Негізгі элементтің көзі

Көміртегі көзі ретінде көптеген микроорганизмдер органикалық заттарды ассимилирлейді. Микроорганизмдер қолданған көміртегі көзіне тәуелсізсыз өзінің құрамына сәйкес биполимерлерін тұрғызады, ген аппаратында физиологиялық ерекшелігі мен түрлері бойынша қарастырылады.

Микроорганизм жасушасындағы көміртегі құрамы ораша 50% құрайды (құрғақ массаны есептегенде) сондықтан қоректік орта құрамына кіретін көміртегі көзі, заттың ішінде негізгі орын алады. Микроорганизмнің әр түрі әсіресе көміртегі көзіне өзгеше қарайды. Автотрофты-микроорганизмдер жалғыз ғана көміртегі көзі ретінде көміртегі диоксидін қолданады. Гететрофты-микроорганизмдер үшін көміртегі көзі ретінде әр түрлі органикалық қосылыстар атқарады: көмірсулар, спирттер, органикалық қышқылдар, липидтер, көмірсулар және басқада көміртегін құрайтын заттар.

Микроорганизмдер азотпен қоректенуде кеміртегіне жақын, соңғысына көлемі бойынша орын береді. Элементік анализдегенде микроорганизмнің құрамында көміртегіне қарағанда азот 5-6 есе аз көрсетілген, демек микроорганизмнің көміртегін тұтынуы энергетикалық мақсатқа сай жұмсалады. Сондықтан қоректік ортадағы көміртегінің құрамы азот көзіне қарағанда екі есе көп. Азотты сіңірген микроорганизм, негізінде жасуша ішінде қалып қояды, онда көміртегін жұтуда жасушада тек азырақ бөлігі ұсталады. Көптеген микроорганизм продуценті үшін азот көзі болып күрделі органикалық заттар сонымен қатар неорганикалық азот құрайтын заттар саналады. Микроорганизмдер тобы бос күйде азотты сіңіруді, оны азотфиксатор деп атайды. Қоректік ортада азоттың азырақ жетіспеуі жасушаның «семіруіне» әкеледі, демек ақуыздың және амин қышқылды фракцияның кемуінің есебінен липидтердің құрамы көбейеді.

Сондықтан өндірісте, әсіресе ақуызбен байытылған азықтық ашытқыны алуда барлық уақытта ортада азоттың кем болмауын қадағалау керек.

Фосфор қоректік ортаның ең негізгі элементі болып саналады. Ол жасушада энергетикалық алмасудың орташа ағымда Сюлуын - қаматамасыз етеді, сонымен қатар биожасанды процесті болдырады (ақуыз синтезі және нуклеин қышқылы, глюколиз). Ортадағы культураның өсу жылдамдығы және микроорганизм жасушасындағы фосфордың кұрамы, фосфор концентрациясына байланысты. Фосфор қышқылының ролі микроорганизмнің физиологиясында әр түрлі, Фосфор қышқылы буфер ролін атқарады. Ертіндіге азырақ мөлшерде күшті қышқыддық бөлігін қосқанда әлсіз туз әлсіз қышқылға ауысады:

K₂HPO₄+HCl → K₂HPO₄+KCl

күшті негізді қосқанда қайтымды процесс жүреді:

K₂HPO₄ + KOH → К₂НРО₄+ Н₂О

Олай болса, ерітінді буфер сияқты әсер етеді және ортада қышқыл немесе негіз рH өзгеруіне қарсы болады.

Витамин көзі макро - және микроэлемент.

Микроорганизм жасушасында зат алмасу витаминсіз, макро, және микроэлементсіз жүру мүмкін емес. Витаминді тұтынуына қарай барлық микроорганизмдер екі түрге бөлінеді: ауксоавтортрофты - витаминді синтездеу қабілеті бар және ортаға оларды қосуды қажет етпеуі, және ауксогететротрофты витаминді синтездеу қабілеті жоқ және ортаның құрамыма қосуды қажет етеді. Биотехнологиялық өндірісте қолданылатын кептеген микроорганизм - продуценттері ауксогетеротрофтыға жатады. Көбінесе осылар үшін комплексті В витаминдер тобы қажет оларға тиамин, никотин қышқылы, пантотен қышқылы, пиридоксин, инозит және биотин жатады. Микроорганизмде биотиннің жетіспеуі байқалады. Биотинде микроорганизмнің аз екендігі анықталған.

Микроорганизмнің витаминге қажеттігі әр штамм үшін эксперимент жасалып бекітіледі. Витаминдер фермент негізіне кіреді, олардың ортадағы мөлшері (1л ортада мыңнан бір бөлік мг). Витаминдер шикізатпем бірге кіреді, кейде олар жеке кіреді. Қоректік орта құрамында міндетті түрде макро және микроэлемент болуы керек, ол микроорганизмнің ат алмасуын қамтамасыз етудің тыныс алу процесін активтеуші, тотығу тотықсыздану раекциясын болдыруды, жасушасының өмір сүруге басқа процесті болдырушы, ферментін активті орталық құрамында болады Микроорганизмнің дамуына және өсуіне-үлкен әсерін тигізеді, темір ионын мыс, мырыш, бор, молибден, кобальт және баска да бірқатар элементтер әсер етеді. Микроорганизмдер осы элементтің микромөлшерін қажет етеді, және ол микроорганизм күлділігінің сандық құрамын көрсетеді. Осы элементтің кониентрациясының жоғарылауы микроорганизмнің дамуына және өсуіне ингибирлеуші әсер етеді.

Олай болса, қоректік ортадағы микроорганизмнің дамуын және өсуін қамтамасыз етуде, құрамына қажетті көміртегі, азот, фосфор, макро және микроэлемент витаминнің қажетті мөлшері болуы керек. рН мәні және тотығу тотықсыздану потенциалы анықталады. Әрбір микроорганизм- продуценті үшін көп сатылы бірнеше рет эксперимент жасалып, қолайлы қоректік орта таңдалып алынады. Соңғы кездедері қолайлы қоректік ортаны математикалық моделдеу әдісі мен компоненттің қоректік ортаға қатынасының есебімен таңдап алынады.