Фермент продуцентін культивациялау

Фермент продуценттерінің қатты фазалық культивациясы, әсіресе Жапонияда қолданылады. Суға салынған бидайға немесе күрішке тұз қосып оны микроорганизмдердің таза культурасына салады және арнайы ыдыста бөлме температурасында культивациялайды. Осылайша амилаза, протеаза, пектиназа, целлюлаза және т.б. алады.

Сұйық фазада фермент биосинтезі өте тиімді әрі қолайлы әдіс екенін көрсетті. Қазіргі кезде тереңдік культивациялау әдісі кез-келген микроб метаболиттерін алуда, барлық әдістердің ішіндегі ең қолайлысы екендігінде ешбір күмән жоқ.

Микроорганизм продуцентінің биосинтезінің интенсивтілігі продуценттің генетикалық қасиеттеріне байланысты. Алайда биосинтетикалық жүйенің қызметі сыртқы орта факторларымен басқарылады.

Продуцент микроорганизмді культивациялау үдерісі үшін ферменттін индуцибельді немесе конститутивті екендігін білу қажет.

Индуцибельді ферменттер субстрат бар кезде немесе олардың қоректік ортада аналогы бар кезде ғана микробты клеткалар түзеді. Бұндай ферменттерді түзетін құрылымдық гендер индуктор жоқ кезде белсенді емес. Индуктор енгізсек құрылымдық ген қызметін атқарып және индукциялық ферментті синтездейді.

Биосинтез әрқашан аммоний ионы немесе сіңірілетін амин қышкылдары-мен репрессияланады. Көптеген бактериялар протейндерді бос амин қыш-қылы бар орталарда синтездейді. Клеткадан тыс фермент препараттарының қоректік орталары туралы қарастырылу керек. Қоректік орталарда органика-лық көмірсудың және азот орнына, әдетте крахмалдың әр түрлі сорттары (картоп, жүгері, күріш) жүгері сығындысы, соя ұны, ашытқы биомассасы, гидролизаты қолданылады. Нәтижесінде әр түрлі химиялық құрамды қоректік орта алынады.

Клеткадан тыс продуцент декстаназа Penicillium fіnісulusum жалғыз көз ретінде көмірсуды және декстранды және органикалық емес тұзды пайдаланса, негізінде декстраназаны түзеді. Ал, орта крахмалды болса амилазаны, ал крахмалды ксилонга ауыстырса, ксилоназа, ал көмірсу орнына өсімдік майын пайдаланса, культура ортасында липаза жиналады.

Пектолитикалық комплексті фермент биосинтез субстратына байланысты көптеген сутектер шығарылған. Қоректік ортаға пектин енгізу пектолитикалық ферменттердің биосинтезін жақсартады, ал биосинтез денгейі продуцент табиғатына және пектин құрамына да байланысты. Пектиннің ферментативтік өнімі ферменттің пектолитикалық комплексіне әсер етеді.

Қоректік ортаның көмірсулы құрамы басқа гидролазалар түзілуіне әсер етеді. Көмірсуға байланысты Rhodopseudiomanas pygmentus р-8 қышқыл және бейтарап протеазаны синтездеуге қабілетті. Керек ферментті, керек продуцентті көп мөлшерде куьтивациялау үшін ортаның көмірсулық құрамын біліп алған жөн.

Екінші маңызды компонент микроорганизмнің азотты қосылыстары. Микроорганизмдер өзінің өсуі үшін органикалық заттармен қатар азоттың минералды қосылысын пайдаланады. Азот соңында аммиакқа айналып кетеді. Ол амин қышқылдар, гетероциклді азот негіздер, нуклеаздар, нуклеотидтер, аминдер, белоктар мен нуклейн қышқылының синтезі үшін қажет. Бос амин қышқылдар белок, витаминдер биосинтезіне қатысады. Қоректік ортада белок болуы клеткадан тыс протеазаның түзілуін, ал белокты амин қышқылымен ауыстыру биосинтезін репрессиялайды.

Рестриктаза продуцентін өсіру үшін глюкозаны, ал оның органикалық көзі азот ретінде пептон, триптон, ашытқы экстракты, казеин гидролизаты пайдаланылады.

Жоғарғы сапалы фермент өндіру саласында барлық қажет компонент-терді, органикалық көмірсу мен азот жеткілікті ортаны қолдану продуцент биомассасын қарқындатады. Ол үшін жоғары сапалы ашытқы гидролизатын, пептон, триптон өндіру керек.