4. Получение органических растворителей (15 баллов).

1. К числу органических растворителей относятся ацетон СН3—СО—СН3 и бутиловый спирт СН3—СН2—СН2ОН. Их можно получить не только химическим путем, но и с помощью микробиологического синтеза.

Брожение ацетона и бутилового спирта является анаэробным процессом, вызывается бактериями Clostridium acetobutilicum . В процессе брожения из глюкозы образуется смесь ( 1 ) , содержащая 6 частей бутилового спирта (2), 1 часть этилового спирта (4) и 3 части ацетона (3). Практически из 3 кг крахмала получается 1 кг органических растворителей. Разработаны методы получения ацетона и бутилового спирта из сульфитного щ*лока и гидролизатов древесины.

В ацетоно-бутиловом брожении в первый период образуется уксусная и масляная кислоты, выделяется водород и углекислый газ. Затем масляная кислота восстанавливается до бутилового спирта. Ацетон образуется из продукта конденсации уксусной кислоты — ацетонуксусной кислоты при декарбоксилировании. Во время брожения в среде накапливается много рибофлавина, причем количество его тем больше, чем интенсивнее образуется ацетон. Разработаны способы получения кормового препарата рибофлавина из ацетоно-бутиловой барды после отделения органических растворителей. Для этого барду десятикратно или близкими к ним видами маслянокислых бактерий.

Ацетон и бутиловый спирт получают, сбраживая зерновые, мелассно-зерновые заторы или мелассу. Если среду готовят из зерна, например, кукурузы, то сначала получают муку грубого помола, ее смешивают с водой из расчета 6—8 кг муки. Динамика образования органических растворителей затор варят 2 ч под давлением 0,2 МПа и стерилизуют. Охлажденную до 37—42°С массу сбраживают и упаривают в многоступенчатых вакуум-аппаратах и затем высушивают в распылительных сушилках.

Так получают сухой концентрат, содержащий рибофлавина 60—100 мкг/г. В Институте биохимии им. А. Баха АН СССР разработан метод получения ценного витаминного концентрата из ацетонобутиловой барды, путем дополнительного сбраживания ее метанообразующими бактериями, которые, используя часть сухих веществ, синтезируют витамин В12. В этих кормовых препаратах кроме рибофлавина содержится цианкобаламин.

№ 25 ЕМТИХАН БИЛЕТІ / ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

1. Выполните тестовые задания (30 баллов)

1 Большинство гетеротрофных микроорганизмов хорошо развивается на среде…. с дрожжевым экстрактом или автолизатом.

2 Для выращивания дрожжей, бактерий и плесневых грибов широко используют среды с…солодовым или пивным суслом .

3 Если на клетки микроорганизмов воздействуют слишком высокие концентрации веществ в растворе, может произойти…плазмолиз.

4 Для анаэробных микроорганизмов наименьшее и наивысшее значение рН равно 0-12.

5 Какие микроорганизмы желательно использовать для биосинтетических процессов?термофильные.

6 Дезинфекция — уничтожение патогенной микрофлоры с помощью… химических веществ.

7 В культуральной жидкости, полученной после ферментации, суспендированы… микробная биомасса, остатки питательной среды и экстрацеллюлярные метаболиты.

8 Методами химической технологии из культуральной жидкости получают. биомассу или нужное вещество — спирт, кислоту, аминокислоту антибиотики и пр.

9 При использовании метода поверхностных культур, на каких средах выращивают микроорганизмы? твердых средах или на жидких средах, залитых тонким слоем (2—20 см) в специальные кюветы.

10 Какой объем питательной среды при периодическом процессе культивирования загружают в аппарат?весь объем.

11 За время культивирования изменяется…состав питательной среды.

12 Какие методы используют для выращивания аэробных микроорганизмов? глубинный и поверхностный

13 В микробиологическом синтезе большое значение имеет….реакция рН среды.

14 Источниками азота в питательной среде могут быть…. белки, пептиды, аминокислоты, соли аммония или аммиака, нитраты, а также атмосферный азот.

15 Какое количество азота в питательной среде остается неиспользованным? 5%.

16 Какое количество нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) содержит микробная биомасса? 5-30%

17 Какие микроорганизмы синтезируют витамин В 12. бактерии (пропионовые, метанобразующие).

18 Какие микроорганизмы содержат каратиноиды? дрожжи.

19 Какие полисахариды придают прочность клеточной стенке дрожжей? глюкан.

20 Какое количество липидов по сухой массе могут накопить дрожжи (Rhodotorula gracilis, Endomyces vernalis, Torulopsis lipofera) до 50%.

21 Какие углеводы могут быть источниками углерода в питательной среде для гетеротрофных микроорганизмов? кислоты.

22 Какое количество азота в питательной среде остается неиспользованным?до 5%.

23 В качестве источника фосфора в питательной среде обычно используют? фосфаты.

24Готовя синтетические среды, необходимо обеспечить полноценный комплекс каких веществ..минеральных веществ.

25 Какое количество биомассы образует одна клетка в течении суток?около 1кг.

26 Какое количество биомассы дрожжевых клеток в пересчете на сухое вещество можно получить при выращивании кормовых дрожжей в 1 м3 питательной среды за 1 ч?около 3кг.

27 Способность, каких культур используют для микробиологического получения аминокислот?культуры ауксотрофных мутантов.

28 Какое сырье используют для культивирования микроорганизмов?

D) дешевое и недефицитное сырье, а также отходы промышленности.

29 Для получения каких молочных продуктов используют микробиологический синтез? сметаны, творога и сыра.

30 Микробиологическая трансформация – это… ?превращение молекул органических веществ с помощью микроорганизмов.