Влияние аэрации

Важным фактором, оказывающим существенное влияние на жизнедеятельность микроорганиз­мов, является кислород. Он играет роль акцептора электронов при дыхании, может регулировать активность ферментов и встраиваться в молекулы углеродных субстратов при их катаболизме.

Потребность в аэрации на стадии роста и стадии образования аминокислот у различных проду­центов неодинакова, причем оптимальные количества кислорода, используемые для биосинтеза аминокислот, не являются таковыми для роста биомассы. Данных по влиянию аэрации на биосин­тез аргинина в литературе значительно меньше, однако для продуцентов аргинина, как и ряда других аминокислот, показано, что лимитирование процесса кислородом приводит к усилению анаэробного пути утилизации углеводов с образованием молочной кислоты и аланина. При избыт­ке аэрации увеличивается количество биомассы, ускоряется развитие культуры и снижается кон­версия. С увеличением концентрации компонентов питательной среды увеличивается и потреб­ность в растворенном кислороде.

Скорость растворения кислорода в среде и ассимиляция его культурой зависят от скорости течения воздуха и парциального давления кислорода в воздухе, от перемешивания среды и других факторов, например, температуры, концентрации компонентов среды, ее вязкости, количества клеток в культуральной жидкости.

Низкая растворимость кислорода в культуральной жидкости и довольно большая потребность в нем микроорганизмов заставляют использовать системы с высоким газообменом для интенсифика­ции перехода газ-жидкость. Однако слишком сильное перемешивание может привести к механиче­скому повреждению клеток и к их автолизу. Перемешивание не только способствует растворению ки­слорода, но и обеспечивает равномерное распределение питательных веществ и кислорода по всему объему среды, и быстрое удаление продуктов метаболизма с поверхности клеток. Для биосинтеза ар­гинина коринебактериями в литературе рекомендуется скорость вращения мешалки 600 об./мин.

Обеспеченность продуцента аргинина кислородом лучше контролировать по парциальному дав­лению кислорода — рО₂. При этом интенсивность аэрации можно регистрировать и регулировать автоматически.

Табл. 6. Влияние температуры на рост и биосинтез аргинина различными штаммами продуцентами

5.7.2.