Rossiyada va dunyoda biotexnologiyaning hozirgi holati

2.3.1. Atrof-muhit sharoitlarining mikroorganizmlarning o'sishiga ta'siri
Mikroorganizmlarni etishtirish uchun birinchi navbatda mos o'sadigan muhitni yaratish kerak. Mikroorganizmlar ozuqa moddalarining tarkibiga juda sezgir. Oziqlantiruvchi substrat yoki o'sayotgan muhit suyuq, qattiq va gazsimon tarkibiy qismlarni o'z ichiga olgan murakkab uch fazali tizimdir. Mikroorganizm nafaqat hujayra moddasini qurish, balki hujayradagi barcha biokimyoviy o'zgarishlarni energiya bilan ta'minlash uchun atrof-muhitning ozuqaviy moddalaridan foydalanadi.
Mikroorganizmning ma'lum birikmalarga bo'lgan ehtiyoji ushbu turdagi mikrobning fiziologik xususiyatlari bilan belgilanadi, ammo barcha holatlarda atrof-muhit ushbu moddalarning suvli eritmasi bo'lishi va ularning hujayraga ma'lum miqdorda oqishini ta'minlashi kerak.
Eng taxminiy shaklda mikroorganizmning ozuqa moddalariga bo'lgan fiziologik ehtiyojlarini mikrob hujayrasining kimyoviy tarkibini aniqlash orqali aniqlash mumkin.
Ba'zi mikroorganizmlar guruhlari biomassasining o'rtacha elementar tarkibi jadvalda keltirilgan. 3.
4-jadval

Mikrob hujayralarining kimyoviy	tarkibi biomassa tarkibi, % mutlaqo quruq moddada
	bakteriyalar	xamirturush bakteriyalari	qo'ziqorinlar (sporali miselyum)
uglerod	50.4.4	49.8	47.9
azot	12.3	12.4	5.2
kislorod	30.5	31.1	40.2
vodorod	6.8	6.7	6.7
P2o5	4.95	3.54	4.85
K2O	2.41	2.34	2.81
SO3	0.29	0.04	0.11
Na2O	0.07	-	1.12
MgO	0.82	0.42	0.38
CaO	0.89	0.38	0.19
Fe2O3	0.08	0.03	0.16
SiO2	0.03	0.09	0.04

Mikroorganizmlar hujayralarini tashkil etuvchi barcha elementlar ozuqaviy muhitda bo'lishi kerak. Ulardan birining yo'qligi o'sishning sekinlashishiga yoki umuman to'xtashiga olib keladi.
Elementlar orasida uglerod eng katta biogen (hayotiy) ahamiyatga ega. U mikrob hujayrasida hosil bo'lgan deyarli barcha organik birikmalarning bir qismidir. Uglerod kislorod, vodorod, azot va oltingugurt bilan o'zaro ta'sir qiladi, ketma-ket bog'langan yoki tsiklik birikmalar hosil qiluvchi boshqa elementlarning ishtirokida uglerod atomlarining uzun zanjirlaridan birikmalar hosil qiladi. Uglerod zanjiri bo'lgan bunday moddalar hujayraning hayotiy birikmalarining asosini tashkil etishi ma'lum: aminokislotalar, oqsillar, uglevodlar, nuklein kislotalar, yog'lar va boshqalar.
Ikkinchi bir xil darajada muhim biogen element azotdir. U aminokislotalar, oqsil moddalari, nuklein kislotalarning bir qismidir, ular hujayra tanasini qurishda, mikroorganizmning o'sishi va ko'payish jarayonlarida eng faol ishtirok etadi. Azot o'z ichiga olgan birikmalar yuqori reaktivlikka ega.
Qolgan elementlar mikroorganizmni oziqlantirish uchun ham muhimdir: fosfor, oltingugurt, kislorod, temir, kaliy va boshqalar.
Laboratoriya sharoitida ko'pincha agarlar, go'shtli bulon, sut, dukkakli bulon va boshqaверсальные qimmatbaho moddalarga boy Versal substratlari ishlatiladi. Bioreaktorni, yordamchi uskunalarni, o'sayotgan muhitning barcha tarkibiy qismlarini, shuningdek aerob jarayonida gazlangan havoni bo'shatish kerak.
Надо Ko'p komponentli o'sayotgan muhitning barqaror ko'pikni ishlab chiqarish qobiliyatini hisobgaolish kerakустойчивую пену, что вызывает необходимость регулирования , bu esa narxlash rejimlarini tartibga solish zarurligini keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, обмена mikroorganizmlardagi moddalarning intensiv almashinuvi natijasida у микроорганизмов часть химической энергии, связанной fermentatsiya paytida bog'langan kimyoviy energiyaning bir qismi issiqlik shaklida chiqariladi. 1 kg shakarni o'zlashtirib, mikroorganizmlar 4-6 ming kj issiqlik hosil qiladi. Bioximi zavodlarida o'nlab fermentatorlar ishlaydi, ulardan отводят ortiqcha issiqlik chiqariladi.
Metabolik mahsulotlarning sekretsiyasi natijasida mikroorganizmlar веществ madaniyat muhitini doimiy ravishda o'zgartiradi va metabolisma jarayonlarining o'zi, o'z navbatida, atrof-muhitdagi o'zgarishlarga sezgir munosabatda bo'ladi.
Shu bilan birga, mikroorganizmlar juda oddiy, ular yashash sharoitlariga nisbatan osonlikcha moslashadi (moslashadi). Masalan, xamirturush glyukoza, saxaroza, maltozda yaxshi o'sadi, ammo ularni pentoz, neft kerosinlari, etil va metil spirtlari va boshqalarda etishtirishga moslashtirish mumkin.
Ko'pincha mikroorganizmning hayotiy faoliyati uchun substrat ular oldindan tayyorgarliksiz foydalana olmaydigan birikmalar (masalan, tsellyuloza, gemitsellyuloza, kraxmal, pektin, pentozanlar va boshqalar). Bunday holda, o'sayotgan muhitni tayyorlashda biopolimerni yo'q qilishning dastlabki fermentativ yoki kimyoviy usulini ta'minlash kerak, shunda muhitdagi uglerod hazm bo'ladigan shaklda bo'ladi.