5.2. Оптимізація умов культивування мутантного штаму-продуценту треоніну

Для забезпечення підвищення накопичення амінокислот в процесі синтезу необхідно змінити систему регуляції обміну. Для цього треба стимулювати споживання субстрату на певних етапах біосинтезу і виділення амінокислот в середовище або пригнічувати побічні реакції і процеси деградації амінокислот.

Джерелом енергії, необхідним для життєдіяльності мікроорганізмів, можуть бути різні вуглеводи. Досліджено вплив глюкози, фруктози та сахарози на синтез біомаси та треоніну (рис. 5.9).

При вирощуванні культури на різних вуглеводах було встановлено, що найкращим джерелом для синтезу треоніну було середовище з сахарозою. На такому середовищі отримано найбільшу кількість біомаси – 25,8 г/дм³ і треоніну – 8,2 г/дм³; на середовищі з глюкозою, відповідно – 22,3 г/дм³ та 7,9 г/дм³; на середовищі з фруктозою, відповідно – 20,8 г/дм³ та 7,1 г/дм³. В подальших дослідженнях як джерело вуглецю використовували сахарозу.

*

Рис. 5.9 Вплив джерела вуглецю на синтезу біомаси та треоніну

Швидкість накопичення біомаси та швидкість утворення продуктів життєдіяльності залежали від кількості інокуляту. Вивчали вплив концентрації посівного матеріалу на синтез треоніну та приріст бактеріальної популяції (рис. 5.10). Встановлено, що найвищі показники відносної швидкості синтезу треоніну та біомаси були при внесенні у середовище 20% інокуляту.

Рис. 5.10 Відносна швидкість синтезу біомаси та треоніну

Одним із параметрів, що впливав на ріст мікроорганізмів та їх фізіологічну активність, була температура культивування. Накопичення біомаси та синтез треоніну штамом B. flavum IМВ В-7446 (C. glutamicum) в залежності від температури культивування показано на рис. 5.11.

Підвищення температури з 28 до 36⁰С збільшувало накопичення біомаси, подальше підвищення температури до 38⁰С зменшувало накопичення біомаси. Концентрація треоніну при зміні температури з 28 до 32⁰С зростала до 8,8 г/дм³. З подальшим зростанням температури концентрація спадала до 6,0 г/дм³. Подальші дослідження проводили за температури 32⁰С.

*

Рис. 5.11 Вплив температури культивування на синтез біомаси та треоніну

Динаміка утворення біомаси та треоніну бактеріями B. flavum IМВ В-7446 (C. glutamicum) в залежності від зміни швидкості розчинення кисню представлена на рис. 5.12. Максимальне накопичення біомаси відбувалось при швидкості розчинення кисню 10 гО₂/дм³/год, а максимальна кількість накопичення треоніну при 11 гО₂/дм³/год. Збільшення швидкості розчинення кисню пригнічувало ріст біомаси та треоніну. В подальших дослідженнях використовували швидкість розчинення кисню 11 гО₂/дм³/год.

Рис. 5.12 Вплив швидкості розчинення кисню на синтез біомаси та треоніну

Для оптимізації умов культивування досліджували залежність концентрації треоніну від внесених в середовище різних ростових субстратів (табл. 5.1, табл. 5.2).

Таблиця 5.1