Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Волова Т.Г. -> "Производство белка на водороде" -> 23

Производство белка на водороде - Волова Т.Г.

Волова Т.Г., Окладников Ю.Н., Сидько Ф.Я. Производство белка на водороде — М.: Наука, 1981. — 151 c.
Скачать (прямая ссылка): proizvodstvobelkanavodorode1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 62 >> Следующая

58
Сф,ме/л
Рис. 29. Зависимость удельной скорости роста водородных бактерий ц от концентрации азота в околоклеточной среде Сф.
азот питательной среды. Однако при увеличении концентрации азота более 300 мг/л удельная скорость роста бактерий падает. Следует иметь в виду, что при больших концентрациях мочевины в околоклеточной среде накапливается аммиак, образующийся из мочевины под воздействием уреазы. Это вызывает увеличение pH среды и ингибирует рост бактерий.
Как показали опыты, при использовании бактериями в качестве источника азота мочевины примерно половина остаточного азота представлена аммонийной формой. Поэтому четко прослеживается зависимость между изменениями остаточной концентрации азота в среде и величиной pH (рис. 30).
Измерения, аналогичные азотным, выполнены с другими биогенными элементами: фосфором, калием, магнием и серой. В серии поисковых опытов определены концентрации этих элементов в питательной среде, которые обеспечивают нелими-тированный рост водородных бактерий, т. е. найден так называемый «идеальный», или «нормальный», состав клеток [Ket-chum, 1954], из которого исходят при составлении сбалансиро-
Рие. 30. Динамика pH среды в зависимости от остаточной концентрации азота.
1 — pH; концентрации азота в среде: 2 — общего, з — аммиачного.
59
Таблица 6
Некоторые характеристики минерального питания A. eutrophus Z-1
Элемент Границы физио-логического действия, мг/л Потребности в элементе для синтеза биомассы, мг/г сух. в-ва Константа насыщения
Азот 20—300 120,0+0,5 6,5-10'3
Фосфор 18—1400 17,8+1,0 3,2-10'4
Сера 5—350 5,2±0,3 6,0-10'5
Калий 4—550 4,1+0,2 3,6-10"5
Магний 4-430 4,3±0,4 5,0-10'5
ванного питательного раствора [Кеслер, 1974] (табл. 6). Уменьшение удельного поступления названных элементов лимитирует рост бактерий. При этом снижается удельная скорость роста и внутриклеточная концентрация элементов (рис. 31) и изменяется их биохимический состав. Исследование динамики удельной скорости роста бактерий в зависимости от условий минерального питания позволило найти величины, которые характеризуют физиологию питания водородных бактерий и очень важны для управляемого культивирования микроорганизмов (см. табл. 6 и рис. 31).
Удельное потребление минеральных элементов клетками может изменяться в некотором диапазоне. Его нижняя граница определяет минимально возможную концентрацию элемента, ниже которой рост клеток лимитируется. Феномен влияния концентрации солей в среде на длительность лаг-фазы водородных бактерий отмечен только для штамма 9-5 [Goto е. а., 1977 ]. Другие водородные бактерии, например Alcaligenes, не реагируют на начальную концентрацию среды в лаг-фазу роста.
Как установлено, в проточной культуре [Кеслер, 1974] значительное изменение остаточных концентраций фосфата, серы, калия и магния в среде не влияет на удельную скорость роста бактерий и характер включения элементов в биомассу. Важно отметить, что физиологический порог остаточных концентраций указанных элементов близок к нулю. Этим открывается возможность осуществления процесса культивирования
A. eutrophus Z-1 практически со 100%-ной утилизацией минерального субстрата и становится реальным применение следующей формулы расчета концентрации элементов в питательной среде:
^пит = (29)
т. е. без учета остаточной концентрации элементов в околокл»-точной среде.
60
О 10 100 500 1000 2000 6000
Концентрация элементов в среде, мг/л
Рис. 31. Зависимость удельной скорости роста водородных бактерий (1) и внутриклеточного содержания минеральных элементов (2) от их концентрации в среде.
В подтверждение этому испытана питательная среда, сбалансированная с составом биомассы A. eutrophus Z-1, которая содержала из расчета на 1 г биомассы фосфора — 18,3 мг, калия — 4Д магния — 4,8, серы — 5,4 мг. Очевидно, что в условиях интенсивного роста недостаток какого-либо элемента проявляется в течение первого цикла удвоения биомассы, что незамедлительно влечет за собой исчерпание элемента из околоклеточной среды и уменьшение удельной скорости роста бактерий. Однако в данном случае в течение длительного времени (Ю и более циклов удвоения биомассы) процесс роста водородных бактерий оставался устойчивым. При этом остаточные Концентрации минеральных элементов поддерживались близкими к нулевым, т. е. субстрат утилизировался практически
Водностью.
61
Возможность осуществления процесса культивирования микроорганизмов на средах с низкими остаточными концентрациями минеральных элементов зависит в основном от точностд устройства, поддерживающего постоянство концентрации биомассы в суспензии, и от оперативности контроля за химическим составом среды. При незначительном увеличении концентрации клеток в суспензии или задержке поступления питательного раствора динамическое равновесие между поступлением элементов и потреблением их клетками нарушается, и рост микроорганизмов начинает лимитироваться минеральным субстратом. Поэтому в реальных условиях для стабилизации процесса в питательные растворы вводят некоторое избыточное количество элементов, и расчет питательной среды проводится по формулам
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 62 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed