Психрофільні мікроорганізми та їх використання
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?бництва мясних виробів одним із перспективних напрямків є використання біологічно активних речовин на основі продуктів життєдіяльності мікроорганізмів. Встановлено, що мікроорганізмі, внесені з заквасками, за рахунок ферментів змінюють структуру ковбас, створюючи нові речовини, що покращують якість показників продукту. Область застосування психрофільного, галотолерантного, денітріфікуючого штаму Paracoccus dentrificans була визначена як стартова культура для посолу свинячих та яловичих копченостей. Різниця в температурних оптимумах розвитку цих мікроорганізмів дає можливість штаму ефективно редуціювати нітрат натрію до активізації молочнокислих мікроорганізмів. Це є важливим у звязку з тим, що молочнокіслі мікроорганізми володіють вираженим антагонізмом не тільки по відношенню до штаму Paracoccus sp., але і по відношенню до самого процесу денітріфікації за рахунок зниження рН. При цьому у сировині накопичується окис азоту, яка в умовах подальшого зниження рН забезпечує найбільш сприятливі умови для реакції кольоростворення.
Розробка Датського мясного інституту стартова культура Moraxella penylpyruvica цікава з точки зору ароматостворення. Це психрофільна культура факультативний анаероб, що дозволяє їй активно розвиватися в товщі продукту і як показали дослідження, продукувати попередника аромату. Американські технологи, поряд з традиційними бактеріями, такими як Lactobacillus та Pediococcus, в склад стартових культур включають Micrococcus, який володіє здатністю відновлювати нітрати та нітрити, при цьому покращують смак і колір готових ковбасних виробів.
Японські дослідники виділили з психрофільного бактеріального штаму, ізольованого з проб води в Антарктиці, термолабільну фосфатазу, а з галофільного штаму Pseudomonas sp. протеазу, яка проявляє максимальну активність при 18% концентрації NaCl в середовищі. Цей фермент використовується для приготування рибного соусу.
4. Обладнання для культивування психрофілів
Обладнання яке потрібне для культивування психрофільних мікроорганізмів, значно не відрізняється від типових вже розроблених біореакторів, оскільки процес регулювання температури, не є складним з точки зору апаратурного забезпечення. Тому більшу увагу треба приділити таким аспектам як аерація та перемішування.
Однорідність перемішування повинна забезпечити відсутність градієнтів в середовищі по температурі, рН, концентрації субстрата та продукту. В той же час необхідно враховувати небезпеку травмування в процесі перемішування. Типовий спосіб перемішування здійснюється за рахунок застосування гвинтового перемішуючого пристрою з великим діаметром та невеликою швидкістю обертання. Пневматичне перемішування в аерліфтних реакторах або гідравлічне перемішування за допомогою зовнішнього насоса також дозволяє вирішити цю проблему при роботі з культурами клітин.
Для запобігання утворенню піни і зниження ризику травмування клітин бульбашками повітря використовують менший обсяг повітря, що подається, площі аерації або застосуванням системи подачі повітря вільного від бульбашок. При скороченні обсягу повітря, що подається, необхідно збільшити обємну долю кисню в газовій суміші, що подається. Для цього застосовують системи змішування газів (повітря, азот, кисень, вуглекислий газ) для забезпечення оптимальних умов.
Культивування клітин може здійснюватися в режимах періодичному (batch), з підживленням (fed-batch) і безперервному. Періодичне культивування характеризується зростанням клітин без подачі додаткових порцій субстрату після посіву культури. Ліміт субстрату або утворення токсичних компонентів можуть призвести до зниження продуктивності процесу. Для запобігання негативним наслідкам ліміту субстрату застосовується техніка культивування з підживленням, при цьому субстрат або інші необхідні компоненти додаються або безперервно, або по сигналу від датчика. При інгібуванні зростання продуктами метаболізму (лактат, амоній) використовується безперервне культивування, де в ході процесу відбувається відбирання середовища з доливанням компенсуючого обєму свіжого середовища. Оскільки низька швидкість росту є одним з лімітуючих чинників при культивуванні психрофілів безперервний процес необхідно вести із затриманням біомаси і недопущенням її віднесення з вихідними обємами культуральної рідини.
Висока щільність культури забезпечить високу швидкість процесу при безперервному культивуванні. Затримання клітин можливо здійснити за рахунок вживання адекватної системи фільтрації.
Багато клітин можуть зростати лише прикріпленими до поверхні. Такі культури вимагають прикріплення до мікроносіїв таких як: скло, целюлоза, декстрин, колаген, желатин або пластик. Якщо носій має пори, клітини можуть зростати всередині носія тим самим, знижуючи негативний вплив перемішування і повітряних бульбашок.
Висновки
Отже виходячи з вище зазначеного можна впевнитися, що психрофільні організми мають поширене використання. А також мають перспективи в застосуванні в місцях з холодним кліматом, або нестабільними погодними умовами, в генній інженерії, та біохімії. Процеси культивування психрофілів, менш матеріально та енерговитратні, оскільки не потребують підтримування високої температури. Також вони є альтернативним джерелом специфічних ферментів та білків, а також антибіотиків. Все це говорить про доцільність розглянутого питання. Роботу виконано ?/p>