Использование хроматографии для анализа концентрации спиртосодержащего субстрата при культивировании дрожжевой биомассы

Толық мәтін

Обоснование. В связи с низкой эффективностью преобразования растительных кормов в белковые продукты, проблема разработки и поиска новых альтернативных источников белка становится все более актуальной [1]. Несмотря на то, что активно развиваются технологии создания искусственного мяса и мяса на растительной основе, высокие производственные затраты и неудовлетворительные потребительские свойства делают их менее конкурентоспособными, по сравнению с белковыми продуктами традиционного животноводства.

Применение биомассы дрожжей в качестве источника микробного белка — одно из наиболее приемлемых решений проблемы нехватки продовольствия. Перспективным направлением является использование микроорганизмов, способных использовать метанол как единственный источник углерода [2].

Для оптимизации процессов культивирования дрожжевой биомассы необходимо контролировать концентрацию спиртосодержащих субстратов. Одним из эффективных методов анализа концентрации этих веществ является газовая хроматография.

Цель — изучить возможность использования метода газовой хроматографии для анализа концентрации спиртосодержащего субстрата в питательной среде при культивировании дрожжевой биомассы.

Методы. Культивирование дрожжей вида Pichia pinus проводили на среде следующего состава [3]: дрожжевой экстракт (г/л) — 5; раствор А (г/л): KH₂PO₄ — 1; раствор Б (мкг/л): (NH₄)₂SO₄ — 5, Mg₂SO₄·7H₂O — 1,025, NaCl — 0,1; микроэлементы (мкг/л): Трилон Б — 10; FeSO₄·7H₂O — 9,3; ZnSO₄·7H₂O — 0,22; MnSO₄·5H₂O — 1,81; CoSO₄·7H₂O — 0,2; CuSO₄·5H₂O — 0,079; (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O — 1; H₃BO₃ — 2,86; CaCl₂ — 1,2. После приготовления питательный среды добавляли 5 мл/л метанола, что соответствует 0,5 % концентрации. В процессе культивирования добавляли метанол в культуру дрожжей по мере необходимости, для поддержания постоянной концентрации метанола в среде в количестве 0,5 %.

Прирост биомассы контролировали фотоколориметрическим методом, измеряя оптическую плотность суспензии при длине волны в 600 нм. Концентрацию биомассы определяли при помощи градуировочного графика.

Анализ культуральной жидкости проводили методом газовой хроматографии на газовом хроматографе Хроматэк Кристалл 5000.2, оснащенном пламенно-ионизационным детектором (ПИД), на колонке Agilent HP-FFAP 50×0,32×0,50 мм.

Концентрацию метанола в культуральной жидкости определяли при помощи градуировочных графиков зависимости высоты и/или площади пиков от концентрации метанола.

Результаты. В ходе исследований были получены градуировочные графики зависимости концентрации метанола от высоты и площади хроматографических пиков. Корреляция между значениями концентрации метанола от высоты пика составляла 96 %, а корреляция между значениями концентрации метанола и значениями площади пиков — 99 %. Последний график в дальнейшем был использован для исследований.

Метод газовой хроматографии был использован для определения концентрации метанола в реальном процессе. Штамм дрожжей культивировали в течение двух недель, при этом контролировали концентрацию метанола методом газовой хроматографии, а методом спектрофотомерии определяли концентрацию биомассы.

Выводы. В ходе исследования проведено культивирование метилотрофных дрожжей на спиртосодержащем субстрате. Построены градуировочные графики зависимости концентрации метанола в водном растворе от площади и высоты хроматографического пика. Использование газовой хроматографии позволяет надежно определять концентрацию метанола в культуральной жидкости при реальном культивировании микроорганизмов.

Авторлар туралы

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: nadya.greb@yandex.ru

студентка, группа 2ВБШ-23ВБШ-101М, Высшая биотехнологическая школа

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар