Fosfor.

Źródło:

• nieorganiczny PO₄^3-, dodawany do pożywki w postaci fosforanów potasu, sodu, magnezu i amonu.

• organiczne-> fosforan glicerolu.

Fosfor reguluje:

• tworzenie się wielu metabolitów drugorzędowych

• metabolizm węglowodanów i lipidów

• produkcję i wydzielanie wielu kwasów org. o znaczeniu przemysłowym, np. kwas cytrynowy

• Dodatkowo jest ważnym składnikiem struktury DNA i RNA, ścian komórek bakterii Gram-dodatnich

SIARKA.

źródło:

• nieorg. SO₄^2-( wykorzystuje go większość bakterii i grzybów; wyjątkiem są bakterie metanowe

• siarczan(v) amonu

• S^2-; przy dużych stężeniach wytrąca wiele jonów metali, co prowadzi do deficytu pierwiastków śladowych

• siarczan(VI)sodu; silny czynnik redukujący, obniża potencjał oksydo-redukcyjny.

• Większość siarki komórkowej jest obecna w białku, w aminokwasach zawierających siarkę- L-cysteina, L-cystyna, L-metionina stymulują one wzrost drobnoustrojów.

POTAS.

• główny nieorg. kation w komórce

• większość jonów potasu jest związana w rybosomach bakterii prokariotowych

• jon potasu jest kofaktorem w niektórych enzymach

• jon potasu jest niezbędny w metabolizmie węglowodanów oraz w procesach przenoszenia

• jon potasu są ważnymi regulatorami wzrostu

Źródło:

• K₂SO₄

• K₂HPO₄

• KH₂PO₄

MAGNEZ.

ŹRÓDŁO:

• MgSO₄ *7H₂O

• Obceność magnezu jest niezbędna w rybosomach bakterii i grzybów. Jest on kofaktorem enzymów i występuje ścianach komórek oraz w membranach.

MIKROELEMENTY.

• Wszystkie bakterie i grzyby potrzebują do wzrostu jonów Mn²⁺ i Zn²⁺; z wyjątkiem Lactobacillus sp.

• Wszystkie bakterie i grzyby potrzebują obecności jonów Fe²⁺.

• W specyficznych warunkach wzrostu;( np. stres) dla wielu bakterii i grzybów są niezbędne jony: Cu, Co, Mo, Ca, Na, Cl, Ni i Se.

• Mikroelementy rzadko niezbędne: B, Al, Si, As, V, Sn, Be, Br, Zr, W, Li i L.

• Do większości pożywek mikroelementy są dostarczane z surowcami oraz z wodą. Czasami jednak należy uzupełnić zawartość mikroelementów.

• Mikroelementy występują w pożywce w stężeniu 10^-9 – 10^-6 mol/dm³. Stężenia wyższe od 10 ^-6 są dla drobnoustrojów toksyczne.

• Zazwyczaj mikroelementy są dodawane do pożywek w postaci dobrze rozp. chlorków i azotanów (v).

• Jony Fe³⁺ są dodawane w postaci cytrynianu żelaza, ponieważ chlorek żelaza (III) w środ. kwaśnym ulega wytrąceniu.

• Molibden jest dostarczany jako np. Na₂MnO₄

• Selen jest dostarczany jako Na₂O₄Se.

STYMULATORY WZROSTU.

• Są to albo grupy prostetyczne, albo związki blisko spokrewnione z gr. prostetycznymi enzymów lub koenzymów. Dla metabolizmu drobnoustr. są to subst. podstawowe. Stymulatory działają w małych ilościach, bo znajdują się w ciągłej cyrkulacji. Substancja jest składnikiem wzrostowym, gdy trzeba ją doprowadzić z zewnątrz w stanie gotowym.

witaminy.

• znaczenie mają wit. z grupy B

• wiele surowców stosowanych w procesach fermentacji zawiera odpowiednie stężenie witamin niezbędnych do wzrostu drobnoustrojów.

• Biotyna i tianina, najczęściej nie występują w dostatecznym stężeniu i dlatego trzeba je dodawać oddzielnie do pożywek.

• wymienione wyżej witaminy oraz inozytol i kw. pantotenowy są niezbędne w hodowli Sacharomyces cerevisiae.

• W melasie buraczanej występuje niedobór biotyny i np. podczas produkcji drożdży piekarskich stosuje się mieszaninę melasy buraczanej i trzcinowej.

• Biotyna jest niezbędnym składnikiem pożywek w syntezie aminokwasów przez bakterie i jest dodawana w produkcji L-lizyny do pożywki zawierającej octan lub alkohol jako źródło węgla

• Biotyna jest również ważnym czynnikiem wzrostowym dla bakterii syntezujących kwas L-glutaminowy

• Witaminy w pożywce są niezbędne w stęż. 10^-12- 10^-6 mol/dm³

źródło:

• wyciąg mięsny, wątrobowy, drożdży.

AMINOKWASY.

• Tylko niektóre drobnoustroje potrafią syntezować białka z nieorg. źródeł azotu.

• Większość potrzebuje jednego, kilku lub całego kompleksu aminokwasów.

• Aminokwasy to proste związki org.

• Wł. fiz.i chem. aminokwasów są związane z obecnością w cząsteczce jednocześnie zasadowej gr. aminowej oraz kwasowej grupy karboksylowej.

• W przyrodzie występują przed wszystkim L-aminokwasy.

• dodatek aminokwasów do pożywki wynosi 10^-6 – 10^-3 mol/dm³

• aminokwasy jako składniki białka biorą udział we wszystkich procesach żywnościowych

• Aminokwasy otrzymuje się w wyniku syntezy chemicznej, biosyntezy mikrobiol. lub po hydrolizie białka

• aminokwasy są dobrze rozp. w wodzie. amoniaku i innych rozp. polarnych (chociaż wsytępują wyjątki)

• Temp. rozkładu aminokwasów są zróżnicowane, chociaż na ogół są dość wysokie

• Należy pamiętać, że w pożywce mikrobiol. w wysokich temp. i w obecności monosacharydów mogą powstawać związki sacharydów z białkami, np. zw. Maillardaniedostępne dla drobnoustrojów

• Aby zapobiec rozkładowi aminokwasów lub łączeniu się ich z innymi subst. pożywki, aminokwasy dodaje się do pożywek po pasteryzacji lub sterylizacji, uprzednio wyjaławiając roztwór aminokwasów filtrami bakteryjnymi.

OPTYMALIZACJA SKŁADU POŻYWEK.

• opracowanie komponentów pożywki o najmniejszej zawartości składników odż., gwarantującej największą aktywność mikrobiol.

• obecnie stosowane są metody statystyczne ograniczają ilość doświadczeń przy dużej liczbie badanych parametrów.:

1. analiza wariancji w układzie czynnikowym 2ⁿ

2. metoda wskaźników ułamkowych

3. metoda powierzchni odpowiedzi

WSPÓŁ. WYDAJNOŚCI KOMÓRKI

• w warunkach tlenowych masę źródła węgla wyznacza się ze wspoł. wydaj. komórki

W= masa subst. komórki [g/dm³]/ zastosowany substrat węgla [g/dm³]

TEORIA FINKA

W procesie namnażania biomasy:

• 1/3 węgla zużywana na procesy energetyczne

• 2/3 węgla zużywana na przyrost biomasy

• stosunek C:N:P wynosi 6:1:0,2

• dodatek fosforu może być zwiększony ze względu na wł. buforujące