Индекс УДК 663.4 Борисова Е.В. (аспирант) Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет
реклама
Индекс УДК 663.4 Влияние степени аэробности процесса на интенсивность размножения дрожжей Saccharomyces cerevisiae Борисова Е.В. (аспирант) Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет информационных технологий, механики и оптики. Институт холода и биотехнологий д.т.н., проф. Меледина Т.В. (руководитель) Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет информационных технологий, механики и оптики. Институт холода и биотехнологий Целью разведения чистой культуры дрожжей в бродильных производствах является получение максимального количества физиологически активных клеток за минимальное время с наименьшими затратами сырья, вспомогательных материалов, энерго- и трудозатратами. Одним из факторов, влияющим на выход биомассы является концентрация растворенного в среде кислорода, который стимулирует Пастеровский эффект у дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Эффективность эффекта Пастера падает в стационарных условиях культивирования в питательных средах содержащих более 0,1% сбраживаемых сахаридов в связи с проявлением эффекта Кребтри. Целью данной работы являлось установление степени аэробности культуры на выход биомассы и скорость размножения клеток в стационарных условиях культивирования, которые обычно применяются на первых стадиях размножения чистой культуры дрожжей. Эксперименты проводили в конических колбах КН-2-250-34 вместимостью 250 мл. В качестве питательной среды использовали солодовое сусло с содержанием сухих веществ 12% СВ, приготовленное из солодового экстракта «Аромаколор MFF», температура культивирования составляла 260С, длительность 24 ч. Сусло, лабораторная посуда и используемые в работе материалы повергались стерилизации в автоклаве. В ходе экспериментов использовали штамм спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae. С целью изучения влияния коэффициента заполнения колб питательной средой для удаления диоксида углерода из них и исключения поступления кислорода из внешней среды колбы герметично закрыли резиновыми пробками с гидрозатвором. В этом случае в метаболизме дрожжей участвовал только растворенный в питательной среде кислород и кислород, поступающий путем диффузии из свободного пространства над поверхностью питательной среды. Для увеличения диффузии кислорода в сусло использовали метод культивирования на качалке. Интенсивность перемешивания составляла 85 об/мин. С целью исключения влияния диоксида углерода в этих опытах колбы закрывали ватно-марлевыми пробками. Коэффициенты заполнения колб составляли 20%, 40% и 60%, что соответствует 50мл, 100мл и 150мл сусла. Важно отметить, что чем меньше коэффициент заполнения, тем больше площадь поверхности контакта сусла с воздухом, находящимся в колбе. Во всех экспериментах начальная концентрация клеток составляла 1,5 млн/мл. Через каждые 4 часа отбирали пробу и оценивали эффективность размножения дрожжей по концентрации клеток в культуральной жидкости, которые подсчитывали в камере Горяева. Установлено, что в стационарных условиях культивирования конечная концентрация дрожжей тем больше, чем меньше коэффициент заполнения колбы (таблица). Перемешивание положительно влияет на размножение дрожжей, при этом концентрация дрожжей одинакова как при 20, так и при 40% заполнении колб питательной средой. Это связано с тем, что клетки находятся во взвешенном состоянии и имеют максимальную площадь поверхности контакта с питательной средой. Так же культуральная жидкость более интенсивно насыщается кислородом воздуха, контактирующего с ней, в результате чего дрожжи получают дополнительную энергию для размножения. Таблица. Конечная концентрация клеток дрожжей при различной степени аэробности культивирования К, % 20 40 60 Концентрация клеток дрожжей, млн/мл Пробка Без Перемес гидро перемешивание затвором шивания 88,5 100 213 61,2 64,2 210 48,6 50 170 Скорость роста дрожжей, ч-1 Пробка с гидро затвором 0,20 0,17 0,16 Без перемешивания 0,23 0,18 0,16 Перемешивание 0,26 0,23 0,21 К - Коэффициент заполнения колб, % Также установлено, что кислород воздуха не поступает через ватно-марлевую пробку, цель которой, следовательно, состоит только в обеспечении выхода диоксида углерода из емкости. Таким образом, при разработке технологии получения чистой культуры наряду с другими параметрами процесса следует учитывать коэффициент заполнения колб суслом. При перемешивании культуральной жидкости оптимальным коэффициентом их заполнения можно считать 40% . Зав. кафедрой ПБПРС Меледина Т.В.
