ОРВ технология: реальный путь экономии ресурсов, решения экологических проблем

Применение ОРВ технологии для интенсификации размножения и ростовых процессов микроорганизмов

uchebniemikroДругой потенциальной областью применения ОРВ технологии являются технологии, включающие в себя процессы размножения и развития микроорганизмов (технологии пищевой промышленности, фармацевтической, парфюмерной и др.).
Наши первые опыты с микроорганизмами проводились на базе научно-технического центра «ЛЕКАРСТВА и БИОТЕХНОЛОГИЯ», Москва.

Опыты с микроорганизмами интересны тем, что во-первых, рост микроорганизмов в периодической системе осуществляется в ограниченные сроки (от нескольких часов до нескольких суток), а во-вторых, возможно без дорогостоящих аналитических методов изучить ростовые и синтетические процессы микроорганизма-продуцента и получить достаточно большой объем информации, в-третьих, при получении положительных результатов возможно достаточно быстро внедрить их в практику.

Для предварительного изучения влияния ОРВ на ростовые и синтетические процессы микроорганизма был выбран штамм бактерии Bac. macerans - продуцент комплекса пектолитических ферментов, основным из которых является пектатлиаза. Фермент пектатлиаза расщепляет низкоэтерифицированный пектин с образованием моно-, ди-галактуроновой кислоты и ее олигомеров с ненасыщенной связью между 4 и 5 атомами углерода. В результате действия этого фермента на растительные ткани происходит расщепление пектина, в том числе протопектина, межклеточного содержимого, вследствие чего ткань распадается на отдельные клетки, т.е. осуществляется классический процесс мацерации ткани. Этот процесс на практике используется для получения гомогенизированных соков, овощных и фруктовых пюре, консервов, получении семенного материала из ряда овощных культур, получении протопластов растительных клеток. Кроме того, высокая эффективность действия ферментного препарата, получаемого на основе культивирования Bac. macerans, позволила использовать этот продуцент для получения лекарственной субстанции для препарата пищеварительного действия. Несмотря на достаточно широкий выбор пищеварительных препаратов, основная их часть содержат традиционный набор ферментов – амилазу, протеазу и липазу. Однако, учитывая современные тенденции диетологии, основанные на том, что 2/3 принимаемой пищи должна быть основана на овощах и фруктах, разработка такой субстанции является крайне актуальной.

uchebnieПри выявлении действия ОРВ технологии на ростовые и синтетические процессы Bac. macerans использовали регламентную питательную среду. Контрольные варианты не подвергались действию ОРВ технологии. В опытных вариантах культуру подвергали воздействию ОРВ технологи в следующих режимах:

- на протяжении всего процесса роста;

- в течение первых 4-х часов от начала культивирования продуцента.


В процессе роста продуцента анализировались следующие показатели культуральной жидкости: рН, содержание сухих веществ и активность пектатлиазы.

 

 

 

 

 

 

При воздействии ОРВ технологии на протяжении всего процесса культивирования получены результаты, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Результаты культивирования микроорганизмов

№№

Продолжительность культивирования,

Контроль

Опыт (воздействие ОРВ на протяжении всего процесса)

 

час

рН

СВ, Б0

ПЛА, ед/мл

рН

СВ, Б0

ПЛА, ед/мл

1

15

7,25

1,50

5130

7,05

1,50

5960

2

16

7,43

1,60

5390

7,22

1,40

7200

3

17

7,49

1,60

7400

7,30

1,20

9200

4

18

7,62

1,50

8950

7,40

1,00

4000

5

19

7,80

1,20

11200

7,56

0,80

2800

6

20

7,98

1,00

8200

7,68

0,60

2000

7

21

8,14

0,80

5600

 

 

 

 

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что ОРВ значительно ускоряет ростовые процессы, о чем свидетельствует быстрое повышение рН культуральной жидкости и снижение содержания в ней сухих веществ. При этом максимальная скорость биосинтеза фермента наблюдается на 17 час культивирования, в то время как в контрольном варианте максимальная активность наблюдалась на 19 час культивирования продуцента.

Это свидетельствует о том, что  метод ОРВ, безусловно, действует на ростовые процессы бактерии, заметно ускоряя их. При этом способность к биосинтезу фермента остается достаточно высокой. Bac. macerans является быстрорастущей культурой и эти воздействия не являются сильно выраженными. Однако сокращение продолжительности культивирования микроорганизмов-продуцентов биологически активных веществ с технологическим циклом 5-6 суток на 12-15% представляет огромный интерес с точки зрения экономики процесса, т.к. он является энергозатратным.

Таблица 2. . Результаты культивирования микроорганизмов

№№

Продолжительность культивирования,

Контроль

Опыт (воздействие ОРВ на протяжении первых 4-х часов процесса)

 

час

рН

СВ, Б0

ПЛА, ед/мл

рН

СВ, Б0

ПЛА, ед/мл

1

15

 

 

 

7,05

1,60

3700

2

16

7,08

1,60

4470

7,22

1,60

4300

3

17

 

 

 

7,30

1,60

4450

4

18

7,26

1,60

5825

7,40

1,55

5420

5

19

 

 

 

7,56

1,50

5600

6

20

7,46

1,50

5260

7,68

1,45

5200

7

21

 

 

 

7,84

1,40

4000

8

22

7,65

1,40

7600

8,0

1,40

3000

 

При проведении опыта по непродолжительному воздействию ОРВ на биосинтез фермента установлено (таблица 2), что и в этом случае сохраняется та же закономерность: продолжительность культивирования сокращается на 16%, при этом несколько снижается уровень активности фермента.

Следует отметить, что режимы воздействия ОРВ на растущую культуры были выбраны произвольно и для получения значимых результатов необходимо проводить более глубокие исследования.

На основании проведенных в ограниченном объеме исследований можно сделать следующие выводы:

  1. Метод ОРВ влияет на продолжительность роста продуцента, снижая этот показатель на 12-16%.
  2. Для получения достоверных результатов и разработки практических рекомендаций по интенсификации ростовых процессов промышленных микроорганизмов под действием ОРВ необходимо провести более широкие исследования с использованием нескольких продуцентов и глубокого анализа физико-химических показателей и биологического состояния культур.