CC BY
23УДК 615.322
ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ФАЗЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS И STREPTOCOCCUS МЕЗОРН1ШЗ С рН
Гришина К.В., студентка 4 курса направления подготовки «Биотехнология» Научный руководитель: к.с.-х.н., доцент Горькова И.В. ФГБОУ ВПО Орел ГАУ
АННОТАЦИЯ
В статье приведены исследования для изучения взаимосвязи фазы культивирования Streptococcus thermophilus с рН, и рассмотрены возможные изменения параметров активизации культур в большую или меньшую сторону.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Streptococcus thermophilus, рН среда, культивирование, фаза роста, питательная среда. ABSTRACT
The paper presents the study to examine the relationship of phase of cultivating Streptococcus thermophilus with pH and considers possible changers in the parameters of crops activation up or down.
KEY WORDS
Streptococcus thermophilus; pH the medium; cultivation; growth phase; nutrient medium.
Гиалуроновая кислота (ГК) в последние годы приобрела большую популярность, особенно у производителей косметических средств. В России отсутствует производство ГК, поэтому исследования в области биотехнологического биосинтеза ГК микроорганизмами являются актуальными. Возможности биотехнологии необычайно велики благодаря тому, что ее методы выгоднее обычных: они используются при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду и др.
Центральная проблема биотехнологии - интенсификация биопроцессов как за счет повышения потенциала биологических агентов и их систем, так и за счет усовершенствования оборудования, применения биокатализаторов.
Целью данной работы являлось выявление связи между фазой культивирования и
рН.
Материалы и методика исследований
В качестве объектов исследования были выбраны следующие микроорганизмы: штаммы Streptococcus thermophilus ST-BODY-3, Streptococcus mesophiles CHN-19, стандартные промышленные сублимированные препараты Эвиталия с нормализацией Streptococcus thermophilus 11010 КОЕ/г. Исследования вели на среде: глюкоза 10 г/л, ДЭ 10 г/л, пептон 5 г/л, триптон 5 г/л, NaCl 2 г/л, K2HPO4 1 г/л, MgSO4 0,1 г/л, предварительно активируя Streptococcus в теплом обезжиренном молоке. Активирование культур проводили при температуре 400С.
Исследования вели при глубинном периодическом культивировании в биореакторе BIOSTAT A plus. Водородный показатель определяли автоматически с помощью интегрированного рН-метра.
Результаты и их обсуждение
Водородный показатель Рн - мера активности ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с
обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на один литр.
Характер кривой роста культуры в зависимости от рН - типичная для роста микроорганизмов S-образная кривая.
Рисунок 1 - Динамика рН при глубинном периодическом культивировании композиций бактерий Эвиталия
В фазе адаптации (первые 4 ч) уровень снижения рН незначителен. При переходе в фазу экспоненциального роста биосинтетическая активность клеток в культурах увеличивается, и скорость снижения величины рН резко возрастает. Данное падение связано с образованием молочной кислоты из продуктов катаболизма глюкозы в ходе всего культивирования, причем достигая к 12 ч уровня рН 4,6, а к 24 часам - 4,4, к 30 ч -4,3.
Рисунок 2 - Динамика рН при глубинном периодическом культивировании 81гер1ососсиэ ^егторИПиэ
В лаг-фазе (первые 4 ч) уровень снижения рН незначителен. При переходе в фазу логарифмического роста биосинтетическая активность клеток в культурах увеличивается, и скорость снижения величины рН резко возрастает, достигая к 12 ч уровня рН 5,0,а к 30 ч - 4,8.
Рисунок 3 - Динамика pH при глубинном периодическом культивировании
Streptococcus mesophiles
Первые 4 часа уровень снижения pH незначителен - с pH 7,4 до 6,8. При переходе в фазу экспоненциального скорость снижения величины pH резко возрастает, достигая к 12 ч уровня pH 4,6, к 24 часам - 5,11, к 30 ч - 4,6.
Изменение параметров активизации культур в большую или меньшую сторону приводило к уменьшению количества активных клеток микроорганизмов, так как кислая среда способствует снижению их активности.
Выводы
При анализе pH было выявлено, что в лаг-фазе (первые 4 ч) уровень снижения pH незначителен. При переходе в фазу логарифмического роста биосинтетическая активность клеток в культурах увеличивается, и скорость снижения величины pH резко возрастает, достигая к 12 ч уровня pH 5,0, а к 30 ч - 4,8 во всех исследуемых образцах.
Библиография
1. Бейли, Дж. Основы биохимической инженерии./ Дж. Бейли, Д. Оллис. - В 2-х томах. М. : Мир, 2010.
2. Егорова, H. С.Биотехнология: учеб. пособие для ВУЗов / H. С. Егорова, В. Д. Самуилова. - М. : Высшая школа, 2011.
3. Исследование влияния Streptococcus thermophilus на биосинтез ГК / А. В. Вураско [и др.] // Журнал Химия растительного сырья. - 2006. - № 4. - С. 5-10.
4. Матвеев, В. Е. Hаучные основы микробиологической технологии / В. Е. Матвеев. - М. : Агропромиздат, 2008. - 224 с.
5. Beloded, A. V. HPLC Quantification of Hyaluronic Acid by the Products of Its Enzymatic Degradation with Streptococcus Hyaluronate Lyase / A. V. Beloded etc. // New Research on Biotechnology in Biology and Medicine / Eds. Egorov, A. M., Zaikov, G. New-York: Nova Science Publishers, 2006. - P. 14. - Р. 133-143.
