- •Лабораторна робота 1 Глибинне культивування Asp. Niger з метою одержання лимонної кислоти
- •Перше заняття
- •1. Готування посівного й ферментаційного середовищ
- •2. Визначення рН посівного й ферментаційного середовищ і доведення до рН 7,0
- •3. Визначення сухих речовин методом рефрактометрії
- •4. Визначення вмісту цукру за методом Бертрана
- •Друге заняття
- •1.Визначення біомаси
- •2. Визначення рН середовища
- •3. Визначення загальної кислотності
- •4. Визначення вмісту цукру в культуральній рідини по Бертрану
- •5. Визначення лимонної, щавлевої й глюконової кислот й їхній розрахунок
- •Лабораторна робота 2 Культивування цвілевого гриба Asp. Niger поверхневим способом з метою одержання лимонної кислоти
- •Перше заняття
- •1. Підготовка посуду для стерилізації
- •2. Готування живильного й з її стерилізація
- •3. Визначення концентрації сухих речовин у вихідному середовищі
- •4. Визначення рН середовища
- •6. Засівання стерильного середовища спорами продуцента, характеристика умов культивування
- •Друге заняття
- •2. Визначення в збродженому розчині загальної титруємої кислотності й знімання кислоти г/м2 за добу
- •3. Визначення лимонної, щавлевої й глюконової кислот й їхній розрахунок
- •3.2. Визначення щавлевої кислоти
- •4. Визначення сухої ваги міцелію й розрахунок його продукуючої здатності по лимонній кислоті
- •5. Визначення в середовищі залишкового цукру
- •6. Розрахунок кількості спожитого цукру
- •7. Розрахунок виходу лимонної кислоти від спожитого цукру
- •Додатки
- •Застосування органічних кислот
1. Підготовка посуду для стерилізації
Посуд і матеріали: склянки ємністю 700 – 800 мл і площею дна – 0,4 дм3, вата, марля, вихідний посівний матеріал, фільтри паперові, мірна колба на 50 мл, індикаторний універсальний папір, лійка, конічна колба на 250 мл, 1%-ні розчини: NH4C1, КН2РО4, ZnО4; 10%-ний р-н K4[Fe(CN)6]; глюкоза кристалічна, сахароза кристалічна, розведений р-н меляси, мірні циліндри на 500 мл, 100 мл, піпетки на 10 мл, 5 мл, конічні колби на 500 мл, 5%-ний розчин НС1, насичений розчин Na2CO3, розчин J2, реактив Фелінга А, реактив Фелінга Б, дистильована вода, сірчанокисле залізо в сірчаній кислоті, 0,1 Н перманганат калію.
Устаткування: термостат, рН-метр, рефрактометр, водяна баня, електроплитка, бюретка. Склянки ємністю 700 – 800 мл миються, насухо витираються й закриваються ватномарлевими серветками. Серветки виготовляються з ватяного «полотна», для цього відокремлюється шар вати в 2 – 3 см по можливості рівномірний по товщині й з нього ножицями вирізує коло діаметром 17 – 18 см. Коло вати покривається із двох сторін двома шарами марлі й прошивається квадратами 2×2 см. Серветка повинна бути або прив'язана мотузкою, або схоплена гумкою.
На кожен варіант досліду заготовлюється по дві склянки. Закриті склянки завантажуються в автоклав і стерилізуються 30 хв при 0,5 ати.
2. Готування живильного й з її стерилізація
Варіанти середовищ для культивування гриба Asp. niger штам 119 представлені в табл.2.
