scan0055 2

48

W niektórych procesach uzyskuje się kontrolowanie pH roztworu w wyniku dodawania wodorotlenku amonu, wodorotlenku sodu lub kwasu siarkowego.

5.3, Inne czynniki aktywnie

W zależności od procesu technologicznego stosuje się dodatkowe indukto-ry, prekursory lub inhibitory - substancje oddziałujące na przebieg metabolizmu mikroorganizmów.

Zestawiono tu kilka przykładów zastosowania specjalnych dodatków do pożywek:

—    dodatek kwasu fenylooctowego lub jego pochodnych może zwiększyć wydajność wytwarzania penicyliny 3-krotnie,

—    dodatek siarczynu sodowego przy wytwarzaniu glicerolu zwiększa wydajność, gdyż wiąże aldehyd octowy, którego brak jako akceptora elektronów, powoduje skierowanie metabolizmu na wytwarzanie glicerolu,

—    w produkcji kwasu cytrynowego obecność metali alkalicznych i fosforanów w pożywce przy stałym, niskim pH powoduje hamowanie wytwarzania kwasu szczawiowego i zwiększenie wydajności kwasu cytrynowego,

—    kwas fenylooctowy indukuje wytwarzanie acylazy penicylinowej; również wiele substratów enzymów działa jako induktory (skrobia na wytwarzanie amylaz, proteiny na wytwarzanie proteaz, pektyny na wytwarzanie pektynaz).

5.9. Środki antypieniące

Tworzenie się piany podczas hodowli mikroorganizmów często powoduje trudności techniczne. Głównie pienienie jest wywoływane obecnością protein w roztworach. Piana może powodować flotację mikroorganizmów lub wyrzucanie płynu hodowlanego z fermentom.

Pianę można niszczyć mechanicznie bądź dodając do pożywki odpowiednie substancje przeciwdziałające pienieniu.

Dobry środek antypieniący powinien spełniać następujące wymagania:

—    szybko rozprowadzać się w płynie i oddziaływać na istniejącą pianę,

—    działać w niskich stężeniach,

—    być nietoksyczny dla mikroorganizmów,

—    działać przez dłuższy czas,

—    nie utrudniać wydzielania produktu,

—    mieć niski koszt,

—    nie oddziaływać na wnikanie tlenu do płynu hodowlanego,

—    umożliwiać sterylizację termiczną.

Nie ma substancji, która spełniałaby wszystkie te kryteria. Substancje stosowane w praktyce stanowią pewne rozwiązanie kompromisowe.

Stosowane związki antypieniące są to:

-    alkohole o długich łańcuchach węglowych,

-    estry,

-    kwasy tłuszczowe i ich pochodne,

-    silikony,

-    różne związki, np. glikol polipropylenowy.

Zwykle środki antypieniące zmniejszają szybkość wnikania tlenu (nawet o 50%) w wyniku zmiany rozpuszczalności tlenu w płynie. Stężenie środków antypicniących powinno być utrzymane na niezbędnym poziomie minimalnym. W wielu wypadkach mechaniczne destruktory piany mogą być bardziej efektywne od środków chemicznych.

5.10. Optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli

Dobór składu pożywki oraz warunków prowadzenia hodowli ma na celu maksymalizację wytwarzania pożądanego produktu. Przeprowadzany jest eksperymentalnie, gdyż brak jest efektywnycłi modeli teoretycznych metabolizmu, pozwalających na wykorzystanie metod matematycznych.

Poszczególne czynniki wpływające na wydajność wytwarzania metabolitów mogą być wzajemnie powiązane. Dla przykładu, optymalne pH pożywki może zależeć od temperatury hodowli. Z tego względu proste metody doświadczalne, polegające na niezależnym badaniu wpływu poszczególnych czynników mogą być niewystarczające (nieefektywne). Ilustruje to rysunek 5.1, na którym przedstawiono wpływ dwóch parametrów na wydajność wytwarzania metabolitu. Zaznaczone zostały poziomice odpowiadające stałej wydajności.

Rys. 5.1. Poszukiwanie optimum względem dwóch parametrów