22. Первичные и вторичные метаболиты. Особенности образования.

См 3 и 4

23. Ассимиляция жиров микроорганизмами.

Различные физико-химические факторы, а также микроорга­низмы, могут вызывать разложение и порчу жиров.

Начальной стадией разрушения жиров является их гидролиз (омыление) на глицерин и жирные кислоты. Этот процесс легко происходит при высокой температуре под действием щелочей или кислот. Под влиянием ферментов (липаз) гирдолиз проте­кает при обычной температуре. Омыление жиров при воздей­ствии ферментов происходит, например, во время переваривания жиров в пищеварительном тракте животных. Ферменты, разру­шающие жиры, вырабатываются многими микроорганизмами.

Образовавшиеся в результате гидролитического расщепле­ния глицерин и жирные кислоты затем подвергаются дальней­шему разрушению. Наиболее легко разрушается глицерин, слу­жащий для многих микроорганизмов источником углерода. Разрушение глицерина может происходить в аэробных и анаэробных условиях.

Жирные кислоты менее подвержены разрушению, однако и они постепенно окисляются, преимущественно в аэробных усло­виях. Конечной стадией разрушения глицерина и жирных кислот является их минерализация, сопровождающаяся образованием углекислого газа и воды.

Наиболее активно разлагают жиры некоторые пигментные и флуоресцирующие бактерии, микрококки и актиномицеты, а также плесневые грибы, особенно оидиум лактис и многие виды из родов аспергиллус и пенициллиум.

Разложение жиров микроорганизмами в почве и воде про­исходит постоянно, оно является составной частью общего кру­говорота веществ в природе.

Порча пищевых жиров микробами нередко наносит большой ущерб. Развитию в жирах микроорганизмов способствует нали­чие в них воды и органических примесей. Поэтому чем меньше влаги содержится в жире и чем полнее он очищен от примесей, тем лучше сохраняется.

24. Влияние состава питательных сред и условий культивирования на рост и образование продуктов.

Микроорганизмы используют питательные вещества среды не только на построение клеточного вещества, но и на обеспечение энергией всех биохимических превращений в клетке. В процессе роста культуры состав среды меняется, это оказывает влияние на развитие культуры и ее биосинтетическую способность.

Часто сырьем для выращивания микроорганизмов служит материал,который они не в состоянии использовать без предварительной подготовки (целлюлоза, гемицеллюлоза, крахмал, пектин и т. д.). В этих слу-

чаях для приготовления питательной среды биополимеры предварительно гидролизуют ферментативным или химическим способом дополучения усвояемой формы.

Наибольшее значение среди веществ питательной среды имеет углерод. Он входит в состав почти всех органических соединений клетки:

аминокислот, белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов.

Большинство микроорганизмов, применяемых как продуценты белков и аминокислот, в качестве источника углерода используют органические вещества. Клетки сине-зеленых водорослей используют диоксид углерода. Непосредственным источником углерода могут быть

углеводы несложного строения: гексозы, пентозы, низкомолекулярные олигосахариды, органические кислоты, спирты, жирные кислоты, легкие и тяжелые углеводороды и др.

Азот микроорганизмы усваивают только в виде неорганических солей, кислот, органических соединений. Незначительный недостаток азота в питательной среде приводит к «ожирению» клеток, т. е. к повышению содержания в них липидов за счет уменьшения белковой и

аминокислотной фракции. Поэтому в производственных условиях при получении обогащенных белком кормовых дрожжей следят за тем, чтобы в среде не было недостатка азота.

Источниками фосфора являются соли фосфорной кислоты. Их вносят в среду с различными естественными субстратами (отварами растительных тканей, мукой, кукурузным экстрактом), реже – с синтезированными соединениями (фитин). В клетке фосфор входит в состав АТФ, АДФ, АМФ, обеспечивая энергетический конструктивный обмен.

Состав питательной среды для каждого продуцента устанавливают экспериментально. Это трудоемко и требует глубоких знаний физиологии микроорганизма. Для обеззараживания питательных сред применяют дезинфекциию, воздействие температуры и других физических факторов (ультразвук,ультрафиолетовое облучение, ультрафильтрация). Каждый из этих методов весьма избирателен. В биотехнологии широко применяют термические методы обеззараживания (автоклавирование, стерилизацию, кипячение, пастеризацию и др.).

Состав среды и оптимальные режимы определяют двумя способами: длинным многостадийным эмпирическим подбором и использованием математических методов планирования эксперимента. Первый

способ является самым распространенным в настоящее время.