Источники азотного питания

Многие микроорганизмы способны утилизировать источники неорганического азота:

- сульфат аммония (чаще всего);

- нитрат аммония;

- карбамид;

- аммиачная вода (используемая одновременно как источник азотного питания и как титрант для поддержания заданной вели­чины рН).

Часто для процессов ферментации в состав среды требуется включать источники органического азота, действующим началом которых являются аминокислоты и белки. Сырьем при этом могут быть различные натуральные продукты растительного и животно­го происхождения. Рассмотрим наиболее распространенные из этих продуктов.

Кукурузный экстракт — отход крахмало-паточного производ­ства, получающийся путем упаривания жидкости от замачивания («настоя») кукурузных зерен («замочная жидкость») с содержанием сухих веществ не ниже 48%. В процессе замачивания происходит ферментативный гидролиз белков кукурузы, вследствие чего около половины азотсодержащих веществ экстракта представляет собой смесь аминокислот, полипептидов и белков. Экстракт— темная вязкая жидкость, содержит 6, 4—8% общего азота, не более 24% золы. В золу входят фосфор, калий, магний, причем фосфор — до 5%, частично в связанном состоянии в виде фитина. Имеются также витамины группы В (биотин), ростовые вещества и биостимулято­ры. Таким образом, кукурузный экстракт представляет собой хоро­шую смесь различных источников питания, что предопределило его использование во многих рецептурах сред. Традиционно кукурузный экстракт используется при биосин­тезе пенициллина. И хотя его применение имеет недостатки (на­пример, темный пигмент сохраняется на стадиях очистки и его приходится сорбировать в дальнейшем активированным углем), попытки замены этого источника питания другими обычно при­водят к снижению продуктивности процесса ферментации.

Соевая мука получается при размалывании соевого зерна, а так­же соевого жмыха и шрота, образующихся после извлечения соево­го масла. В зависимости от этого получается обезжиренная, необезжиренная и полуобезжиренная мука. Бывает еще дезодорированная (обработанная паром) соевая мука, что позволяет ей храниться в те­чение года. В недезодорированной муке сохраняются ферменты, в связи с чем срок хранения ее не превышает 1, 5—3 месяца. В соевой муке содержится до 45% протеина и 32% углеводов, гак что ее можно использовать и как источник углерода. В состав ее золы (4, 5—6, 5%) входит калий, кальций и магний, а также до­вольно много фосфора. Соевая мука наряду с кукурузным экстрактом является прекрас­ным источником азотного, углеродного и фосфорного питания. Недостаток соевых сред —сильная вспениваемость и некото­рые трудности выделения продукта из-за наличия твердого осадка. Выпускают продукт в сельскохозяйственном секторе, где еще не очень налажена культура производства. Например, качество со­евой муки в ГОСТе определялось по такому показателю, как «хруст на зубах при разжевывании» (в случае, когда в муке имеют­ся механические примеси —песок и т. п.).

Мука семян хлопка содержит 41 % протеина и до 29% углеводов. На ее основе путем определенной переработки готовится среда с фирменным названием «Фарма-медиа», имеющая до 59% белков и 24% углеводов. Эта среда используется на Западе для получения многих антибиотиков.

Мука семян льна содержит 36% протеинов и 38% углеводов Арахисовая мука — 45% протеина, 5% жира и 23% углеводов. Рыбная мука содержит до 65% белков и в некоторых случаях используется в качестве компонента сред.

Кровяная мука является чемпионом по содержанию белка—до 80%. Мясокостная мука содержит до 50% белков. Сухое молоко обезжиренное содержит лишь 34% белка. Тем не менее молочные белки (казеин, сывороточные белки) в виде гидролизатов часто используются как компоненты питательных сред. Продукты переработки животного сырья — желатин, белкозин — также содержат органический азот, приемлемый для ис­пользования в качестве компонента сред.

Дрожжевые автолизаты, ферментолизаты, гидролизаты в высу­шенном виде содержат до 52% органического азота, в основном в виде смеси аминокислот.

Мясной и рыбный пептоны используются для лабораторных пи­тательных сред. Полная аналогия супа, бульона или студня. К тому же используются довольно качественные пищевые продукты.