Қорғасын - 0,1
Мышьяк - 0,05
Мыс - 3,0
Фтор - 1,5
Мырыш - 5,0
1 мл судағы жалпы микроорганизмдердің саны 100-ден аспауы керек. Биотехнологиялық өндірістерде су тек қоректік ортаны дауындау үшін ғана емес, салқындату үшін, аппаратты жуу үшін қолданылады. Биотехнологиялық өндірістерде таза судың үлкен көлемін қажет етеді. Мысалы: нан ашытқысы өндірісінде 1т ашытқыны өндіру үшін 150-180м3 су жұмсалады.
Бірақ дайын өнімді алу үшін оған арнайы қоректік орта қажет.
Қректік орта болып жасанды орта, табиғи орта, жартылай жасанды орта саналады:
жасанды орта –тек таза органикалық және неорганикалық заттар, демек толығымен құрамы белгілі олар нақты бекітілген регламент бойынша алынады, тек лабораторияда қолданылады.
табиғи орта – өндірісте қолданылатын, кез-келген қалдықтардың және өте арзан ортадан алынатын жартылай өнім болып табылады;
жартылай жасанды орта – біріншілік және екіншілік қоспа.
Қоректік орта күрделі үш фазалы жүйеден тұрады және микробтық жасушаның жалғасы бола алады.
Өндірісте жеке органикалық қосылыстан басқа әр түрлі қалдықтар да қолданылады. Мысалы: 1 тонна жүгері крахмалы 64-91$, меласса - 140$, глюкоза - 290$, сахароза - 629$ тұрады.
Көміртегі көз
Гетеротрофты микроорганизмдер көміртегі көзі ретінде және әртүрлі көміртегі қосылыстарын құрайтын энергияны қолдануға қабілетті. Бірақта микроорганизмнің әрбір түрі субстрат үшін бірінші орында көміртегін таңдайды. Осы микроорганизмнің көміртегі көзі ретінде қосылыстардың санының қолданылуы шектелген. Көміртегі қосылысын микроорганизм жұту қабілетін бірден сездірмейді. Ферменттер көміртегі болмаған кезде микроорганизм жасушасында белгілі бір затты ассимиляциялауға қатысады. Бұрыннан қолданылатын микробиологиялық синтездеуде көміртегін құрайтын шикізат болып көмірсулар саналады. Олар жасуша құрылысын синтездеу үшін микроорганизмдерді қолданады және сонымен қатар энергия көзінің міндетін атқарады. Көміртегін құрайтын шикізаттар-глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, спирттер, органикалық қышқылдар және т.б. Көміртегін құрайтын шикізаттар-глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, спирттер, органикалық қышқылдар және т.б.
Микроорганизм үшін көміртегі көзіне ең қолайлысы көмірсулардың ішіндегі глюкоза, бірақ оның бағасы қымбат болуына байланысты метаболиттер биосинтезінде ғана қолданылады. Көп тонналы микробиологиялық өндіріс үшін, бағасы арзан көміртегін құрайтын өнім – ауыл шаруашылығының қалдықтары, целлюлоза-қағаз және тамақ өнеркәсібінің қалдықтары қолданылады, әсіресе көміртегі көзінің ішінде ағаш қалдығының ұнтағы қазіргі кезде шикізатты жаңарту категориясына жататындар жоғары орын алуда.
Глюкоза С6Н12О6 кристалл түрінде, судың 9% көп емес бөлігін құрауы мүмкін , күлділігі - 0,07% көп емес бөлігін, (соның ішінде темірдің 0,004% көп емес бөлігін) құрауы керек. Құрғақ заттың құрамында редуцирлеуші заттың 99,5% кем емес бөлігі болуы керек.
Сахароза (қант қызылшасы, тростник қанты) С12Н22О11 техникалық құрамы 99,75 % сахарозадан кем емес болуы керек, күлділігі 0,03 % болу керек. Ылғалдылығы 0,15 % дейін болуы керек.
Лактоза (сүт қанты) С12Н22О11, сүттің сары суынан алынған майды дайындағаннан кейінгі қалдығы болып саналады. 50% қант концентрациясы қоюланғаннан кейін және кристаллизациясынан кейін лактоза концентраты алынады. Лактоза қант шикізаты 92 % кем емес қантты құрайды, судың 3% кем емес бөлігін құрайды, 2% күлділігін және 1% сүт қышқылын құрайды. Ақуыз санын көрсетпейді, бірақ ол 3% жоғарыламайды.
Крахмал – полисахарид түрінде болып келеді, өсімдіктің дәнінде кездеседі (өсімдіктің көміртегі қоры). Өндірістік масштабта картоптан және жүгеріден алынады. Микроорганизм ферменттің әсерінен крахмал глюкозаға дейін гидролизденеді. Сортына қарай (І, ІІ, ІІІ) байланысты, крахмалдағы күлділігінің құрамы 0,35 – 1,2% дейін жетеді.
Ағаш шикізаты.Көп жылдық өсімдік ұлпасы болып келеді, целлюлозаны, лигнинді пентозаны, гемицеллюлозаны және басқа да өсімдік ұлпасының жасушалы матриксі пайда болатынды құрайтын зат. Бұл шикізатта көміртегі көзі болып гексоза, пентоза, органикалық қышқылдар саналады. Шикізатта олар бос күйінде іс жүзінде кездеспейді, сондықтан шикізатқа арнайы өңдеулер жасалады: майдалайды және гидролиздейді (судың көмегімен ыдыратады) жоғарғы температурада гидролиз аппаратында жүргізіледі. Ағаштың полисахаридтері гидролиз процесінде суда еріген күйге моносахаридтерге айналады, микроорганизмдерді оңай сіңіреді.
Микробиологиялық синтезге арналған өнеркәсіптік өндірісте субстрат алу үшін ағаштың өзі емес ағаш өңдеудегі гарбіл, жаңқа, ағаш үгіндісі қолданылады.
Ағаш гидролизі процесінен алынған ерітіндіні гидролизат деп атайды, микроорганизмді өсіру үшін субстраттың сапасын моносахарид құрамына қарай бағалайды. Гидролизаттағы қант құрамы ағаштың тегіне байланысты және гидролиз әдісіне және басқа да факторларына байланысты ажыратылады. Азықтық ашытқыны алуда целлюлоза өндірісінің қалдығы сілтілі сульфит кеңінен қолданылады. Гидросульфит кальций және күкірт қышқылды ортада ағашты қайнату процесінде сілтілі сульфит пайда болады. Целлюлоза бұл процесте сақталады, ал сілтілі сульфит ерітіндісіне лигнинге, гемицеллюлозаға, шайырға, майға, минерал тұзға ауысады. Сілтілі сульфит арнайы өңдеуден өткеннен кейін, биотехнология өндірісінде этил спиртін және азықтық ашытқы алуда қолданылады. Гидролизат алдында сулы немесе қышқыл гидролиздеуде ағаштың гемицеллюлозасы және пентозды қант және декстрин пайда болады.
Ағаш өңдегеннен кейінгі қалдықтан басқа және целлюлоза – қағаз өндірісінде целлюлоза құрайтын шикізат болып (мақтаның қауашағы, жүгерінің собығы, күнбағыстың, күріштің сабаны) саналады. Биотехнологиялық синтез үшін мұндай шикізатты дайындау гидролиздеуде целлюлозаны еріген қантқа дейін жеткізу болып табылады. Шикізатты жаңарту категориясына жататын өсімдік шикізатын биотехнологиялық өндірісінде кеңінен қолдануға үлкен көңіл аударылып отыр.
Торф химиялық құрамы бойынша өсімдікке жақын, ол содан пайда болған. Торфқа 50% дейін полисахарид қатысады. Қышқыл гидролиздеуден кейін белгілі жағдайда микроорганизммен торф оңай сіңірілетін моносахарид пайда болып келеді. Микроорганизм формасына арналған фосфорлы және азотты торф құрайды.
Көмірсулар. Биотехнологиялық өндірісте азықтық ашытқы алуда құрылысы қалыпты Н – парафинді көмірсулар молекуласында көміртегі атомының 10-нан 27-дейінгі саны (С10-С27) “сұйық парафиндер”деп аталатындар қолданылады. Оларды мұнай фракциясынан алады және бастапқы және соңғы қайнау температурасы (280-320°С) болатыны саналады, сондай-ақ құрамы бойынша негізгі компонентті (99 % кем болмауы керек) құрайды.
Микроорганизмдер газ тәрізді көміртекті көмірсуларды С1-С4:метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 және бутан С4Н10 сияқтыларын сіңіруі мүмкін. Өндіріс көлеміндегі табиғи газ құрайтын метан үлкен мәнге ие. Метанның құрамы табиғи газ шығаратын жеріне байланысты 94-96 % дейін құрайды.
Метил спирті (метанол) СН3ОН түссіз оңай жылжитын сұйықтық, иісі этил спиртін еске түсіреді. Суда жақсы ериді, көптеген микроорганизмдермен сіңіріледі. Метил спиртін қолданудың болашағы көбінесе, оны алу әдісінің тиімділігіне байланысты. Ескере кету керек, адам өмірі үшін өте улы, адам баласы 30 мл қабылданса өлімге әкеліп соқтырады.
Этил спирті (этанол) С2Н5ОН микроорганизмді өсіруде болашағы мол шикізат болып саналады. Этил спирті сумен жақсы араласады, улы емес, этил спиртінен алған биомассаға арнайы тазартулар қажет етілмейді. Биотехнологиялық және химиялық жолмен алынған этил спиртінің барлық маркасын көміртегі көзі ретінде қолдануға болады. Этил спиртінде изопропил спиртінің біраз саны, күкірт құрайтын қосылыс, органикалық қышқыл, күрделі эфир, диэтил эфирі, суда ерімейтін заттар қатысады.
Сірке қышқылы СН3СООН негізгі зат құрамында 60 % кем болуы керек, ал формальдегид НСНО және құмырсқа қышқылы НСООН- оны көміртегі көзі ретінде қолданғанда1 % көп болмауы мүмкін.
Гидрол –крахмал өндірісінде стандартты емес өнім болып саналады. Қоңырлау, қоюлау өзіне тән иісі бар шырын болады. Шамамен 70 % редуцирлеуші зат құрғақ затта болады, демек 50 % қант техникалық өнімде болады. Гидрол қант негізінде глюкозадан тұрады. Глюкозадан басқа құрғақ зат құрамы шамамен 18 % ашытылмайтын қантты құрайды, бұл өнім глюкоза полимеризациясы, крахмалдың толық ыдырамаған бөлігі; қалған гидролдың көмірсуы идентифицирленбеген. Крахмал гидролизінде көмірсудан басқа органикалық қышқылдың біраз бөлігі пайда болады. Гидролдың рН (активті қышқылы) шамамен 4,0 құрайды; күлділігі 6 % көп емес болады. Күлдің негізгі бөлігі – бұл натрий хлориды; фосфор, магний, темір және аз мөлшерде гидролға қатысушы басқа элементтер болады.
Жүгері ұны. Жүгері ұнының құрамы жүгерінің сортына, оны өсіруіне және сақтауына байланысты ауытқып отырады. Орта есеппен алғанда 67-70 % крахмалды құрайды, шамамен 10 % басқа көмірсуды құрайды (клетчатка, пентоза, декстрин, еріген көмірсулар), шамамен 12 % ақуызды (30 % глутамин және 45 - 50 % казеин) құрайды. Ылғалдылығы шамамен 25 % аспауы керек. Күлділігі шамамен 0,9 % құрайды. Жүгері ұнының күлділік құрамында 45 % дейін фосфор ангидриді, 30 % калий оксиді және 15% магний оксиді құрайды.Жүгері ұны антибиотик және фермент биосинтезіне арналған қоректік ортада, көміртегі көзі қызметін атқарады. Ол барлық дән өнімдерінің ішіндегі ең арзаны және оның бағасы оның ұнтақталған дәрежесіне байланысты.
