42. Требования, предъявляемые к питательным субстратам, используемым в биотехнологических процессах

Питательные среды должны обеспечивать рост, развитие продуцента и эффективный синтез целевого продукта. Для производства ПС необходима сырьевая база.

Часть ПС – вода. В ней растворяются питательные вещества - истинные растворы (хорошо растворимые вещества) или коллоидные растворы (белки, липиды). Некоторые компоненты ПС могут быть в твердом агрегатном состоянии (равномерно распределяются по объему или выпадают в осадок).

ПС могут иметь неопределенный состав и включать биогенные добавки (растительные, животные, :мясной субстрат, кукуруз и рыбная мука, отходы спиртовой и сахарной промышленности) – полноценные питательные среды.

Синтетические ПС – те среды, состав которых четко известен (качественный и количественный) Обычно дороже, чем полноценные. Используются чистые хим соединения.

Подбор сред определяется физиолого-биохимическими особенностями продуцента. Источник углерода и энергии (органич компанент) подбирается эмпирически. Чаще всего используется природное сырье. Оно должно быть:

• Дешевым

• Доступным

• Не содержать токсических соединений, способных накапливаться

Для выращивания микроорганизмов часто используется:

• Меласса (побочный продукт производства сахара)

• Компоненты нефти (делается предварительная очистка или очистка уже полученного продукта)

• Древесная целлюлоза

• Кукурузная и др. солома

Плюсы: то что это возобновляемое сырье и совместимо с окружающей средой и не является загрязнителем.

43. Сырье и питательные среды.

Наиболее важным критерием, определяющим выбор сырья для биотехнологических процессов, являются: стоимость, наличие в достаточных количествах, химический состав, форма и степень окисленности источника углерода и т. п. В настоящее время наиболее широко используемыми и коммерчески выгодными материалами являются крахмал (преимущественно кукурузный), метанол, меласса и сырой сахар. Практически нет сомнения в том, что зерновые (в частности, кукуруза, рис и пшеница) будут основными краткосрочными сырьевыми материалами для биотехнологических процессов именно в тех странах, где развиты интенсивные биотехнологические процессы.

В качестве резюме следует отметить, что биотехнология на современном этапе своего развития преимущественно ориентируется на различные виды недорогого, легкодоступного и возобновляемого сырья, наиболее значимым из которого является растительная масса. При конверсии субстратов в биотехнологических процессах основное внимание обращается на создание безотходных производств, когда побочные продукты одного процесса служат питательными субстратами для последующего.

Среды, предназначаемые для ферментационных процессов

Превалирующим компонентом всех (или почти всех) биотехнологических процессов является вода. В лабораторных условиях можно легко определить специфические потребности любого конкретного организма и затем (с известной долей приближения) экстраполировать на производственный уровень.

Если процесс крупномасштабный, то важным моментом будет доступность субстрата для культивирования (наличие его в требуемых количествах, стабильность, восполняемость, легкость в обращении и сохранении). Стоимость материалов является важным фактором, поскольку внедрение любого биотехнологического процесса в значительной степени зависит от его стоимости по сравнению с существующими методами производства этого же продукта. Неотъемлемым фактором является здоровье работников, особенно при манипуляциях с порошковыми материалами.

Приготовление питательных сред для ферментационных процессов обычно рассматривается как мало интересная часть общей задачи, но фактически оно является краеугольным камнем, обеспечивающим успех всех последующих этапов. Среды неподходящего состава обусловят низкий уровень ростовых процессов и, следовательно, низкий уровень выхода целевого продукта.