Отбор среди мутантов, резистентных к антибиотикам 1 страница

Этот метод отбора применяют в селекции продуцентов антибиотиков. Различные антибиотики имеют разный механизм действия на микробную клетку: некоторые - ингибиторы белкового синтеза, другие - мембранотропные или ДНК - тропные агенты. Получают резистентные к антибиотикам мутанты без мутагенной обработки путём высева суспензий спор или клеток на среды, содержащие различные концентрации антибиотиков. Антибиотики могут индуцировать у выживающих колоний появление морфологических мутантов, а также большую изменчивость по признаку антибиотикообразования. Селекцию с применением антибиотиков проводят в несколько этапов, постепенно повышая концентрацию препарата.

Отбор среди морфологических мутантов

Этот вид отбора основывается на частых фактах обнаружения морфологических изменений у высокопродуктивных штаммов, отобранных только по количественному признаку. Продуктивные штаммы часто оказываются малоспорулирующими или имеют повышенную споруляцию, они могут потерять пигмент или приобрести новый, могут изменить величину или форму колоний. Среди колоний, выживших после мутагенного воздействия, отбирают подряд морфологически изменённые, и проверяют их на продуктивность.

Основная цель использования всех описанных методов – сузить диапазон поиска «нужной» мутации, сделать этот поиск менее трудоёмким и более осознанным по сравнению со ступенчатым отбором случайных мутаций.

Метод получения генетических рекомбинантов

В селекции продуцентов биологически активных веществ генетические рекомбинанты пока не нашли широкого применения, что связано с отсутствием у большинства микроорганизмов - продуцентов биологически активных веществ систем генетического обмена.

В последние годы разработан метод получения генетических рекомбинантов на основе слияния протопластов, он доступен для многих микроорганизмов поэтому этот метод гибридизации снова привлёк внимание.

Достоинство метода - возможность совмещения в одном геноме различных мутаций из разных родительских штаммов, из разных видов и даже родов. Уже есть примеры использования метода в селекции продуцентов аминокислот и антибиотиков.

Для тех микроорганизмов, у которых есть системы генетического обмена, этот метод внедряется более успешно.

Все описанные методы называются традиционными, так как появился новый перспективный метод генной инженерии, но они не устарели и по-прежнему широко применяются. Вместе с тем у промышленных микроорганизмов всё шире проводится поиск плазмид и предпринимаются попытки их использования в качестве векторов при переносе генетического материала, его клонирования и амплификации. Эти исследования приближают промышленные микроорганизмы к объектам генной инженерии.

Вопросы для самопроверки

1.Использование достижений генной и клеточной инженерии

2. Значение микроорганизмов как объектов биотехнологических производств

3. Своеобразие и скорость обмена веществ у микроорганизмов

4. Теоретические основы процесса селекции

5. Выбор исходного микроорганизма для селекции

6. Подготовка селекционного материала к селекционной работе

7. Получение мутантов. Отбор положительных мутантов

8. Основные манипуляции генной и клеточной инженерии

Рисунок 2 - Схема селекционной работы

Лекция 3. Общая характеристика биотехнологических производств. Типовая технологическая схема. Стадии биотехнологического производства

Форма проведения лекции: проблемная

План лекции

1. Общая характеристика биотехнологических производств

2. Типовая технологическая схема

3. Стадии биотехнологического производства

1. В биотехнологии существуют 3 основные технологии:

- ферментация (культивирование) – это процесс биохимических превращений в питательной среде под действием ферментов микроорганизмов, которые растут и размножаются в питательной среде, образуя метаболиты – продукты биосинтеза. Конечным продуктом может являться либо сама биомасса (хлебопекарные, кормовые дрожжи, вакцины, закваски), либо метаболиты (витамины, ферменты, спирт, кислоты, антибиотики и т.д.);

- энзиматические технологии - это процесс биохимических превращений под действием ферментов, без участия живых микроорганизмов;

- биотрасформация – неполное превращение органических соединений ферментами микроорганизмов, которые выполняют роль химических реагентов в органической химии. При этом в среде накапливаются продукты этого превращения – какие - то новые органические вещества.

Выбор той или иной технологии определяется рядом обстоятельств:

- экономика процесса;

- возможность получения данного продукта;

- специфичность действия ферментов;

- использование асептических условий;

- экология процесса и т. д.

Важнейшей задачей любого биотехнологического процесса является разработка и оптимизация научно-обоснованной технологии и аппаратуры для него. При организации биотехнологических производств частично был заимствован опыт развитой к тому времени химической технологии. Однако биотехнологические процессы имеют существенное отличие от химических в силу того, что в биотехнологии используют более сложную организацию материи – биологическую. Каждый биологический объект (клетка, фермент и т. д.) – это автономная саморегулирующаяся система. Природа биологических процессов сложна и далеко не выяснена окончательно. Для микробных популяций, например, характерна существенная гетерогенность по ряду признаков – возраст, физиологическая активность, устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов среды. Они также подвержены случайным мутациям, частота которых составляет от 10^-4 до 10^-8. Гетерогенность также может быть обусловлена наличием поверхностей раздела фаз и неоднородностью условий среды.

2.В общем виде любой биотехнологический процесс включает три основные стадии: предферментационную, ферментационную и постферментационную. Принципиальная схема реализации биотехнологических процессов в общем виде может быть представлена блок-схемой, в которой сделана попытка охватить все варианты ферментационных процессов

1 – реактор для приготовления сред, 2 – вихревой насос, 3 – аппарат для приготовления твердых сред, 4 – паровая колонка для подогрева сред до температуры стерилизации, 5 – выдерживатель сред при температуре стерилизации, 6 – теплообменник для охлаждения сред, 7 – мерник – сборник питательной среды,

8 – дозатор, 9 – анаэробный ферментер, 10 – глубинный аэробный ферментер, 11 – биокаталитический реактор, 12 – ферментер для поверхностной твердофазной ферментации, 13 – то же для поверхностной жидкостной ферментации, 14 – экстрактор, 15 – сепаратор для отделения биомассы, 16 – система локальной автоматики, 17 – плазмолизатор биомассы, 18 – дезинтегратор биомассы, 19 – выпарная установка, 20 – фракционирование дезинтегратов, 21 – сушилка и другие аппараты для обезвоживания, 22 – аппаратура для расфасовки продукта, 23 – ионообменные колонны, аппараты для химических и мембранных методов выделения, центрифуги, фильтры, кристаллизаторы и др. устройства.

Условные обозначения: рН – раствор для коррекции рН, П – компоненты и среды для подпитки, Пос – посевной материал, В – сжатый воздух, ПАВ – пеногаситель, Ср – стерильная питательная среда, БА – биологический агент

Рисунок 3 - Принципиальная схема реализации биотехнологических процессов

3. На предферментационной стадии осуществляют хранение и подготовку культуры продуцента (инокулята), получение и подготовку питательных субстратов и сред, ферментационной аппаратуры, технологической и рециркулируемой воды и воздуха. Поддержание и подготовка чистой культуры является очень важным моментом предферментационной стадии, так как продуцент, его физиолого-биохимические характеристики и свойства определяют эффективность всего биотехнологического процесса. В отделении чистой культуры осуществляют хранение производственных штаммов и обеспечивают их реактивацию и наработку инокулята в количествах, требуемых для начала процесса. При выращивании посевных доз инокулята применяют принцип масштабирования, то есть проводят последовательное наращивание биомассы продуцента в колбах, бутылях, далее в серии последовательных ферментеров. Каждый последующий этап данного процесса отличается по объему от предыдущего обычно на порядок. Полученный инокулят по стерильной посевной линии направляется далее в аппарат, в котором реализуется ферментационная стадия. Приготовление питательных сред осуществляется в специальных реакторах, оборудованных мешалками. В зависимости от растворимости и совместимости компонентов сред могут быть применены отдельные реакторы. Технология приготовления сред значительно усложняется, если в их состав входят нерастворимые компоненты. В различных биотехнологических процессах применяются различные по происхождению и количествам субстраты, поэтому процесс их приготовления варьирует. Поэтому дозирование питательных компонентов подбирается и осуществляется индивидуально на каждом производстве в соответствии с Технологическим регламентом конкретного процесса. В качестве дозирующего оборудования при этом применяются весовые и объемные устройства, используемые в пищевой и химической промышленности. Транспорт веществ осуществляется насосами, ленточными и шнековыми транспортерами. Сыпучие компоненты подают в ферментеры с помощью вакуумных насосов. Часто применяют принцип предварительных смесей, то есть соли предварительно растворяют и затем транспортируют по трубопроводам, дозируя их подачу по объему. В силу исключительного разнообразия биотехнологических процессов и применяемых для их реализации сред, методов и аппаратуры рассмотрение данных элементов далее будет связано с конкретными биотехнологическими производствами.

