scan0052 2

5. MEDIA HODOWLANE

Pożywki stosowane do hodowli mikroorganizmów zawierać muszą wiele składników niezbędnych dla prawidłowego przebiegu procesów metabolicznych. Głównymi składnikami pożywek są:

-    substancje stanowiące źródło węgla,

-    substancja stanowiąca źródło energii,

-    substancja stanowiąca źródło azotu,

-    tlen (w hodowlach acrobowych),

-    składniki mineralne, zwłaszcza związki fosforu,

-    różne substancje będące promotorami wzrostu lub prekursorami pożądanych produktów metabolizmu.

Ponadto do pożywek dodawane są różne związki w celu zapewnienia właściwych warunków prowadzenia procesu, np. bufory stabilizujące pH, środki antypieniące.

Komponowanie medium hodowlanego jest niezwykle ważnym etapem w badaniach laboratoryjnych oraz w tworzeniu przemysłowego procesu biotechnologicznego. Mikroorganizmy pobierają z medium hodowlanego substancje niezbędne do funkcjonowania komórek i budowy materiału komórkowego.

Dla określenia niezbędnych ilości składników w pożywkach istotne znaczenie ma skład elementarny mikroorganizmów.

W tablicy 5.1 zestawiono przeciętne zawartości wybranych pierwiastków w biomasie mikroorganizmów. Dane te mogą stanowić wstępne wytyczne dla sformułowania bilansu elementarnego przyrostu biomasy i oszacowania zapotrzebowania na poszczególne składniki pożywki.

W badaniach laboratoryjnych stosowane są zarówno pożywki syntetyczne, sporządzone z czystych substancji, jak również pożywki kompleksowe, zawierające różnego typu złożone substancje pochodzenia naturalnego (np. hydrolizaty białkowe, ekstrakt drożdżowy). Media stosowane w badaniach laboratoryjnych nie zawsze są odpowiednie dla hodowli w dużej skali.

Media używane do hodowli przemysłowych muszą być tanie, a ponadto zapewniać w miarę możliwości spełnienie następujących warunków:

-    maksymalizację wydajności produktu lub biomasy względem substratu,

-    maksymalizację stężenia produktu lub biomasy,

-    maksymalizację szybkości wytwarzania produktu.

-    minimalizację wytwarzania niepożądanych produktów,

-    taniość i dostępność przez cały rok,

-    minimalizację trudności technologicznych (napowietrzanie, mieszanie, oczyszczanie produktu, wytwarzanie ścieków i odpadów).

Dalej omówiono typowe substancje stosowane w praktyce przemysłowej do wytwarzania pożywek.

Tablica 5.1

Zawartość podstawowych pierwiastków w biomasie mikroorganizmów

Pierwiastek	Bakterie	Drożdże	Grzyby strzępkowe
C	50-53	45-50	40-63
H	6.5-7,5	6.S-7.5 •	6-7
O	30-32	30-33	30-35
N	12-15	7.5-11	7-10
P	2-3	0.S-2.6	0.4-4,5
S	0.2-1,0	0.01-0.24	0.1-0.5
K	1.0-4.5 '	1-4	0.2-2.5
Na	0.5-1.0	0.01-0.1	0.02-0.5
Ca	0.01-1,1	0.1-0.3	0.1-1,4
Mg	0.1-0.5	0.1-0.5	0.1-0.5
Fc	0.02-0.2	0.01-0,5	0.1-0.2

5.3. Woda

Woda stanowi podstawowy składnik wszystkich mediów hodowlanych. Nawet w przypadku hodowli w podłożach stałych takich, jak ryż czy otręby pszenne, wilgotność podłoża jest wysoka (do 60%) i ma duży wpływ na przebieg wzrostu grzybów strzępkowych i wytwarzanie produktów metabolizmu.

Woda stosowana do procesów biotechnologicznych powinna mieć odpowiedni skład mineralny i być dostępna, zwykle w dużych ilościach. Szczególne znaczenia ma skład mineralny wody w browarnictwie. W technologiach farmaceutycznych wymagania dotyczą zarówno czystości mikrobiologicznej, jak i chemicznej.

W miarę potrzeb procesu technologicznego woda może być poddawana dejonizacji za pomocą wymieniaczy jonowych lub osmozy odwrotnej.

5.2. Źródła węgla

Zwykle źródłem węgla są węglowodany. Powszechnie używane są następujące surowce pochodzenia naturalnego, stanowiące źródło węglowodanów: