Биомасса одноклеточных

Спектр продуктов, образующихся методами биотехнологии, необычайно широк и разнообразен. Целевыми продуктами биотехнологических производств могут быть интактные клетки. Одноклеточные организмы используют для получения биомассы, являюшейся источником кормового белка. Клетки, особенно в иммобилизованном состоянии, выступают в роли биологических катализаторов для процессов биотрансформации. [c.32]

Особенностью развития биотехнологии в СССР является высокий удельный вес промышленного производства белка одноклеточных в общем объеме выпуска продуктов микробиологического синтеза. Получение микробной биомассы как источника полноценного белка, вводимого в корма для ведения интенсивного животноводства, стало в нашей стране государственной задачей в силу принятых партией и правительством решений о переводе животноводства на промышленную основу. Известно, что интенсификация животноводства требует резкого увеличения производства кормового белка, поскольку высокопродуктивное молочное стадо, так же как и эффективные откормочные комплексы, нуждаются в дополнительных источниках белка, компенсирующих его недостаток в традиционных для нашей страны растительных кормах. [c.6]

Белок одноклеточных организмов (БОО) — термин, принятый для обозначения белковых продуктов, синтезируемых монокультурой микробных клеток и использующихся в качестве пищевых добавок или корма для скота. Вопрос об использовании микробной биомассы в качестве источника белка рассматривается вполне серьезно. Это связано не только с дефицитом продовольствия в общемировом масштабе, но и с тем, что содержание белка в большинстве микроорганизмов весьма велико на его долю приходится примерно 60—80% сухой массы клетки. Кроме того, благодаря высокому содержанию метионина, лизина, витаминов и важных минералов БОО обладает более высокой пищевой ценностью, чем некоторые виды пищи растительного и животного происхождения. Но широкое применение БОО сдерживается по ряду причин. [c.301]

Если все эти требования выполнены, то скорость роста (увеличения биомассы) одноклеточных микроорганизмов с бинарным делением, размножающихся в условиях хорошо перемешиваемой. периодической культуры, будет пропорциональна концентрации микробной биомассы, т. е. [c.402]

Чтобы отличать такой тип продуктов от белков высших многоклеточных животных и растений, для микробного белка придумано специальное название — белок одноклеточных организмов (БОО). Производство его связано с крупномасштабным выращиванием определенных микроорганизмов, которые собирают и перерабатывают в пищевые продукты. В основе лежит технология ферментации — ветвь бродильной промышленности и производства антибиотиков. Чтобы осуществить возможно более полное превращение субстрата в биомассу микробов, тре- [c.116]

Дрожжи пищевые, биомасса одноклеточных растений, бактериальные стартовые культуры [c.547]

Рассмотрим возможные препятствия для использования биомассы одноклеточных в пищевых целях [c.92]

Общая первичная продуктивность фитопланктона мирового океана составляет 50 млрд. т в год. Большинство образователей этой биомассы — одноклеточные водоросли — отмирают, падают на дно и органическое вещество их разрушается сапрофитами. Лишь около 0,01 % из первичной продуктивности Мирового океана доходит через длинную цепь трофических уровней до человека в виде пищи и химической энергии. [c.467]

Иногда вместо удельной скорости роста используют время удвоения, или время генерации = 1п2/ц. Это время, за которое в определенных условиях число клеток или биомасса удваивается. Для одноклеточных микроорганизмов величина обычно находится в диапазоне от 2,1 до 0,086 ч , что соответствует времени удвоения примерно от 20 мин до 8 ч. [c.352]

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные этажи размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определенно связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и внешней средой. И действительно, метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время могут существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни. [c.23]

Химический состав одноклеточных организмов. Вес сырой биомассы бактерий определяют после отделения клеток от жидкой питательной среды путем центрифугирования. Осевшая клеточная масса содержит 70-85 % воды таким образом, сухая биомасса составляет 15-30 % от сырой массы. Если клетки содержат много запасного материала (липиды, полисахариды, полифосфаты или серу), доля сухой массы больше. Сухое вещество бактерий -- это в основном полимеры [белки (50%), компоненты клеточной стенки (10-20%), РНК (10-20%), ДНК (3%)], а также липиды (10%). Десять важнейших химических элементов представлены в клетках бактерий примерно следующим образом углерод — 50 %, кислород — 20 %, азот — 14 %, водород — 8 %, фос( юр — 3 %, сера — 1 %, калий — 1 %, кальций — 0,5 %, магний — 0,5 % и железо — 0,2 % [64]. [c.10]