Стадия ферментации является основной стадией в биотехнологическом процессе, так как в ее ходе происходит взаимодействие продуцента с субстратом и образование целевых продуктов (биомасс, эндо- и экзопродуктов). Эта стадия осуществляется в биохимическом реакторе (фер­мен­тере) и может быть организована в зависимости от особенностей используемого продуцента и требований к типу и качеству конечного продукта различными способами. Ферментация может проходить в строго асептических условиях и без соблюдения правил стерильности (так называемая «незащищенная» ферментация); на жидких и на твердых средах; анаэробно и аэробно. Аэробная ферментация, в свою очередь, может протекать поверхностно или глубинно (во всей толще питательной среды).

Культивирование биологических объектов может осуществляться в периодическом и проточном режимах, полунепрерывно с подпиткой субстратом. Постферментационная стадия обеспечивает получение готовой товарной продукции и также, что не менее важно, обезвреживание отходов и побочных продуктов. В зависимости от локализации конечного продукта (клетка или культуральная жидкость) и его природы на постферментационной стадии применяют различную аппаратуру и методы выделения и очистки. Наиболее трудоемко выделение продукта, накапливающегося в клетках. Первым этапом постферментационной стадии является фракционирование культуральной жидкости и отделение взвешенной фазы – биомассы. Наиболее распространенный для этих целей метод – сепарация, осуществляемая в специальных аппаратах – сепараторах, которые работают по различным схемам в зависимости от свойств обрабатываемой культуральной жидкости. Основные проблемы, возникают при необходимости выделения мелковзвешенных частиц с размером 0.5–1.0 мкм и менее (бактериальные клетки) и необходимостью переработки больших объемов жидкости (производство кормового белка, ряда аминокислот). Для повышения эффективности процесса сепарации применяют предварительную специальную обработку культуры – изменение рН, нагревание, добавление химических агентов. Для увеличения сроков годности биотехнологических продуктов производят их обезвоживание и стабилизацию. В зависимости от свойств продукта применяют различные методы высушивания. Сушка термостабильных препаратов осуществляется на подносах, ленточном конвейере, а также в кипящем слое. Особо чувствительные к нагреванию препараты высушивают в вакуум-сушильных шкафах при пониженном давлении и температуре и в распылительных сушилках. К стабилизации свойств биотехнологических продуктов ведет добавление в качестве наполнителей различных веществ. Для стабилизации кормового белка применяют пшеничные отруби, кукурузную муку, обладающие дополнительной питательной ценностью. Для стабилизации ферментных препаратов используют глицерин и углеводы, которые препятствуют денатурации ферментов, а также неорганические ионы кобальта, магния, натрия, антибиотики и др.

3.Стадии технологической схемы. Получение посевного материала

Посевной материал – это чистая культура, размноженная до такого количества, чтобы ею можно было засеять промышленный ферментер.

Приготовление посевного материала в зависимости от вида продукта, его физиолого – биохимических особенностей состоит из нескольких последовательных этапов: исходная культура (в пробирке) → выращивание на скошенной агаризованной среде (в пробирках) → выращивание в колбах на качалке на жидкой среде (одна - две стадии) → выращивание в посевном аппарате (инокуляторе) → накопление культуры микроорганизмов в малом ферментере → посевной материал.

Выращивание посевного материала производится по следующим стадиям:

- получение культуры микроорганизма в микробиологической лаборатории завода;

- выращивание посевного материала в малом посевном аппарате (вместимостью 300 л);

- выращивание дрожжей в большом посевном аппарате (вместимостью 3200 л);

- накопление культуры дрожжей в малом ферментаторе (вместимостью 50м³).

Первая стадия выращивания посевного материала осуществляется в заводской лаборатории. Исходную культуру размножают на скошенной агаризованной среде в пробирке в стерильных условиях при оптимальных составе питательной среды и режиме выращивания (рН_, температура, длительность).

Выращенную культуру стерильно смывают водой с поверхности агаризованной среды в колбы Эрленмейера вместимостью 750 мл, содержащие 50 - 100 мл жидкой питательной среды. Колбы с культурой помещают на качалку, которая находится в термостатируемом помещении (28 - 30°С). Перемешивание культуры, которое осуществляется встряхиванием качалки (120 - 210 об/мин), увеличивает скорость роста культуры благодаря интенсификации массообмена. Продолжительность выращивания культуры в колбах на качалке составляет 18 - 36 ч. Эту стадию выращивания необходимо контролировать по морфологическим показателями микроорганизма. Наилучшие результаты дает культура, которая находится в стадии физиологической зрелости в конце логарифмической фазы роста.

На второй стадии выращивания посевного материала готовую культуру из колб стерильно переносят в посевной аппарат (инокулятор), в который предварительно вносят питательную среду и минеральные соли в определенных количествах. Посевной аппарат оснащен мешалкой, аэрирующим устройством, а также контрольно-измерительной аппаратурой для регулирования температуры, рН, уровня пены и т. д. Объем питательной среды в аппарате не должен превышать 60 % общего объема. Важное значение имеет количество внесенного в аппарат посевного материала. При малом количестве посевного материла требуется более длительный период инокуляции. Поэтому в посевной аппарат вносят обычно посевного материала 10 - 12 % от объема питательной среды.

Во время приготовления посевного материала в аппаратах необходимо поддерживать оптимальный режим культивирования. Для контроля регулярно отбирают пробы и проводят их микробиологический и биохимический анализ.

Культивирование продолжают до тех пор, пока в среде не накопится дрожжей или других микроорганизмов 14 - 20 г/л (в расчете на сухую массу). Обычно процесс длится 12 - 14 ч.

Третья стадия культивирования посевного материала осуществляется в посевном аппарате объемом 3,2 м³. Для этого все содержимое малого инокулятора перекачивается в аппарат большего объема, в котором находится простерилизованная питательная среда. Коэффициент перехода от одного аппарата к другому зависит от конкретных условий выращивания каждой культуры микроорганизмов. Если этот переход осуществляется в фазе экспоненциального роста, то коэффициент перехода по отношению к объему следующего аппарата равен обычно 10. Процесс выращивания длится 12 - 14 ч.

Четвертая стадия процесса осуществляется в аппарате объемом 50 м³. Перед приемом дрожжевой суспензии с предыдущей стадии в аппарате готовят питательную среду путем подачи питательной среды, растворов питательных солей и микроэлементов. Среду доводят до оптимальных значений рН и температуры, перекачивают засевные дрожжи с предыдущей стадии и начинают процесс выращивания при непрерывной аэрации и перемешивании. Процесс накопления дрожжей длится 10 - 12 ч. Когда концентрация абсолютно сухих дрожжей в среде составит 14 - 17 г/л, дрожжевую суспензию можно подавать в производственные ферментеры. Полученный посевной материал подвергают тщательному микробиологическому и биохимическому контролю, так как от его активности и чистоты зависит дальнейший производственный цикл.

В микробиологической технологии требуются большие количества сжатого воздуха или инертного газа как для собственно биосинтеза, так и для вспомогательных операций. По технологическим признакам системы подготовки воздуха можно разделить на 4 группы:

- подготовка и подача воздуха на ферментацию при аэробном культивировании;

- подготовка и подача инертных газов для отвода газообразных продуктов из культуральной жидкости при анаэробном культивировании;

- подготовка и подача транспортного сжатого воздуха для перекачивания суспензий микроорганизмов из одного аппарата в другой и для пневмотранспорта сыпучих продуктов;

- очистка воздуха или смеси газов, отводимых от всех видов технологического оборудования.

Воздух, подаваемый в ферментер, выполняет несколько функций:

- снабжает микроорганизмы кислородом;

- отводит газообразные продукты обмена;

- отводит теплоту, выделяемую микроорганизмами;

- создает однородность суспензии массы микроорганизмов;

- увеличивает скорость массопередачи и перемешивания жидкой среды.

Контроль процесса очистки воздуха

В системе очистки и стерилизации воздуха для контроля и регулирования процесса устанавливаются специальные приборы. Температура воздуха контролируется на входе и выходе холодильника,относительная влажность воздуха и температура определяются после нагревателя. Принцип действия автоматического контроля и регулирования параметров воздуха заключается в следующем. Если приборы регистрируют отклонение температуры на входе в головной фильтр,то специальные регуляторы изменяют подачу пара в нагревательтаким образом, чтобы температура воздуха соответствовала заданной по регламенту.

