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.

Сырье должно быть:

· Дешевым

· Доступным

· Не содержать токсических соединений, способных накапливаться

· Полноценность (должны присуствовать все необходимые для роста комнонеты)

· Стерильность (среда должна быть свободна от м-орг.)

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.

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.

Для жизнедеятельности микроорганизмов существенное значение имеют не только состав питательной среды, но и такие факторы, как плотность среды, аэрация, температура, свет и влажность. Развитие микроорганизмов возможно лишь в определенных диапазонах значения каждого фактора, причем для различных групп микроорганизмов они часто

неодинаковы. Так как рН среды имеет решающее значение для роста многих микроорганизмов, то в приготовленных средах всегда следует определять значение рН, которое может изменяться в процессе стерилизации. Поэтому после стерилизации рН следует повторно проверить и, если это требуется, установить нужное значение, стерильными растворами низкой кон

центрации кислоты или щелочи. В процессе культивирования микроорганимов рН среды часто меняется и для того, чтобы не допустить чрез-мерного изменения и удержать его на необходимом уроне, используют различные приемы. Иногда в среды добавляют буферные растворы или избыточное количество мела, который нейтрализует образующиеся ки-

слоты. Лучше всего контролировать рН среды в ферментерах, применяе-мых для проточного культивирования.