Попытки решения тех проблем, которые указаны в первом примере, привели к интенсивному развитию исследований и разработке методов получения белка одноклеточных организмов. Для решения второй задачи потребовалось создание эффективных способов превращения возобновляемых местных источников биомассы в этанол и/или метан. Для решения третьей из упомянутых проблем сначала попытались использовать синтетические полимеры, но не получили желаемого результата тогда основные усилия были направлены на поиски и производство биополимеров, по своим свойствам пригодных для повышения нефтедобычи. [c.397]

Если построить график зависимости пх от времени, то мы по лучим прямую с наклоном ц. Такой рост называют экспоненциальным или логарифмическим он имеет место тогда, когда состав микробной биомассы и условия окружающей среды остаются постоянными. Приведенные выше уравнения применимы и к смешанным культурам, в которых одноклеточные организмы равномерно распределены в культуральной среде. [c.402]

Если рассматривать переход субстрата в биомассу как гомогенный гетерофазный процесс, протекающий в стехиометрической зоне концентрации по типу равновесной обратимой бимолекулярной реакции, то, согласно закону действующих масс, скорбеть размножения одноклеточных организмов по схеме (2.2) можно описать уравнением [c.108]

Растительное сырье (обычно листья шпината и крапивы) применяют для получения хлорофиллов аи Ь. Биомасса некоторых одноклеточных зеленых водорослей и фотосинтезирующих бактерий служит источником вьщеления хлорофилла а и бактериохлорофилла а. Бактерии, низшие грибы и дрожжи используются для выделения гемсодержащих ферментов — каталазы, цитохромов сиЬ. Гем, как правило, получают из крови крупного рогатого скота. [c.228]

Одноклеточные организмы, вроде бактерий и простейщих, столь успешно адаптировались к разнообразным условиям среды, что составляют более половины всей биомассы Земли. В отличие от высших животных многие из этих одноклеточных способны синтезировать все необходимые им вещества из нескольких простых соединений, причем некоторые из них делятся чаше, чем раз в час. Чем же тогда объяснить появление и распространение на Земле многоклеточных организмов По-видимому, их преимущество состоит в том, что такие организмы могут использовать ресурсы, недоступные единичной клетке. Например, наличие множества клеток позволяет дереву достичь больших размеров, иметь корни в земле (где определенные клетки поглощают воду и пита- [c.41]

До сих пор мы обсуждали рост популяции, лишь косвенно затрагивая эффекты скученности. Число особей, приходящихся на единицу пространства, называют плотностью популяции. Ее обычно измеряют и выражают числом особей на единицу площади у наземных видов или на единицу объема — у водных организмов, особенно если это мелкие организмы, как, например, одноклеточные водоросли. В тех случаях, когда подсчитать число особей трудно, плотность выражают как вес (или биомассу) на единицу площади. [c.354]

Все до сих пор реализованные на практике микробиологические процессы можно разделить на две группы. К первой группе относятся процессы, при которых микроорганизмы выступают в роли биологических катализаторов, обеспечивая превращение одних веществ в другие. К этому направлению относятся синтез вторичных и первичных метаболитов и биотрансформация. Ко второй группе процессов относится получение биомассы как целевого продукта (белок одноклеточных). [c.106]

Размножение микроорганизмов в оптимальных для роста условиях, т. е. при больших скоростях протока, возможно весьма долгое время — месяцами. Поэтому наращивание биомассы всегда целесообразно вести в проточных условиях. Это значительно удешевляет процесс, так как исключается время на опорожнение емкостей и процесс все время идет при максимально возможной скорости. Так работает многотоннажная промышленность производства белка (микробной биомассы белка одноклеточных). [c.137]

Для повышения продуктивностн животных путем дачи полноценного корма, микробиологическая промышленность в настоящее время выпускает кормовые белки на базе различных микроорганизмов-бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Богатая белковая биомасса одноклеточных усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4—0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 30 % площадей сельскохозяйствен-н ых угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице. [c.252]

С технологической и аппаратурной точек зрения очень важным различием двух вышеописанных типов микробиолог ического процесса является характер построения производства во времени биомасса одноклеточных выращивается непрерывным способом в аппаратах хемостатного типа, а все процессы второй группы осуществляются периодически, когда в одном и том же аппарате в производственном цикле протекают все необходимые фазы развития клеток и биосинтеза. Отметим, что интенсивные исследования по непрерывному получению метаболитов ведутся достаточно широко, но не нашли еще промышленной реализации. Процессы двух рассматриваемых видов существенно различаются и по требованиям к степени асептики. Это связано, в первую очередь, с их объемами белок одноклеточных производится в количествах, измеряемых миллионами тонн абсолютно сухого вещества, тогда как выпуск продуктов наиболее крупно-тоннажных процессов второго вида составляет, как максимум, тысячи или десятки тысяч тонн. Понятно, что в первом случае обеспечение полной асептики, т. е. выращивание абсолютно чистой культуры в масштабах всего производства, — значительно более трудная задача, чем во втором. Именно поэтому в производстве белковых веществ ограничиваются достаточно высокой, [c.19]