Меласса – қант өндірісіндегі стандартты емес қосымша өнім, кристалл қантты екінші рет бөлгендегі қалған өнім. Түсі – қара қоңыр, тығыздығы 1,35 – 1,40 г/см3 болады. Меласса 61-68 % құрғақ затты құрайды, 40-55 % сахарозаны құрайды. Одан басқа 0,5-2,0 % инвертті қанттан тұрады және 0,5-2,5 % рафинозадан тұрады. Мелассада 1,1-1,5 % азот құралады, оның үшінші бөлігі бетаин формасында болады, микроорганизм оны қолдана алмайды. Мелассаның құрамына көптеген амин қышқылдары (аспарагин, глутамин, лейцин, изолейцин, тирозин) кіреді және В витаминдер тобы (биотин, тиамин, рибофлавин, инозит, никотин және пантотен қышқылы) кіреді. Әсіресе биотин үлкен мәнге ие (оның құрамы 80 мг/т).
Мелассалы күлде калий көп (30-40 %), магний (1,5-4,5 %),кальций (14 % дейін), темір және басқа да элементтер, бірақ салыстырғанда фосфор көзі аз болып келеді.
Мелассаны сақтау кезінде қанттың жоғалуы микроорганизмнің әрекетінің нәтижесіне байланысты болады.
Мелассалы барда стандартты емес спирт өндірісінің қалдығы, ол құрғақ заттың және табиғи барданың 6-10% құрайды. Бұл өнімнің құрамында бардадан басқа ашытқы массасы, аминқышқылы, гликоль, сүт, янтарь қышқылы, кальций тұзы, калий, натрий, марганец, кобальт бар және В витаминдер тобы кездеседі.
Ацетонбутиль барда – стандартты емес өнім, микробиология өндірісінің қалдығы, органикалық еріткіштердің - ацетон және бутил спирті. Микробиологолиялық синтезге арналған барданы шламды бөлгеннен кейін қолданады. Барда құрамында көмірсу, клечатка, азот құрайтын және күлді заттардан тұрады.
көмірсу құрайтын шикізат – бұл парафин, мұнай, метан (арзан шикізат, барлық уақытта қосылысты құрайды, автоматизация үшін бұл процесс өте жақсы);
дәстүрлі емес шикізат көзі метанол, этанол және т.б. Бұл үш топта – негізгі қоректендіргіш орта көміртегін құрайтын компонент. Сонымен қатар қоректендіргіш орта құрамына мына заттар кіреді;
минералды қоректік көзі (фосфор тұзы, азот, натрий, калий, магний, кальций және т.б. АТФ құрайтын);
микроэлементтер (мырыш, марганец, молибден, кобальт, күкірт және т.б.);
ортаны комплексті байыту. Бұларға биологиялық активті заттар (БАЗ) – витаминдер, гормондар, ферменттер, өсу факторлары жатады.
Бұл заттар таза күйде кірмейді, қандай да табиғи қоспа құрамында кездеседі, мысалы жүгері экстрактысы, ашытқы автолизаты және т.б.
Азот көзі
Өндірістік қоректік ортада азот көзі болып ақуыздар, пептидтер, бос аминқышқылы атқарады. Көбінесе өндірістік ферментацияда жүгері экстракті, соя ұны немесе ашытқы гидролизаты қолданылады. Минералды азот құрайтын затта көбіне жиі күкірттің аммоний тұзы немесе азот қышқылы қолданылады. Биосинтездеуге азот көзі ғана емес ортаның жалпы құрамы да байланысты, әрбір продуцент-штамм үшін ортадағы азот пен көміртегі қатынастары үлкен рөл атқарады.
Жүгері экстракты сыртқы түрі қою сұйықтық ашық сарыдан қара қоңыр түстің ортасында біркелкі қою масса болып келеді. Экстрактің химиялық құрамы жүгерінің сортына байланысты, өсіру, сақтау және кептіру шартына сондай-ақ суға жібіту процесінің жағдайына байланысты. Экстракт құрғақ зат құрамы 48 % кем болмау керек, есеп бойынша жалпы азот құрайтын заттар құрғақ экстракта 40-50 % дейін (6,4-8 % жалпы азот) болады. Жібіту процесінде жүгері ақуызын ферментативті гидролиздеуге болады, нәтижесінде экстракттың азот құрайтын затының шамамен жартысы амин қышқылы, полипептид және ақуыз болады.
Күлдің құрамы 24 % аспауы керек.Күлдің негізгі элементі фосфор, калий, магний болып табылады.Экстрактідегі жалпы фосфордың құрамы 5%-ке жетеді, бір бөлігі органикалық байланысқан қосылыста фитин түрінде болады. Одан басқа да экстрактіде В витаминдер тобы (биотинді) құрайды, кейбіреулері микроорганизмді өсіруші зат және биостимулирлеуші болып келеді. Олай болса, қоректік орта компонентті жүгері экстрактінің бағалылығы көміртегі және микроэлемент органикалық азот көзі ассимилирлеуші екені анық, балласты заттардың болмағаны жақсы.
Соя ұны соя дәнін ұнтақтағаннан алады, сондай-ақ соя майын алғаннан кейін пайда болатын соя сығындысынан және шроттан алынады. Соя ұнының шикізатын қолдану майсыз, жартылай майсыз болып бөлінеді. Одан басқа да соя ұны дезодорирленген (бумен өңделген) және дезодорирленбеген (бумен өңделмеген). Дезодорирленген соя ұны бір жыл уақыт сақталады, олай болса булау кезінде фермент инактивациясы болады, ал дезодорирленбеген (бумен өңделмеген) соя ұны 1,5-3 ай сақталады. Азот құрайтын заттары бар, әсіресе ақуызы бар соя ұнының негізгі бөлігі ферментация процесі үшін жоғарғы мәнге ие. Негізгі ақуыз болып глицин саналады, амин қышқылының барлығы болады, глутамин қышқылы ( ≈ 20 % ) құрайды, соя ұныныда 25 %-ке дейін көмірсу болады, сондықтан ол көміртегі көзі ретінде жиі пайдаланылады, күлдің құрамы 4,5-6,5 % құрайды. Күлдің құрамына шамамен 45 % калий оксиді кіреді, 30 % фосфор ангидриді және 7,0 % магний оксиді және кальций, сондай – ақ бірқатар микроэлементтер кіреді. Фосфор органикалық байланыс күйінде фитин түрінде (шамамен 75 %) болады.
Аммоний нитраты (аммиакты селитра) NH4NO3 түссіз кристалл, жылуды жұтумен бірге суда жақсы ериді. Ортаны қышқылдау үшін және азот көзі ретінде қолданылады.
Аммоний сульфаты (NH4)2SO4 жылуды өзіне жұтумен бірге суда жақсы ериді. Азот құрамы 20-21 % болады.
Карбамид ( мочевина ) CO(NH2)2-жоғары конценрленген (46,5 % азот) азот көзі. Қолданғанда, ескере кету керек термиялық жолмен залалсыздауда карбамид бұзылады.
Амиакты су (аммоний гидроксиді) NH4OH - түссіз сұйықтық, өткір иісі бар, оңай ұшып кетеді, улы. Азот көзі ретінде қолданылады және ортаның рН реттеуші. Аммиакты судың құрамының І сортында 25 % кем емес, ал ІІ сортында 20 % кем емес азот бар.
Фосфор көзі
Аммофос. Фосфор көзі ретінде аммоний фосфаты кеңінен қолданылады, фосфор қышқылын аммиакпен нейтрализациялап алады:
H3PO4+NH3=NH4H2PO4
Моноаммонийфосфат
H3PO4+2NH3=(NH4)2HPO4
Диаммонийфосфат
H3PO4+3NH3=(NH4)3PO4
Триаммонийфосфат
Көбінесе аммофос қолданылады, моно- және диаммонийфосфат қоспа түрінде болып келеді, сондай-ақ ерімейтін қоспа (шлам) түрінде болады. Шлам құрамына аммофоста (фосфат темір, гипс және т.б. ) құрғақ зат массасының 6-7 % құрайды. Суда еритін фосфор ангидридінің Р2О5 құрамы аммофостың сортына қарай 36-48%-ке жетеді. Қоректік ортаның құрамына аммофосты қосар алдында фильтрлеу керек. Аммофос фосфор көзі ғана емес азот көзі болып табылады.
Ортофосфор (фосфор) қышқылы Н3РО4 фосфор көзі ретінде қолданылады және ортаны қышқылдауға қолданылады.Р2О5 құрамы 50,7 % болады.
Макро- және микро элементтердің көзі
Калий карбонаты К2СО3 негізгі заттың (І сорты) 97,5-98 % және (ІІ сорты) 92,5-93 % құрайды. Тұз өте гигроскопты.
Калий сульфаты K2SO4 ерігенде және полиминералды калий сульфат рудасын қайта кристаллизациялағанда алынады. Тауарлы өнімде сортына байланысты негізгі заттың құрамы 46-50 % болады. Қоспа ретінде КCl, MgSO4 және басқа тұздар құрайды.
Калий хлориді KCl калий көзі экономика жағынан тиімді болып табылады. Калий рудасын қайта өңдеу жолымен алады. Сортына қарай негізгі зат құрамы 95-98 % құрайды. Ерітіндіден кристаллизациялау арқылы алынады.
Магний сульфаты MgSO4.Техникалық аты эпсомит MgSO4·7Н2О -кристалды ақ түсті зат, түсі сәл сарылау болып келген. Суда жақсы ериді. Эпсомитті сусыздандырғанда, қыздырғанда кизерит MgSO4·Н2О алынады. Эпсомит құрамына 5-12 % NaCl; 0,5-1,0 % MgCl2 және бір қатар тұздар кіреді.
Марганец сульфаты MnSO4. Сусыз марганец сульфаты түссіз кристалды зат, сумен өңдегенде кристаллогидраттар пайда болады. Өндірісте MnSO4·5H2O қолданылады, ашық – розовый кристалды ұнтақ, суда жақсы ериді. Негізгі заттың құрамы 98 % құрайды.
Темір сульфаты FeSO4 сулы ерітіндіден кристаллогидрат түрінде FeSO4•7Н2О кристалданады, оны темір купорасы деп атайды. Стандартты темір сульфаты тазалығы жоғары өнім болып саналады және минимальды мөлшерде қоспа болады. Сулы ерітіндіде сақтау процесінде екі валентті темір Fe2+үш валентті темірге Fe3+ дейін тотығады, ол ерімейтін тұнбаға Fe(OH)3 түседі. Техникалық тұздағы негізгі заттың құрамы 47-53 % құрайды.
Мырыш сульфаты ZnSO4 сулы ерітіндіде түссіз ромбикті кристалл түрінде ZnSO4 •7Н2О кристаллизацияланады және мырыш купаросы деп аталады. Тұзда мырыштың құрамы 36-39 % құрайды.
Көмекші материалдар
Олейн қышқылы СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН- табиғатта ең кең таралған қышқылдың бірі, іс-жүзінде барлық жануарлар мен өсімдік майының бәрінде кездеседі. Көбік сөндіргіш ретінде қолданылады. Олейн қышқылын майдан гидролиздеп, майды ыдыратып бөліп алады. Техникалық олейн қышқылының қоспасындағы негізгі зат А маркасы және Б маркасы үшін және 95 %, В маркасы үшін 92% құрайды. Қайнау температурасы 3600С, балқу температурасы 100С –тан аспайды.
Табиғи көбік сөндіргіш ретінде сондай-ақ өсімдік майы қолданылады.
Жасанды көбік сөндіргіш.Көбік сөндіргіш ретінде жасанды беттік-активтік заттар қолданылады (БАЗ): кремний органикалық полимерлер (силоксандар), күрделі эфирлер, спирттер және т.б. Одақ кезінде ПМС -145А маркалы жасанды көбік сөндіргіш өндірісте шығарылды. Жасанды көбік сөндіргіш табиғи көбік сөндіргіштен шығыны 10 есе төмен.
Тұз қышқылы HCl биотехнологиялық өндірісте бастапқы концентрациясы болып 31 % кем емес тұз қышқылы қолданылады.
Күкірт қышқылы Н2SO4 қоректік ортаны қышқылдауда кеңінен қолданылады. Зауыттарда техникалық күкірт қышқылының H2SO4 құрамы 92,5-94 % қолданылады.
Каустикалық сода (натрий гидроксиді, күйдіргіш натрий) NaOH аппараттарды жууда қолданылады. Қатты каустикалық содада NaOH 92-96 % құрайды, сұйық каустикалық содада 42-45 % құрайды.
Бор – қатты әк, СаСО3 96 % -дейін құрайды. Егер ферментация кезінде қышқыл пайда болғанда ортаның рН ұстап тұру үшін қолданылады, әк сүтінен тұнғаннан көмір қышқыл газын өткізеді, сондай-ақ табиғи ұнтақталған бор қолданылады. Бор ақ үгілгіш ұнтақ түрінде қолданылады, құрамында 1-2 % су, 96-98 % кальций карбонаты және магний құралады. Ескере кету керек, бордағы қоспа Mg, Al, Fe, Mn биосинтез процесіне кері әсерін тигізеді.
Формалин суда формальдегид ерітіндісі НСНО 37-37,3 % болып келеді. Метил спиртінің 6-6,5 % және құмырсқа қышқылының 0,02-0,04 % құрайды. Залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады. Антифорим комбинирленген залалсыздандырғыш зат болып келеді: 1 м3 ерітіндіде 100 кг хлорлы әк, 75кг кальцинирленген сода Na2CO3 және 10кг каустикалық сода NaOH құралады.
Қоректік ортаны құрастыру принциптері
Қоректік ортаны құрастырудың негізгі принциптері - бұл микроорганизмнің физикалық тұтынуын қанағаттандырады.
Микроорганизмдерді культивирлеуге арналған көптеген қоректік орталар белгілі болған (1930 жылдардың өзінде Левин және Шенлейнмен шамамен екі мың түрі классификацияланады), бірақ олардың көпшілігінде негізгі компоненттері болып табылатын ингридиенттердің саны салыстырмалы күйде үлкен емес. Автотрофтар өсетін бейорганикалық тұздардан бастап, ет гидролизатынан дайындалған қанмен және сарысумен байытылған күрделі қоректік орталар, қоректік орта құрамына жоғары қажеттілігімен ерекшеленетін стрептококка тәрізді патогенді микроорганизмді бөлу үшін қолданылады, демек бұл заттарды қолдану диапазоны едәуір кең.
Қоректік ортаны таңдау едәуір дәрежедегі тәжірибе мақсатына байланысты болады. Герберт жасанды қоректік ортаны барлық жерде қолдануға болады деп айтады. Бірақ іс тәжірибе жүзінде мұның бірқатарының ыңғайсыздығы бар екенін мойындау керек. Мұндай қоректік ортада өсірілген микроорганизмдер әдетте, ет сорпасы тәрізді (мысалы, құрамы және бөліну жылдамдығы бойынша) табиғи қоректік ортада өсірілген микроорганизмдерден фенотипігі бойынша ажыратылады.
Осындай ортада өсетін микроорганизмдердің көбеюі әдетте мол мөлшердегі аэрациямен немесе токсиндік катиондармен басылып бәсеңдейді, сонымен қатар қоректік ортадағы кейбір құрамды бөліктердің арасындағы, балланстың бұзылуына әсіресе амин қышқылдарына сезімтал болады. Бактериялардың көбеюі қалыпты жүріп жатқан сияқты көрінуі мүмкін, ал шын мәнінде фаг адсорбциясы немесе спора түзуші тәрізді процестер ингибирленеді.
Қоректік ортаны дайындау сатысы. Микроорганизмді жинауға және микроорганизмді сақтауға, бөліп алуға, сондай –ақ биологиялық активтік заттарды алу үшін қоректік орта қолданылады, ол қажетті қоректік затты құрап қана қоймайды, сонымен қатар ол микроорганизмнің тіршілік ететін ортасы болып саналады.
Культивирлеуге арналған ортаға компоненттің белгілі сандық және сапалық құрамы немесе жеке элемент (азот көзі, көміртегі, фосфор, микроэлемент, витамин және т.б.) қосылып қана қоймайды, сондай–ақ физика – химиялық және физикалық факторлары (қышқылдық активті, тотығу – тотықсыздану потенциалы, температурасы, аэрациясы және тағы басқалар) кіреді. Осы факторлардың барлығын бірге және әрқайсысын жекелеп алғанда микроорганизмдердің өсіп дамуына маңызды рөл атқарады және оларда жеке физиологиялық және биохимиялық функция сезіледі. Осы факторлардың біреуі егерде өзгерсе онда ортада басқалардың да өзгеруіне әкеліп соқтырады.
