img025 (79)

Pożywki - ich rodzaje pożywek i optymalizacja składu

Pożywki, w zależności od stanu skupienia dzieli się na stałe, w postaci past i ciekłe. Ze wzglądu na pochodzenie i skład chemiczny, na organiczne (naturalne i syntetyczne) i mineralne.

Rodzaj pożywki determinuje wiele elementów eksploatacyjnych i technologicznych.

Najczęściej roztwory pożywek tworzą układ cieczy nieniutonowskiej, co komplikuje kontrolowanie i obliczanie, np. stopnia natlenienia, mocy mieszania lub współczynnika przenoszenia tlenu.

Opracowanie składu pożywki jest zasadnicząfaząw uzyskaniu sukcesu zarówno w doświadczeniu laboratoryjnym przy opracowaniu technologii na skalę pilotową jak i w procesie przemysłowym.

Media do hodowli mikroorganizmów dla procesów bioprodukcji

Składniki pożywek należy dodawać w ilości ściśle wyliczonej lub ustalonej doświadczalnie, gdyż ich nadmiar hamuje rozwój drobnoustrojów i zwiększa koszty przygotowania pożywki.

Skład pożywek stosowanych w skali przemysłowej początkowo wynika z doświadczeń, których celem jest zagwarantowanie wzrostu i aktywności metabolicznej drobnoustrojów.

Później stosuje się optymalizację produkcji z zastosowaniem metod statystycznych.

Zastosowanie określonych mediów zależy od skali procesu!

Mała skala: możliwe użycie mediów chemicznie zdefiniowanych złożonych z wysoko oczyszczonych składników Duża skala: złożone substraty w celu redukcji kosztów; często trudno definiowalny skład (C, N) - źródła roślinne i zwierzęce, często produkty odpadowe innych procesów

i JMril

Media do hodowli mikroorganizmów dla procesów bioprodukcji

Dobór składników mediów hodowlanych:

1.    Koszt i dostępność (np. całoroczna).

2.    Stała charakterystyka i jakość.

3.    Łatwość zastosowania.

4.    Niskie koszty transportu i przechowywania (np. temperatura).

5.    Wymagania sterylizacyjne i potencjalne problemy związane z denaturacją

6.    Charakterystyka (skład, mieszanie, kompleksowanie, lepkość) wpływająca na poszczególne etapy procesu (wytrząsanie, natlenianie, pienienie).

7.    Osiqgana szybkość i stężenie produktu, wydajność.

8.    Poziom i zakres zanieczyszczeń, produkcja niepożądanych związków.

9.    Bezpieczeństwo i nieszkodliwość dla zdrowia.

Media do hodowli mikroorganizmów dla procesów bioprodukcji

Dobór składników/mediów hodowlanych:

Zastosowanie ‘surowych’ substratów pozwala na wstępne ograniczenie kosztów, ale generuje więcej zanieczyszczeń, wymuszając kosztowne i złożone procesy oczyszczania oraz zwiększa ilość odpadów.

Preferowane media, które poddane mogą być łatwej i efektywnej sterylizacji bez ryzyka naruszenia składu (utrata składników odżywczych, wytwarzanie ubocznych produktów).

Potencjalne problemy z zastosowaniem określonych związków: Związki szybko metabolizowane mogą spowodować represję szlaków i tworzenia produktu (okresowe lub ciągłe dodawanie świeżego medium).

Media do hodowli mikroorganizmów dla procesów bioprodukcji

Wpływ pewnych czynników na morfologię mikroorganizmów np. drożdże: w określonych warunkach następuje f lokulacja, a u grzybów nitkowatych formowanie peletów. Takie procesy mogą być pożądane lub nie.

Zastosowanie określonych czynników narzuca dostosowanie procesów sterylizacyjnych

	♦ ClieinicaUv-deliiied		# CompIcx
	^ Glucose	5.0 g	Peptone 5.0 g
	* nh4h2po4	1.0 g	Beefextract 3.0 g
Pożywki: chemicznie zdefiniowane (podstawowe) i kompleksowe	* NaCI MgS047H20 » kh2po4 ^s Wat er	5.0    o 0.2 g 1.0    g 1 liter	Sodi urn chloride 8.0 g Agar 15.0g Water 1 liter

Wymagania pokarmowe drobnoustrojów

Elementarnymi składnikami masy komórkowej drobnoustrojów są: węgiel do 50% s.m. komórek, tlen do 30%, azot do 14%, wodór do 8%, fosfor do 3%, siarka do 1%.

Podłoża minimalne - zawierają jedynie niezbędne dla wzrostu drobnoustrojów związki, mają one duże znaczenie w pracach badawczych, nie sprzyjają jednak szybkiemu rozmnażaniu komórek, nagromadzeniu dużemu biomasy, ani też wydajnej biosyntezie produktów metabolizmu.

Podłoża wzboaacone - zawierające dodatki aminokwasów, witamin i innych substancji.

Podłoża kompleksowe - skrajny przypadek, podłoża wzbogacone o ekstrakty, produkty odpadowe przemysłu spożywczego.