Количество нуклеиновых кислот, поступающих человеку с пищей, не должно превышать 2 г/сут [Покровский, Тимошенко, 1972]. Избыточное потребление их с пищей повышает содержание мочевой кислоты в крови и моче, что может быть причиной подагры и почечных камней вследствие малой растворимости этой кислоты и ее солей. Это объясняется тем, что у приматов, птиц и некоторых рептилий конечным продуктом распада пуринов является мочевая кислота [Ленинджер, 1974]. У большинства млекопитающих имеется фермент уриказа, окисляющий мочевую кислоту в легкорастворимое и удаляемое из организма вещество — аллантоин. В связи с этим использование в корм таких животных необработанной микробной биомассы с высоким содержанием нуклеиновых кислот не представляет опасности, если не считать увеличения активности ДНКазы во всех отделах кишечника свиней и цыплят при повышении содержания одноклеточных в рационе этих животных [Levin, Staveland, 1976]. Следовательно, одно из существенных препятствий употребления биомассы одноклеточных организмов в пищу человека — высокое содержание нуклеиновых кислот. В связи с этим очень важно разработать методы удаления нуклеиновых кислот из одноклеточных организмов. [c.83]

Из изложенного следует, что в настоящее время опыты по использованию в пищу человека необработанной биомассы одноклеточных неуместны. Необходима оценка качества выделенных и очищенных белков, при отсутствии токсичности — следующий этап работы — улучшение функциональных свойств белка. Вкусовые качества тесно связаны с функциональностью, т. е. текстурой и ощущением вкуса. Традиционные белки имеют некоторые желаемые функциональные свойства, но пока белки одноклеточных этими свойствами не обладают. Уже имеюася сообщения, что для улучшения функциональных свойств белков одноклеточных используется тот же метод, который применяется для белков сои, т. е. прядение белков путем продав-ливания их растворов через отверстия с диаметром 0,1—0,6 мм [Huang, Rha, 1972]. [c.94]

Покровский А. А., Тимошенко В. А. Некоторые данные о суммарном содержании нуклеиновых кислот в биомассе одноклеточных организмов.— В кн. Медпко-биологическпе исследования углеводородных дрожжей. М., 1972, с. 109-112. [c.142]

В последние годы активно разрабатывается именно генетика одноклеточных эукариот. Это объясняется тем, что данная группа организмов включает многие объекты — продуценты белка, антибиотиков и других биологически активных веществ (дрожжи, пе-ницилл, аспергилл и другие грибы), потенциальные продуценты биомассы (одноклеточные водоросли). Многие грибы и простейшие патогенны для человека, животных и сельскохозяйственных растений. [c.182]

Концентрация НК, представленных в основном РНК, в биомассе одноклеточных значительно выше, чем в обычных кормах и пище. Уровень РНК, как правило, определяется скоростью роста культуры и с ее увеличением возрастает. Содержание НК в клетках не играет значительной роли, когда они используются в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Вместе с тем высокая концентрация НК в биомассе дрожжей, особенно бактерий, является одной из причин, препятствующих применению их в питании человека (Андрусенко и др., 1979 Lit hfield, 1980 Waslien, Steinkraus, [c.138]

В СССР, США, Японии и других странах разрабатывают методы использования сточных вод для выращивания одноклеточных водорослей hlorella и S enedegnus, биомассу которых можно использовать как источник растительного белка в корме животных и пище человека. [c.404]

Ферментеры, или биореакторы, представляют собой камеры, в которых в жидкой или на твердой среде выращивают микроорганизмы. Процесс, происходящий в ферментере, называется ферментацией. Термин ферментация первоначально применялся только к анаэробным процессам, однако сейчас он используется более щироко и включает все процессы, как аэробные, так и анаэробные. На рис. 12.16 изображен типичный ферментер. Это довольно сложное техническое сооружение, поэтому необходимо потратить некоторое время для изучения его устройства. Не забывайте также о проблемах, возникающих при расщирении масштабов производства, которые бьши перечислены в предыдущем разделе. Содержимое ферментеров во время работы, как правило, тем или иным способом перемещивается. Например, при производстве белка одноклеточных прутина компанией I I перемещивание достигается с помощью воздуха, подаваемого с высокой скоростью со дна сосуда. Продуктом являются либо сами клетки (биомасса), либо какой-то полезный клеточный метаболит. Все операции должны проводиться в стерильных условиях, чтобы избежать загрязнения культуры. Кроме того, необходимо обеспечить возможность поддержания в стерильном состоянии всех вводных и выводных отверстий ферментера. Ферментер и среду стерилизуют перед использованием вместе или раздельно. Исходные культуры организма, который должен использоваться в процессе ферментации, хранят в неактивной форме (например, в замороженном состоянии). Пробу активируют, наращивают в достаточном объеме с использованием асептических методов (наращивание) и затем добавляют в ферментер (инокуляция). В ферментере организм растет и размножается, используя питательную среду. [c.66]