Таблиця 2
Номер варіанта |
Найменування й вміст джерел вуглецю в середовищі |
Кількість мл сольових розчинів, що додаються | ||||||||||
меляса |
сахароза |
глюкоза |
1% р-н NH4C1, КН2РО4, ZnSО4 додається в співвідношенні 1:1:1 |
10% р-р K4 [Fe(CN)6] |
Кількість Н2О
| |||||||
дозування по цукру, % |
мл розведеного р-ну меляси |
% |
г на варіант |
% |
г на варіант | |||||||
1 |
17,0 |
850 |
|
- |
- |
- |
4,5 |
10 |
- | |||
2 |
13,6 |
680 |
3,4 |
27,2 |
- |
- |
4,5 |
8 |
2 | |||
3 |
8,5 |
425 |
8,5 |
68,0 |
- |
- |
4,5 |
5 |
5 | |||
4 |
3,4 |
170 |
13,6 |
108,8 |
- |
- |
4,5 |
2 |
8 | |||
5 |
- |
- |
17,0 |
136,0 |
- |
- |
4,5 |
0,5 |
9,5 | |||
6 |
13,6 |
680 |
- |
- |
3,4 |
27,2 |
4,5 |
8 |
2 | |||
7 |
8,5 |
425 |
- |
- |
8,5 |
68,0 |
4,5 |
5 |
5 | |||
8 |
- |
- |
- |
- |
17,0 |
136,0 |
4,5 |
0,5 |
9,5 |
Вихідний розчин меляси готується відразу для всіх варіантів, до складу яких входить цей компонент.
1,2 кг меляси заливають 2000 мл киплячої водопровідної води, доводять цей розчин до кипіння й кип'ятять 10 хв. Із цього розчину беруть пробу й визначають у ній рН потенціометричним методом. Для готування середовища рН розчину меляси повинен бути 7,0, тому що рН = 8 затримує проростання спор, а при рН = 4,5 – 5 вони зовсім не проростають.
Залежно від того, яке було рН розчину меляси, його або підлужують содою, або підкисляють 1н H2SО4.
Для того, щоб не помилитися, беруть 100 г розведеного розчину меляси, визначають її рН й якщо воно лужне, те потенціометрично відтитровують її з бюретки 1н H2SO4. Якщо меляса кисла, то беруть певна масову кількість соди (NaHCО3) і додають її до стійкого рН – 7,0. Залишок невитраченої соди зважують і за різницею визначають її кількість, необхідну для нейтралізації кислої меляси.
Потім, виходячи з результатів усереднення розчину меляси, роблять розрахунок необхідної кількості соди або 1н H2SО4 на всю пробу – 3100 г розчину меляси. Розраховану кількість нейтралізатора вносять у загальний обсяг розчину, ретельно перемішують 5 хв і знову беруть пробу для перевірки рН. Якщо потенціометр показує рН від 6,8 до 7,2 , уважають, що вихідний розчин меляси готовий для подальшого готування середовища. Якщо рН менше або більше, усе повторюється заново, тобто знову проводиться потенціометричне титрування й проводяться відповідні розрахунки.
Після усереднення обсяг меляси доводить до 3500 мл водопровідною водою. У такому розчині буде цукру приблизно в 3 рази менше. Вихідна меляси має вміст цукру 48 – 50%, тобто в 1200 г його буде ~ 600 г, а в розведеному розчині відсоток його понизиться ~ в 3 рази, він буде ~ 17,5%, тобто кожні 100 мл будуть містити 17 г цукру. Цей розчин є вихідним для готування середовища.
У середовищі для промислового культивування Asp. niger штам 119 повинно міститися вуглеводів 16 – 17%, тому у варіантах середовищ вибирається така кількість джерел вуглецю, щоб їх містилося приблизно 16 – 17% (табл.2).
Беруть, відповідно до дозувань, зазначених у табл. 2, необхідну кількість розведеного мелясного розчину, потім вносять у нього, якщо це необхідно, наважки сахарози або глюкози, ретельно перемішують і доводять обсяг до 850 мл. У варіанті 1-ому просто відміряється 850 мл вихідного мелясного розчину, а у варіантах 5-ому й 8-ому наважки цукру розчиняються в гарячій воді й обсяг розчину доводить до 850 мл водою. Далі до 850 мл приготовленого середовища додається, згідно з даними табл. 2, розчини солей і вода. У результаті утворюється вихідний обсяг середовища 850 мл + 4,5 + (Σ=10 мл), рівним 864,5 мл.
Це готове поживне середовище нагрівають до кипіння й кип'ятять 10 – 15 хв, потім його прохолоджують і розливають по 400 мл у дві конічні колби, закривають колби ватяними пробками, паперовими ковпаками й стерилізують в автоклаві при 0,5 ати протягом 30 хв. Після стерилізації колби виймають, прохолоджують і готують до засівання.