Субстрат (питательное вещество)

В приведенных примерах из сравнительно простых веществ — субстратов питательной среды — с помощью микроорганизмов синтезируются сложные органические вещества. Последнее время при помощи микроорганизмов практикуют различные превращения молекул органических веществ — микробиологическую трансформацию. Отбирая особые культуры микроорганизмов (в специальных каталогах ферментативных реакций культур микроорганизмов указано, какие биохимические реакции осуществляет данная культура) можно провести самые различные химические реакции — окисление и восстановление, фосфорилирование, ами-нирование, специфический гидролиз и другие реакции, провести которые химическим путем очень трудно, а иногда и невозможно. В качестве примера можно привести превращение О-сорбита в Ь-сорбозу. Микробиологическая трансформация открыла большие возможности получения препаратов стероидов. Этот метод широко используется для промышленного получения кортизона, гидрокортизона, преднизолона и др. С помощью микробиологической трансформации можно превращать продукты химического синтеза в другие необходимые для народного хозяйства вещества. В последнее время интенсивно развивается новое направление в биотехнологии — иммобилизация на специальных носителях ферментов или клеток для продления срока их использования. [c.5]

Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Вьщелившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании. [c.85]

Потребление питательных веществ в свою очередь связано с конструктивными и энергетическим процессами в микробных клетках и зависит от затрат на рост клеток и поддержание их жизнедеятельности в популяции. Так, для углеродсодержащего субстрата скорость потребления составит [c.83]

При росте, размножении и других проявлениях жизнедеятельности микробы нуждаются в непрерывном поступлении строительных материалов, или питательных веществ и энергии. Эти потребности удовлетворяются в процессе обмена веществ. По характеру питания микроорганизмы близки к растениям. Твердые вещества не пригодны для их питания. Поэтому любой питательный субстрат, любое органическое вещество животного, растительного или синтетического происхождения, прежде чем [c.84]

К основным питательным веществам, используемым микроорганизмами в качестве исходного сырья для биосинтеза, следует отнести углерод, азот и фосфор. При аэробном культивировании микроорганизмов в энергетическом метаболизме клетки непосредственное участие принимает кислород, выполняя роль акцептора электронов. С участием молекулярного кислорода происходит окисление углеводородного субстрата с последовательным образованием надвинного спирта, а затем жирной кислоты. При анаэробном процессе микроорганизмы получают энергию в результате окисления, когда акцепторами электронов выступают неорганические соединения. У фототрофов (фотосинтезирующих бактерий, водорослей) в качестве источника энергии служит энергия солнечной радиации. [c.10]

Кроме этого в бактериальных клетках имеются ферменты, количества которых могут резко меняться в зависимости от состава питательных веществ среды. Это происходит в результате того, что гены, детерминирующие эти ферменты, включаются или выключаются по мере надобности. Их называют индуцибельны-м и. При отсутствии в среде субстратов этих ферментов последние содержатся в клетке в следовых количествах. Если в среду добавить вещество, служащее субстратом определенного фермента, происходит быстрый синтез этого фермента в клетке, т.е. имеет место индукция синтеза фермента. Если же в питательной среде в готовом виде содержится вещество, являющееся конечным продуктом какого-либо биосинтетического пути, происходит быстрое прекращение синтеза ферментов этого пути. Это явление получило название репрессии конечным продуктом. Ферменты, синтез которых подавляется конечным продуктом, могут быть дерепрессированы, т. е. скорость их синтеза превысит обычную, если концентрация конечного продукта упадет до очень низкого уровня. Дерепрессия этих ферментов аналогична явлению индукции. [c.118]

Возможны следующие случаи расположения микроорганизмов и частиц загрязнений у поверхностей материалов конструкций [23] (рис. 21) раздельное расположение микроорганизмов и частиц загрязнений (а) образование мостиков между частицами через бактерии и, наоборот, между бактериями через частицы (б) адсорбция микроорганизмов на поверхности больших по размеру частиц и проникновение в частицу (в) адсорбция меньших по размеру частиц на поверхности микроорганизмов (г) образование конгломератов из микроорганизмов и частиц загрязнений (д). Последнее имеет большое значение для диффузии питательных веществ, продуктов обмена, развития процесса биоповреждения. К частицам загрязнений и поверхностям материалов бактерии могут прикрепляться боковой стороной, капсулой, полюсом, жгутиками (е). Микроорганизмы могут покрыть частицы в один или несколько слоев. Их строение позволяет достаточно прочно прикрепляться к твердым поверхностям. Например, актиномицеты имеют мицелий, предназначенный для размножения, прикрепления к субстрату и извлечения питательных веществ. Мицелий, служащий для прикрепления, состоит из тончайших гиф, отличающихся кожистым строением и значительной плотностью [42]. [c.50]

Согласно развиваемому системному подходу к анализу сложной совокупности процессов на микро- и макроуровнях, к эффектам, определяющим поведение системы на макроуровне, относится массопередача. Массообменные процессы в биореакторе непосредственно влияют на рост микроорганизмов, определяя скорость транспорта питательных веществ к клеткам и отвод продуктов метаболизма в среду в количестве, соответствующем стехиометрическим коэффициентам. Наибольший практический интерес, с точки зрения ограничения скорости процесса ферментации, представляют такие элементы питания, как кислород и углеродсодержащий субстрат, учитывая большую удельную потребность в них клеток, низкую растворимость в культуральной жидкости и присутствие в ферментационной среде в виде дисперсных фаз. [c.87]

Обратимся теперь к жидкой фазе и рассмотрим потенци-альные возможности ее повторного использования. Следует подчеркнуть, что все микробиологические процессы протекают при относительно низких концентрациях микроорганизмов субстратов, питательных вешеств и продуктов в культуральной среде. В них расходуется большое количество воды, в которой эти микроорганизмы, субстраты, питательные вещества и продукты диспергированы или растворены. Концентрация микробов обычно лимитируется такими факторами, как ингибирование субстратом, питательными веществами или продуктами, а в аэробных процессах — скоростью транспорта кислорода. Однако в технологических системах с рециркуляцией биомассы могут иметь место и очень высокие концентрации микроорганизмов, [c.455]

ГИИ лежит расширенное воспроизводство микробных клеток и получение продуктов метаболизма (превращения поступающих в клетку веществ в конечные продукты). Скорость биохимического превращения определяется биохимическими процессами в клетке и развитием их популяции. Протекает множество ферментативных реакций, изученных еще не в полном объеме, тем не менее, в основные фуппы клеточных процессов можно объединить превращения, определяющие рост и размножение (отпочкование) клеток, утилизацию субстрата (питательной среды для них), образование продуктов метаболизма. Для объяснения структуры кинетического уравнения приведем его пример. [c.81]

СУБСТРАТ (ПИТАТЕЛЬНОЕ ВЕЩЕСТВО) [c.264]

На стадии выдерживания в щелок вводятся Питательные комплексы — аммофос, аммофоска. Дозировка этих веществ оказывает большое влияние на качественные показатели биотехнологии. На рис. 8.6 представлены кривые выхода биомассы в функциональной зависимости от содержания в субстрате азота, фосфора и калия. Как видно, все кривые проходят через максимум, отвечающий определенной зоне концентраций этих веществ. Следовательно, избыток питательных веществ приводит к такому же отрицательному действию, как и их недостаток. В конкретных условиях производства эти данные подлежат [c.256]

Обычно после инокуляции стерильной культуральной среды мгновенного увеличения числа клеток не наблюдается. В течение какого-то периода времени, называемого лаг-фазой, клетки адаптируются к новым условиям другим pH или концентрации питательных веществ. В ходе такой адаптации может произойти включение каких-то новых, ранее не проявившихся путей метаболизма. Лаг-фаза наблюдается всякий раз, когда посевной материал получен из культуры, рост которой прекратился в результате исчерпания субстрата или ингибирования продуктом (т. е. культуры в стационарной фазе). Продолжительность лаг-фазы зависит от времени, в течение которого клетки посевного материала находились в стационарной фазе, и от того, как сильно различались среда, в которой росла [c.351]

Лишайники — это многолетние низшие растения, состоящие из двух организмов гриба и водоросли. Питательные вещества образуются за счет фотосинтеза водорослью и получаются грибом от субстрата. Вода поглощается ими главным образом в капельно-жидком состоянии из тумана, росы, дождя, водяных паров и только частично поступает из субстрата. Эти биологические особенности определяют влияние различных факторов на выход и качество (состав) резиноида. [c.73]

Бактерии с субстратом для роста (1 сут) Бактерии при избытке субстрата в условиях накопления питательных веществ (1 ч) Бактерии при сильной нехватке субстрата Рыба (1 год, до 0,5 кг) [c.103]

Субстрат — 1) вещество определенного строения, на которое воздействует фермент (или реагент) 2) один из компонентов питательной среды, утилизируемый микроорганизмом. [c.283]

Субстрат — вещество, на которое воздействует микроорганизм или фермент для получения нового соединения, близкого по строению к исходному субстрату (предпочтительно не является питательным веществом для микроорганизмов). [c.224]

СУБСТРАТ 1. Вещество, химическая модификация которого катализируется ферментом. 2. Компонент питательной среды, утилизируемый микроорганизмами. [c.420]

Основным из них следует считать то, что сырье, массные потоки, полуфабрикаты и готовая продукция являются благоприятными питательными субстратами для микроорганизмов. Так, древесина, целлюлоза, крахмал могут подвергаться микробному, разложению, а углеводы и органические кислоты, переходящие в раствор при переработке древесины, относятся к легко усваиваемым микробами питательным веществам. На высокой питательной ценности сульфитного щелока как субстрата для микроорганизмов основаны биохимические производства спирта и кормовых дрожжей. В этих цехах утилизируется до 60—75% сульфитных щелоков. [c.220]

На сооружениях для механической очистки из сточных вод удаляется около 50% взвешенных веш,еств и около 20% загрязнений, характеризуемых БПКз- Остальная часть загрязнений в виде мелкой суспензии в коллоидном состоянии и в растворе остается в осветленной (т. е. прошедшей механическую очистку) сточной воде. Дальнейшую очистку воды от этих загрязнений осуществляют в зависимости от характера загрязнений и требуемой степени очистки химическими, физико-химическими, электролитическими, биохимическими методами или пх сочетанием. Для городских сточных вод, в составе которых находятся производственные воды, не препятствующие протеканию 1биологических процессов, как правило, применяют метод биохимической (биологической) очистки. Этот метод самый простой из всех перечисленных. Он, по существу, аналогичен процессам самоочищения водоемов в естественных условиях. Процесс самоочищения заключается в том, что все загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности флоры и фауны, перерабатываются микроорганиз1мами, для которых органические вещества загрязнений являются субстратом (питательной средой). [c.117]

Потребленный клетками субстрат идет и на получение энергии, и на конструктивные процессы - синтез клеточного материала. Такое использование питательных веществ называется окислительной ассимиляцией. [c.7]

В любой водной среде, в которой имеется энергетический субстрат (РОВ) и отсутствуют источники азота, обнаруживаются интенсивное потребление кислорода в начальной фазе инкубационного периода и стабилизация скорости БПК к моменту исчерпания субстрата (эндогенное дыхание). Задержка в потреблении кислорода в начальный момент может быть связана с малой активностью микроорганизмов, наличием веществ, ингибирующих рост организмов и относительно низкими температурами инкубации воды. В некоторых случаях в потреблении кислорода можно выделить несколько стадий. Отчетливая двуста-дийность наблюдается при лимитированном содержании питательных веществ сначала или после периода индукции БПК развивается интенсивно со все убывающей скоростью, а по мере исчерпания субстрата—линейно на стадии эндогенного дыхания . Если в исследуемой воде имеются минеральные азотсодержащие вещества, то скорость БПК на второй стадии может [c.147]

Гетероцепные соединения представляют класс веществ, весьма разнообразных по строению и многочисленных по числу представителей. Помимо большого числа природных соединений этого типа, уже в настоящее время известно очень много гетероцепных синтетических соединений, отличающихся рядом интересных свойств и нашедших практическое применение. Несмотря на то, что синтетические методы получения веществ этого класса еще только начинают развиваться, и сейчас уже можно предвидеть в недалеком будущем огромный прогресс в области синтеза различных видов гетероцепных соединений. Для полной характеристики значения гетероцепных соединений необходимо отметить ту исключительную роль, которую они играют в жизни живой клетки, являясь то скелетным материалом (целлюлоза), то запасом питательных веществ (крахмал, инулин), то составляя основу материального субстрата живой клетки (белок). [c.167]

Актиномицеты, например, могут образовать два мицелия — воздушный и почвенный. Первый они используют для размножения, второй — для прикрепления к субстрату и извлечения питательных веществ. Этот мицелий состоит из тончайших гиф, отличающихся кожистым строением и значительной плотностью. От прочности сцепления микроорганизмов и частиц структуры загрязнений и условий эксплуатации техники зависит эффект биоповреждений. Для борьбы с биоповреждениями на этом этапе необходимы мероприятия по снижению шероховатости и пористости поверхностей и приданию им водоотталкивающих свойств (гидрофобизация). [c.66]

Почти все метаболические реакции в конечном счете связаны между собой, поскольку продукт одной ферментативной реакции служит субстратом для другой, которая в данном процессе играет роль следующей стадии. Таким образом, мы можем представить себе метаболизм в виде чрезвычайно сложной сети ферментативных реакций. Если поток питательных веществ в какой-нибудь одной части этой сети уменьшится или нару- [c.385]

Изучение ауксотрофов по питательным веществам сыграло важнук> роль в развитии биохимии, но, к сожалению, с помош,ью этого метода можно изучать только один ген или группу генов, участвующих в синтезе какого-либо конкретного субстрата. Было бы желательно, однако, располагать методами обнаружения мутаций всего набора генов, содержащихся в клетках. Но этому препятствовало то обстоятельство, что большинство мутаций легальны, причем во многих случаях устранить этот эффект добаменнем всевозможных субстратов не удается. Ранние генетические исследования показали, что летальные мутации [c.252]

Использование в качестве источника питательных веществ субстратов, содержащихся в тех, или иных материалах (например, целлюлозы, древесины или кератина шерсти) [c.238]

Высокой плотности чаше всего удается достичь при росте в периодическом режиме с добавлением субстрата. Режим подачи питательньгх веществ может быть разным непрерывным, ступенчатым или экспоненциальным. При непрерывном режиме в среду в течение всей ферментации вносят одинаковые количества питательных веществ. Однако в этих условиях удельная скорость роста непрерывно снижается. При ступенчатом режиме питательные вещества добавляют по мере увеличения концентрации клеток во все большем количестве, так что снижение удельной скорости роста в значительной мере компенсируется. При экспоненциальном режиме питательные вешества добавляют в количестве, обеспечивающем постоянную скорость роста клеток. Периодическую подачу питательньгх веществ можно автоматизи- [c.356]

Представители семейства My oplasmata eae — хе.моорганогсте-ротрофы, характеризующиеся высокими потребностями в питательных веществах. Энергетический метаболизм ферментативного или окислительного типа. Использование глюкозы происходит по гликолитическому пути. У микоплазм, осуществляющих полное окисление энергетического субстрата, обнаружен функционирующий ЦТК и цепь переносчиков электронов. [c.171]

Эти одноклеточные водоросли и есть основной механизм установки. Именно они потребляют питательные вещества, содержащиеся в субстрате, и под ярким светом быстро размножаются. Время от времени бульон из корытец разреживают, откачивая излишек в уже знакомый нам метантенк. Здесь идут реакции брожения и вот, пожалуйста, из металлического баллона начинает выходить биогаз. [c.138]

Микопротеин — это пищевой продукт, состоящий в основном из мицелия гриба. При его производстве используется штамм Fusarium graminearum, выделенный из почвы. И процесс, и продукт — это результат осуществления программы по их интенсивному развитию, изучению и испытанию. Микопротеин производят сегодня на опытной установке методом непрерывного выращивания. В качестве субстрата используется глюкоза и другие питательные вещества, а источниками азота служат аммиак и аммонийные соли. Общая схема функционирования установки приведена на рис. 3.4, После завершения стадии ферментации культуру подвергают термообработке для уменьшения содержания рибонуклеиновой кислоты, а затем отделяют мицелий методом вакуумного фильтрования. [c.119]

Выросты представляют собой выпячивание клеточного содержимого, не отделенного от цитоплазмы клетки. Окружены клеточной стенкой. В них можно различить цитоплазматическую мембрану, цитоплазму с рибосомами, иногда ядерный материал и мезосомы. Выросты приводят к увеличению клеточной поверхности и ЦПМ и служат для обеспечения повыщенного транспорта веществ в клетку. Для простекобактерий это имеет первостепенное значение, так как многие из них обитают в условиях низкой концентрации органических веществ в среде. Общим свойством простекобактерий является способность расти с сохранением типичной морфологии только при незначительном содержании органического субстрата в среде. При дефиците питательных веществ [c.176]

Дифференциально-диагиистические среды позволяют различать бактерии по их росту, биохимической активности и другим признакам. В состав этих сред, кроме питательных веществ, обычно включают субстрат, по отношению к которому дифференцируются бактерии, и индикатор. В результате культивирования микробы, ферментирующие субстрат, способствуют накоплению продуктов расщепления, сдвигу pH, редокс-потенциала среды, что сопровождается окрашиванием среды и собственных колоний в цвет индикатора (см. цв. вклейку, рис. 7). [c.28]

Некоторые авторы (Ф X Дейндорфер, 1960) подразделяют биотехнологические процессы по типу на простые, совместные, последовательные и ступенчатые Под простыми понимается трансформация питательных веществ в продукты метаболизма без накопления интермедиатов при наличии строго определенной стехиометрии в утилизации субстрата (или клеточном росте) и образовании метаболита Скорость образования метаболита можно выразить следующим уравнением гф= - Yp/s, где г — скорость, /р — контролируемый продукт метаболизма, Yp/s — коэффициент отношения метаболита (р) к субстрату (s) В молярном выражении [c.245]