Некоторые виды биомассы (например, сыворотка, целлюлозные отходы) и продукты переработки нефти могут служить субстратом при культивировании микроорганизмов. Предполагалось, что эти чистые культуры, а также их продукты (так называемый белок одноклеточных организмов, БОО) можно будет использовать в качестве пищевых добавок или корма для скота. К сожалению, вследствие дороговизны получаемых проуктов, их невысоких вкусовых качеств, а иногда и токсичности производство БОО оказалось экономически нецелесообразным. Однако есть надежда, что с помощью генетических манипуляций все-таки удастся создать систему, позволяющую получать дешевые биологические добавки на основе БОО. [c.303]

Содержание белков в клетках хлореллы и сценедесмус составляет 45—55 % в расчете на сухую массу, а в клетках спирулины достигает 60—65 %. Белки водорослей хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот, недостаточно содержится лишь метионина. Наряду с высоким содержанием белковых веществ в клетках водорослей довольно много синтезируется полиненасыщенных жирных кислот (являющихся, как и некоторые аминокислоты, незаменимыми) и провитамина А — каротина (до 150 мг%). Каротина в биомассе водорослей в 7—9 раз больше, чем в травяной муке из люцерны, отличающейся наиболее высоким содержанием этого провитамина среди кормовых трав. Содержание нуклеиновых кислот в одноклеточных водорослях значительно ниже (4—6 %), чем у бактерий, однако несколько выше по сравнению с растительными источниками белка (1—2%). [c.269]

Технология получения кормового или пищевого белка одноклеточных и многоклеточных микроорганизмов сравнительно несложная и заключается в наращивании по возможности наибольшего количества биомассы клеток, в ее денуклеинизации, сепарировании и приготовлении целевого продукта. Культивирование того или иного микроорганизма проводят в оптимальных условиях (до получения десятков-сотен граммов дрожжей в 1 л) в периодическом или непрерывном режиме, в стерильных или нестерильных условиях. [c.203]

Дрожжевое производство В основе дрожжевого производства лежит контролируемое размножение одноклеточных мик роорганизмов — дрожжей (дрожжеподобных грибов) с целью накопления их биомассы Обычно используют дрожжи рода кандида ( andida), преимущественно вида кандида скоттии [c.30]

Возмещение потерь почвенного азота происходит из нескольких источников. Это прежде всего органические остатки отмирающей биомассы, образующие самый мощный поток азота, вносимый в почву. Второе место по значению занимает процесс фиксации молекулярного азота атмосферы (азотфиксации) клубеньковыми бактериями, живущими в симбиозе с бобовыми и другими растениями. Кроме клубеньковых бактерий азотфик-сация осуществляется свободно живущими в почве микроорганизмами рода азотобактер, клостридиями, одноклеточными грибами и водорослями. Все эти микроорганизмы восстанавливают азот при участии фермента нитрогеназы и железосодержащих белков ферредоксинов. [c.423]

К гидропонике можно причислить и выращивание одноклеточных водорослей и других низших растений в питательных растворах. Особенно успешно разрабатывается гидропоцическая культура хлореллы и других одноклеточных водорослей с целью получения ценной биомассы на корм, а также для пищевой и медицинской промышленности. Кроме [c.277]

В соответствие с этой концепцией были предложены многочисленные методы, способные обнаружить метаболическую активность микроорганизмов. По классификации Имшенецкого (1970), все предложенные методы могут быть разделены на прямые и косвенные. К последним относятся химические анализы грунта и атмосферы планеты, астрономические методы и др. Прямые методы основаны на передаче обзорных панорам в случае поиска макроформ и констатации роста и размножения одноклеточных организмов. Прямые методы могут быть разделены на наиболее надежные, заслуживающие внимания, и менее надежные. К наиболее надёжным Имшенецкий (1970) относит определение нарастания биомассы нефелометрия, УФ-фотометрия, количественное определение железонор-фириповых белков и АТФ, определение количества 14 СО-2, выделяющегося в процессе утилизации меченых питательных веществ, содержащихся в среде, измерение pH и Eh культуральных жидкостей. Заслуживают внимания такие методы, как определение оптической активности, количественное определение флавинов, белка, нуклеиновых кислот и аминокислот, обнаружение фосфатазной активности, а также манометрия. Менее надежными следует признать методы с применением 0, 0, калориметрию, определение митогенетического излучения. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология