомассы. В состав липидов микроорганизмов входит сравнительно много ненасыщенных жирных кислот. Так, в липидах плесневого гриба Penicillium soppii из жирных кислот содержатся пальмитиновая — 22%, стеариновая — 7,6%, олеиновая —45,2% и линолевая — 20% от общего их количества. Соотношение насыщенных и ненасыщенных кислот зависит не только от свойств продуцента, но и от условий культивирования. Низкая температура стимулирует синтез ненасыщенных жирных кислоту грибов. Общее количество и соотношение жирных кислот зависит и от присутствия К, Mg, Na и их соотношения в среде.

Синтез липидов стимулируют ингибиторы углеводного обмена, например арсенит натрия.

2.Для производства липидов микробного происхождения может быть использовано дешевое сырье, они в перспективе могут заменить жиры и масла растительного и животного происхождения, используемые для технических нужд. Таким дешевым исходным сырьем являются гидролизаты древесины или торфа, а также продукты нефти. Чтобы в клетках микроорганизмов накопилось максимальное количество липидов, во время ферментации надо лимитировать количество азота и вести ее в аэробных условиях. За сутки в биомассе дрожжей Rhodotorula gracilis может образоваться 50—60% липидов. Содержание белков в биомассе при таких условиях уменьшается до 10—20%. На синтез 1 г липидов расходуется 6 г сахара. В качестве примера можно привести культивирование дрожжей Lipomyces lipoferus на гидролизатах торфа, нейтрализованных известковым молоком до рН 6,0 и содержащих 1,5% РВ. К среде добавляют дополнительно КН2РО4— 0,1 г/л, MgS04 — 0,04 г/л и СаС12 —0,04 г/л. Содержание азота в гидролизате вполне достаточно для роста культуры. Динамика образования биомассы и липидов этой культурой в лабораторных условиях показана на рис. 44.

Содержание липидов в биомассе после 4—5 сут выращивания составляет 50% по сухому веществу. В их состав входят 5,0 — 6,0% фосфолипидов, 4,8 — 6,5% стеринов, 2,1 — 10,7% моно- и диглицеридов, 2,3—9,6% свободных жирных кислот, 70,7—75,1% триглицеридов и 1,7—2,1% эфиров стеринов и воска.

Липиды выделяют из биомассы экстракцией эфиром. Из 1 т сухого торфа можггЪ получить 40—50 кг липидов. По физико-химическим свойствам они близки к растительным маслам, которые используют во многих отраслях промышленности для технических нужд. Возможно отобрать такие культуры микроорганизмов и создать условия культивирования, чтобы в биомассе накапливалось меньше липидов (15—30%), но больше белков (30—40%)- В этом случае после экстракции липидов получают ценный кормовой препарат — микробный жмых. В последнее время доказано, что микроорганизмы могут выделять липиды из клеток в культуральную жидкость. Культура дрожжей Rhodotorula glutinis выделяет из клеток уксусную (40%), миристиновую (1%), пальмитиновую (14%), стеариновую (1,5%), олеиновую (29%), линолевую (3%), линоленовую (0,5%) и 3-дигидроксигексадекановую (8,5% ) кислоты (данные приведены в процентах к общей массе экстрацеллюлярных липидов). При культивировании Candida bogoriensis в среде образуются игольчатые кристаллы липидов с температурой плавления 74—76°С. Эти кристаллы состоят из углевода софорозы и гидроксигокозановой кислоты, соединенных гликозидной связью.