Процесс получения бета-каротина состоит из 3 этапов: поверхностное выращивания (+) и (-) форм на твердом питательной среде, отдельное культивирования (+) и (-) форм на жидком питательной среде в глубинной культуре и ферментация или совместное выращиваемое (+) и (-) форм на жидком питательной среде глубинным методом.
Для засева маточных колб используется споромицелиальний материал, полученный при поверхностном выращивании продуцента. От количества и качества маточной культуры зависит результат ферментации, то есть выход целевого продукта. Глубинные колонии мицелиальных микроорганизмов имеют вид агломератов (клубочков, шариков), которые берут начало от спор или жизнеспособных фрагментов мицелия. Шарообразная форма роста представляет собой более или менее сферическое скопления мицелиальной биомассы, в которой гифы гриба достаточно плотно соприкасаются друг с другом. Структура мицелиальных шариков может быть достаточно рыхлой и поток среды при этом проникает внутрь шарика. Кроме того шарики способны расти до макроскопического размера и упаковка гиф может быть настолько плотной, что любой путь проникновения субстрата, в частности диффузия, становится невозможным. Таким образом в центре шарообразной колонии наблюдается недостаток питательных веществ, в результате чего большие плотные колонии имеют много вакуолизированных и отмирающих клеток, отрицательно влияет на качество посевными материала. Наоборот, мелкодисперсная маточная культура представляет из себя физиологически активный посевными материал. Одним из факторов, который определяет форму и размер глубинных колоний мицелиальных грибов является количество спор в суспензии. Так высокая концентрация спор дает мелкие колонии и даже нитчатый рост, а низкая способствует развитию крупных шариков.
Было исследовано зависимость биомассы маточной культуры продуцента бета-каротина гриба Blakeslea trispora и ее качество от количества спор в суспензии. Рабочую культуру заранее выращивали на сусло-агаровой среде в микробиологических пробирках. Затем готовили споромицелиальную взвесь в стерильной водопроводной воде и засевали маточные колбы различным количеством спор (от 1 × 101 до 1 × 108 спор на одну колбу). Установлено, что при увеличении спор в инокулюма соответственно растет и биомасса в маточных колбах, как для (+) так и для (-) форм гриба Blakeslea trispora. При низких концентрациях спор (от 1 × 101 до 1 × 103) и при больших (1 × 107 — 1 × 108) биомасса увеличивается медленно. При микроскопическом исследовании колоний, выросших в маточных колбах инокулированных разным количеством спор, было установлено, что при низком концентрации спор в инокулюма (до 1 × 104) колонии имели вид шариков диаметром 3 — 5 мм, с мало ветвистым мицелием, слабо развитые, в центральной части имели много клеток вакуолизированных и даже лизированных. Наоборот, колонии в маточных колбах, инокулированных богатой количеством спор (> 1 × 104) имели диаметр до 1 мм с развитым, ветвистым мицелием. Все колонии были жизнеспособны. С виду маточная культура была мелкодисперсная. Была определена оптимальная количество спор в инокулюма: это 1 × 104 — 1 × 106.
Таким образом, повышение спорообразующей способности рабочей культуры продуцента является важным и актуальным вопросом в производстве бета-каротина, так как количество спор рабочей культуры Blakeslea trispora определяет структуру колоний в маточных колбах и, соответственно, качество посевного материала для стадии ферментации.
Источник: Исследование качества маточной культуры продуцента бета-каротина от количества спор в суспензии / Федорова И.С., Зубарева И.М., Гармаш С.Н. // Біотехнологія. Наука. Освіта. Практика: тези доповідей IV Міжнародної науково-практичної конференції (Дніпропетровськ, 11 – 13 листопада 2008 р.) – Дніпропетровськ, 2008. – С. 61.
Автор фото (культура Blakeslea trispora) в статье: Бондарь И.В.