ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
НА НАКОПЛЕНИЕ АМИЛАЗЫ ПРИ ТВЕРДОФАЗНОМ
КУЛЬТИВИРОВАНИИ МИКОМИЦЕТА
Цель работы: изучение влияния состава и влажности питательной среды на накопление амилолитических
ферментов при твердофазном культивировании микроскопического гриба Aspergillus oryzae.
Методические указания
К твердофазной ферментации, культивированию принято относить выращивание микроорганизмов на твердом, полутвердом
субстрате или твердом носителе, инертном к питательным веществам, применение которого облегчает микроорганизмам доступ к
последним. Такой тип культивирования также называют поверхностным.
В биотехнологических производствах твердофазное культивирование применяется при биокомпостировании, при получении
микотоксинов, органических кислот, ферментных препаратов, приготовлении различных блюд из зерновых, корнеплодов и плодов.
Твердофазное культивирование микроскопических грибов было одним из первых способов промышленного получения фер-
ментных препаратов. Технология твердофазного культивирования продуцентов ферментов подразделяется на стадии получения
посевного материала, производственной культуры, ферментного препарата. Посевным материалом служит поверхностно выра-
щенная до обильного спорообразования культура гриба или глубинно выращенный мицелий. На процесс накопления эндофермен-
тов мицелиальными грибами при их твердофазном культивировании оказывают следующие влияния: технологические условия –
состав и структура питательной среды, ее влажность, температура в слое, относительная влажность и температура воздуш-
ной среды в растильной камере, длительность развития культуры, вид посевного материала. Твердофазное культивирование
микроорганизмов в производстве ведут на сыпучих питательных средах на основе пшеничных отрубей, свекловичного жома, соло-
довых ростков и т.п. при высоте слоя 25 мм и более.
Подготовка питательной среды состоит в дозировании компонентов, их увлажнении до влажности 35 – 40 %, стерилизации
при 120 °С в течение 1 ч, доувлажнении до 55 – 58 %, охлаждении до 40 °С и внесении посевного материала из расчета 7,5·10
8
ко-
нидий на 1 кг сухой среды. Эти операции проводят в специальном стерилизаторе. После внесения посевного материала среду пере-
мешивают в течение 40 мин. Засеянная питательная среда влажностью 58 – 60 % раскладывается на перфорированные кюветы сло-
ем 30 мм и более, которые размещаются на стеллажах растильной камеры. В процессе выращивания регулируют температуру,
влажность среды и расход стерильного воздуха. Внешний тепломассообмен микроорганизмов при твердофазном культивировании
создается в режиме конвективного движения стерильного воздуха через слой среды методом объемной аэрации. Воздух выполняет
роль тепло-хладоагента, изменяет концентрацию углекислого газа в порах среды и камере, снабжает растущую культуру кислоро-
дом. Расход воздуха увеличивается пропорционально скорости выделения тепла биомассой и составляет 1 – 25 л/ч на 1 т среды.
В период активного роста мицелий гриба пронизывает весь слой материала, оплетая частицы среды, поэтому в конце культи-
вирования питательная среда имеет вид плотного коржа и называется поверхностной культурой. Она содержит 65 – 78 % нераство-
римых веществ. Ферменты, находящиеся во внутриклеточном пространстве, из-за небольшого диффузионного сопротивления кле-
точной стенки мицелия, легко извлекаются из культуры продуцента методом водной экстракции. При экстракции из поверхностной
культуры одновременно с ферментами извлекаются другие растворимые вещества, такие, как аминокислоты, низкомолекулярные
углеводы, соли, кислоты и т.д., которые можно удалить в процессе осаждения органическими растворителями или высаливанием.
Если принять сухие вещества в культуре гриба за 100 %, то при экстракции 22 – 23 % их переходят в раствор, а на долю ферментов
приходится 3 – 5 %.
В лабораторной работе предлагается исследовать влияние состава и влажности питательной среды на уро-
вень накопления амилолитического фермента в процессе выращивания культуры микроскопического гриба
Aspergillus oryzae на твердой сыпучей среде, состоящей из пшеничных отрубей и древесных опилок.
Амилаза катализирует реакцию гидролиза крахмала и относится к ферментам группы гидролаз. Под дей-
ствием α-амилазы из крахмала образуется дисахарид мальтоза, и этот процесс называют осахариванием крах-
мала. Осахаривание лежит в основе приготовления сусла из зерна и картофеля в спиртовом производстве, при-
готовлении затора в пивоварении.
В качества промежуточных продуктов при гидролизе крахмала образуются соединения разного молеку-
лярного веса, называемые дестринами. На первых стадиях гидролиза получаются дескстрины с высокой степе-
нью полимеризации (35 – 40), с йодом они дают синее окрашивание, как и крахмал. По мере дальнейшего гид-
ролиза молекулярный вес дескстринов снижается и йод окрашивает в фиолетовый, затем темно-бурый, красно-
ватый цвет и, наконец, перестает изменять окраску. Это свойство положено в основу определения количества
фермента амилазы в культуре гриба или ферментном препарате. В данной работе активность амилазы опреде-
ляется по количеству крахмала, расщепленного до неокрашивающихся йодом декстринов за единицу времени
при строго определенных условиях, так как, выделить фермент в чистом виде и определить его количество –
очень сложная задача. Удобнее определить количество фермента именно по активности его воздействия на со-
ответствующий субстрат.
Лабораторная работа проводится на двух занятиях: на первом готовят питательную среду, засевают и
выращивают культуру гриба; на втором – экстрагируют ферменты и анализируют активность амилазы в вытяж-
ке.
Занятие 1
Группа студентов делится на две бригады. Одна изучает влияние состава, а вторая – влияние влажности
питательной среды на уровень накопления амилолитических ферментов.
Порядок выполнения работы
1. Определить влажность сырьевых компонентов – пшеничных отрубей и опилок на приборе ПИВИ.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
