ГОСы Все предметы / Биотехнология / 12.6 шиконин

12. 6. В процессе ферментации растительных клеток для увеличения выхода целевого продукта (например, шиконина) было предложено значительно увеличить объем ферментера (более 2000 л), использовать трехлопастную мешалку, увеличить подачу кислорода и повысить влажность среды с 50% до 60-70%.

Определите, какие ошибки были допущены при выборе условий ферментации.

Шиконин – краситель и фармацевтический препарат получают при культивировании растительных клеток воробейника краснокорневого Lithospermum erythrorhizon. Красные нафтохиноновые пигменты (производные шиконина) известны как антибактериальные и противоопухолевые вещества. Также используются при лечении рожистых воспалений, микробной экземы, трофических язв и ран.

1) Культуры растительных клеток способны осуществлять полный синтез сложных веществ, обычно вторичных метаболитов, из простых компонентов среды. Шиконин – вторичный метаболит. Поэтому увеличение объема ферментера может привести к увеличению биомассы, а не вторичного метаболита.

2) Трехлопастную мешалку обычно используют для увеличения эффективности перемешивания. Однако, при таком способе перемешивания легко травмировать растительные клетки. При культивировании растительных клеток используют альтернативные способы перемешивания – турбинные, восходящим потоком воздуха, встряхиванием.

3) увеличение подачи кислорода целесообразно при выращивании микроорганизмов-аэробов. Потребность растительных клеток в кислороде понижена из-за низкой интенсивности дыхания этих клеток.

4) повышение влажности среды при выращивании растительных клеток целесообразно.

Для получения максимального выхода вторичного метаболита (шиконина) необходимо разделять во времени или в объеме фазу роста клеток и фазу образования вторичного метаболита.

Процесс получения красителя и фармацевтического препарата шиконина проводят в 3 стадии в культуре растительных клеток Lithospermum erythrorhizon. Клетки сначала выращивают в аэрируемом реакторе, на второй стадии культурум переносят в меньший реактор со средой, которая стимулирует образование шиконина. Далее культуру переносят в третий емкостный реактор, в котором в течение 14 сут. шиконин накапливается в клетках. Общая продолжительность процесса – более трех недель. Показано, что такая малая производительность метода не является недостатком. Стоимость шиконина очень высокая.