3.2. Вибір попередників та синтез поверхнево-активних речовин залежно від моменту їх внесення

Одним з підходів до підвищення ефективності технологій отримання продук­тів мікробного синтезу є внесення екзогенних попередників у середовище культивування продуцента. Так як до складу ПАР N. vaccinii K-8 входять ліпіди, то було вирішено використання цитрату як попередника культивування. Цитрат є ефективним стимулятором ліпогенезу (це пояснюють активуючим впливом цитрату на фермент ацетил-КоА-карбоксилазу, який каталізує перетворення ацетил-КоА на малоніл-КоА, що, у свою чергу, супровод­жується підвищенням синтезу жирних кислот, а отже, і ПАР ліпідної природи) [10]. В 80-90-х роках ХХ ст. рядом дослідників було встановлено стимулюючий вплив цитрату натрію на синтез ПАР мікроорганізмами [46]. Але у даних дослідженнях концентрація цитрату становила 0,5-1,0 %, і вносили його лише на початку культивування, що дозволяє розглядати цитрат не як регулятор синтезу ліпідів, а як додатковий ростовий субстрат. На кафедрі біотехнології і мікробіології було показано можливість інтенсифікації синтезу ПАР штамами A. calcoaceticus K-4 та R. erythropolis ЕК-1 внесенням цитрату у значно нижчих концентраціях [10, 11].

На першому етапі досліджень необхідно було визначити момент внесення попередників у поживне середовище для культивування.

В ході дослідження впливу цитрату натрію на синтез ПАР штамом R. erythropolis EK-1 було встановлено, що при внесенні цитрату на початку культивування спостерігалося лише певне підвищення рівня біомаси, але не синтезу ПАР. Навпаки, кількість синтезованих ПАР зменшувалась порівняно з вирощуванням R. erythropolis ЕК-1 на середовищі без попередників. У випадку його внесення у кінці експоненційної – на початку стаціонарної фази росту вдалося інтенсифікувати синтез ПАР [10, 11].

Подібну ситуацію спостерігали і для A. calcoaceticus К-4. При внесенні цитрату на початку процесу культивування в концентраціях 0,01–0,05 % кількість синтезованих ПАР A. calcoaceticus K-4 збільшувалась максимум на 12 % (0,02 % цитрату). В разі внесення такої самої концентрації цитрату на початку стаціонарної фази росту кількість синтезованих ПАР збільшувалася на 45 % .

У першому експерименті було вирішено дослідити вплив цитрату на синтез ПАР N. vaccinii K-8 у нижчих концентраціях (0,01-0,05 %).

Як бачимо із отриманих результатів (табл. 3.3), у випадку N. vaccinii K-8 спостерігається ситуація, подібна з вищеописаними. Цитрат натрію, внесений на початку культивування, не спричиняв позитивного впливу на синтез ПАР, а більше того, проявлялося певне інгібування, пропорційне концентрації внесеного цитрату

Таблиця 3.3

Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від моменту внесення та концентрації цитрату натрію

Концен-трація цитрату, % мас.	Фаза росту	ПАР*	ПАР*, % від контр.	Е24, %	Е24 від контр.,%	Біомаса, г/л
0	-	2,0±0,1	-	60±3,0	-	1,0±0,05
0,01	почат.	2,0±0,1	100,00	57±2,9	95,8	1,1±0,06
	стац.	2,1±0,11	105,00	64±3,2	108,2	0,9±0,05
0,02	почат.	1,8±0,09	90,00	59±3,0	98,4	1,1±0,06
	стац.	2,1±0,11	105,00	60±3,0	100,3	1,0±0,05
0,03	почат.	1,3±0,07	65,00	66±3,3	110,7	1,0±0,05
	стац.	2,1±0,11	105,00	65±3,3	109,0	0,9±0,05
0,04	почат.	1,4±0,7	70,00	67±3,4	112,1	1,1±0,06
	стац.	2,3±0,12	115,00	65±3,3	109,7	1,0±0,05
0,05	почат.	1,1±0,06	55,00	62±3,1	103,9	1,1±0,06
	стац.	2,3±0,12	115,00	60±3,0	101,0	0,8±0,04

Виходячи з того, що у складі ПАР присутні гліколіпіди можливим є використання і фумарату. Він є попередником глюконеогенезу, і забезпечує поставку вуглеводів, а отже і гліколіпідів. Внесенням фумарату вдалося підвищити рівень синтезу ПАР A. calcoaceticus K-4 та R. erythropolis ЕК-1 [10, 11].

Щодо оптимальної фази внесення фумарату, то для A. calcoaceticus K-4 внесення останнього на початку процесу культивування є менш ефективним порівняно з внесенням його на початку стаціонарної фази росту (підвищення синтезу ПАР на 45 % проти 12,5 %). У випадку R. erythropolis ЕК-1 внесення фумарату на початку культивування на середовищі з етанолом супроводжувалося певним підвищенням рівня біомаси, а не умовної концентрації ПАР, введення ж фумарату на кінці експоненційної - початку стаціонарної фази росту дало змогу інтенсифікувати синтез ПАР.

Враховуючи позитивний вплив цитрату на початку стаціонарної фази росту (це може свідчити, що синтез ПАР відбувається у ідіофазі), а також вищенаведені результати для інших штамів, фумарат, як і цитрат, було вирішено вносити саме у цю фазу росту.