Микроорганизмнің зат алмасуына конструктивті алмасу (жасуша затының биосинтезі) және энергетикалық алмасу (энергия алу) жатады. Бұл процестер жасушада химиялық реакция түрінде жүреді, мұндайда конструкциялық және энергетикалық мақсатта бір ғана сол зат қолданылады. Қоректік орта микрооранизмнің оптимальды өсуін қамтамасыз ететін негізгі затты құрауы керек. Биосинтезді іске асыру үшін жасушаның өсуіне және көбеюіне химиялық элементтің бәрін құрайтын қажет мөлшерді алу керек.
Конструкциялау және энергетикалық мақсатта элементтер ортаға қоспа түрінде қажет мөлшерде келіп түсуі керек, микроорганизм жасанды қабілеттілігімен анықталады; энергия көзінің формасы – оны алу әдісі. Микроорганизмнің жасанды мүмкіндігі және осының арқасында энергияны алу әдісі әр түрлілігімен ажыратылады және қоректену көзінде микроорганизм әртүрлі қажеттілікті қажет етеді. Бұл ортаны құрастыру кезінде міндетті түрде ескерілуі қажет.
Универсальды ортаның бәрі микроорганизмдердің барлығын культивирлеу үшін жарамдысы жоқ. Қоректік ортаның құрамы микроорганизмнің әр түрлі зат алмасуымен және ерекшелігімен анықталады, көбінесе көміртегі көзіне және азот көзі, әр түрлі қатынаста көрсетіледі, және осы кезде минералды фонның аз мөлшерде ауытқуы сезіледі. Бір микроорганизмге және соның өзіне әр түрлі орта қолданылады.
Физикалық жағдайына қарай ортаны үш топқа бөлуге болады: қатты (агар-агарда, желатинде немесе кремниилі пластинкада дайындалады), сұйық және сусымалы үгілгіш (ылғал кебек, бидай).
Әрбір нақтылы микробиологиялық процесс қоректік ортаны дайындау сатысында өзінің ерекшелігі болады және бұл өндірістің көміртегі көзі болуына байланысты. Еріген көміртегі көзі (мысалы қант) алдын ала суда ериді, ерітіндіні белгілі концентрацияға жеткізеді, кішірек араластырғышы бар ашық реакторда, содан кейін жабық реакторға – түбі тегіс ыдысқа береді, бу жүргізуге арналған барбатаж қондырғымен жабдықталған. Ерімеген көміртегі көзі араластырғышы бар реакторда суда мұқият суспензияланады және суспензияны араластырғыш-реакторға ауыстырады. Крахмал құрайтын шикізатты алдын ала клейстрлейді. Минералды тұздарды араластырғышы бар реакторда ерітеді реактор-араластырғышқа берер алдында шламды (гипс және басқа ерімейтін тұнбаларды) жою үшін сүзеді. Микроэлемент ерітіндісі жеке бөлек дайындалады. Реактор-араластырғышқа берілетін қажет мөлшердегі компонеттерді мұқият араластырады, ортаның рН мәнін қажет мәнге жеткізу үшін, қышқыл немесе аммиакты суды қосады.
Қоректік ортаны дайындауға арналған реакторлар қуаттылығы жоғары араластырғышпен жабдықталады, сондай-ақ сұйықтықты араластыру барысында айналғанда шашырап төгілмес үшін бөлгіш қоршаулармен жабдықталады.Қоректік ортаның құрамына қарай араластырғыш қондырғының түрін таңдайды, аппарата әр түрлі көміртегі көзін (еріген қант, араласқан меласса, крахмал клейстеризациясы) дайындау үшін және реактор-араластырғыштың өзін қоректік ортаны дайындау үшін таңдайды. Реактор-араластырғышта қоректік ортаны дайындауда залалсыздықты ұстау керек.
Өндірісте қолданылатын көміртегі көзіне байланысты, әрбір нақтылы биотехнологиялық процестерде қоректік ортаны дайындау сатысының ерекшеліктері бар. 5 cуретте қоректік ортаны дайындаудың жалпы технологиялық сызба нұсқасы келтірілген.
