СЫРЬЕ ДЛЯ БИОСИНТЕЗА И ОЦЕНКА ЕГО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

Сырье для процессов ферментации прежде всего решает проблему формирования питательных сред, в которых должны содержаться необходимые элементы для наращивания биомассы; среда так же является средой обитания микроорганизмов. Если рассматривать биомассу как набор элементов, то он предстанет в следующем виде: углерод (50%), водород (8%), кислород (20%), азот (14%), фосфор (3%) и сера (1%), составляющих до 95 – 97% сухой массы клеток. Кроме того в клетках содержатся 3 – 4% макроэлементов: калий (до 1%), натрий (до 1%), кальций (до 0,5%), магний (до 0,5%), железо (до 0,2%).

Микроэлементы входят в состав биомассы в следовых количествах (до 0,3%), в том числе марганец, кобальт, медь, молибден, цинк, бор и т.д. Повышенные концентрации этих элементов оказывают ингибирующее действие на развитие микроорганизмов, но без их микродоз обойтись нельзя. Витаминытребуются для развития многих микроорганизмов ауксогетеротрофов – не способных синтезировать их самостоятельно. Чаще всего необходим комплекс витаминов группы В – тиамин, никотиновая кислота, пантотеновая кислота, пиридоксин, инозит и биотин (последнего недостает чаще всего). Но количество витаминов требуется довольно малое, они могут находиться в натуральном сырье. Потребности микроорганизмов в питании разнообразны, они зависят от физиологии и являются основой рецептуры сред. Универсальных сред нет.

По физическому состоянию среды могут быть твердые, жидкие и сыпучие (увлажненные отруби, зерно, солома, опилки). По составу среду могут быть натуральными или синтетическими. Натуральные среды включают в себя продукты растительного и животного происхождения, сложные и непостоянные по составу. Синтетические среды составляются из определенных химических соединений, обычно из небольшого числа веществ. Они более дороги и менее продуктивны. В них то и необходимо вносить микро- и макроэлементы, а также витамины.

Сырье представляет собой имеющиеся в распоряжении конкретные вещества, чистые или комплексные, которые содержат необходимые питательные компоненты. Они должны быть доступными и не очень дорогими, не содержать вредных примесей. Поэтому на каждый вид используемого сырья должны быть стандарты, определяющие его качество.

Вода – по массе самый значительный вид сырья, хотя и самый дешевый. Многие продукты биотехнологических производств определяются количеством воды (взять хотя бы пиво и вино). Как и к другим компонентам сырья к воде применимы требования.

Вода должна быть биологически чистой (не более 100 микроорганизмов на 1 мл воды), бесцветной, без привкуса и запаха, не должна давать осадок. Сухой остаток после выпаривания не должен превышать 1 г/л, жесткость – не более 7 мг-экв/л. Слишком жесткая вода неблагоприятно влияет на процесс ферментации. По содержанию вредных примесей введены следующие ограничения:

- Свинец – до 0,1 мг/л;

- Мышьяк – до 0,05 мг/л;

- Фтор – до 1,5 мг/л;

- Цинк – до 5 мг/л;

- Медь – до 3 мг/л.