Рисунок 4 - Технологическая схема очистки и стерилизации воздуха: 1 - фильтр предварительной очистки воздуха; 2 - турбокомпрессор; 3 – теплообменник - охладитель; 4 -влагоотделитель; 5 – теплообменник – нагреватель; 6 – головной фильтр; 7 - индивидуальный фильтр.

Для стерилизации, как фильтров, так и воздушных трубопроводов применяют острый пар. Чтобы снизить давление пара на фильтрующие элементы применяют додачу пара в фильтр с двух сторон - на входе и выходе воздушного трубопровода. Пар должен поступать чистый и сухой с температурой 120°С при стабильном давлении.

Подготовка стерильного воздуха

Биотехнологическое производство требует большое количество воздуха для перемешивания, транспортировки сыпучих материалов и дыхание аэробных микроорганизмов. Для стерильных производств воздух тоже должен быть стерильным. Допускается в стерильном воздухе один микроорганизм на 1000 объектов. Обеспечить такую чистоту воздуха только с помощью одного метода не возможно, поэтому применяют несколько аппаратов соединенных последовательно, в которых воздух проходит разные виды обработки. Взятие воздуха производится из атмосферы через специальные трубы высотой до 100 м. (чем выше, тем воздух чище) предварительная очистка от пыли, на которых содержание основного количества микроорганизмов производится на масляных фильтрах. Затем воздух поступает в компрессор, где сжижается за счет выделения адиабатической теплоты. Воздух охлаждают в теплообменнике до 40⁰С, далее в аппарате, из него выделяют сконденсированную воду, а воздух поступает на головной фильтр. Далее воздух проходит окончательную очистку, на абсолютном индивидуальном фильтре.

Вопросы для самопроверки

1. Общая характеристика биотехнологических производств

2. Типовая технологическая схема

3. Стадии биотехнологического производства

4. Какими общими чертами характеризуется биотехнологическое производство.

5. Подготовка стерильного воздуха

6. Контроль процесса очистки воздуха

7. Выращивание посевного материала

8. Стадия ферментации

9. Принципиальная схема реализации биотехнологических процессов

10. Предферментационная, ферментационная и постферментационная стадии

11. 3 основные технологии в биотехнологии

Лекция 4. Общая характеристика сырья для биотехнологических производств. Основные требования и ограничения к нему

Форма проведения лекции: лекция - консультация

План лекции

1. Общая характеристика сырья для биотехнологических производств

2. Приготовление и стерилизация питательных сред

3. Основные требования и ограничения к сырью

1. Субстраты и среды, используемые в биотехнологии, весьма разнообразны, и их спектр непрерывно расширяется. С развитием промышленных процессов происходит накопление новых видов отходов, которые могут быть обезврежены и конвертированы в полезные продукты методами биотехнологии. С одной стороны, развивающиеся бурными темпами биотехнологические промышленные направления сталкиваются с проблемой исчерпания традиционных видов сырья, поэтому возникает необходимость в расширении сырьевой базы, с другой, – увеличение объемов накапливающихся отходов делает необходимым разработку нетрадиционных, в том числе биотехнологических способов их переработки. В настоящее время наблюдается рост интереса биотехнологов к природным возобновляемым ресурсам – продуктам фотосинтеза, биоресурсам мирового океана. В состав сред для биотехнологических процессов входят источники углерода и энергии, а также минеральные элементы и ростовые факторы. В качестве источников углерода и энергии в биотехнологических процессах используют главным образом природные комплексные среды неопределенного состава (отходы различных производств, продукты переработки растительного сырья, компоненты сточных вод и пр.), в которых помимо углеродных соединений содержатся также минеральные элементы и ростовые факторы. Довольно широко включены в разряд биотехнологических субстратов целлюлоза, гидролизаты полисахаридов и древесины. Последние около 30 лет используют для получения белка одноклеточных. Кислотный гидролиз древесины при 175–190°С обеспечивает выход в среду до 45–50 % редуцирующих веществ; при более жестких режимах гидролиза эта величина возрастает до 55–68 %. С большим успехом в последние годы стали применять гидролизаты торфа, это позволяет снизить стоимость, например, препаратов аминокислот в 4–5 раз. Минеральные элементы, необходимые для роста биологических агентов и входящие в состав питательных сред, подразделяются на макро- и микроэлементы. Среди макроэлементов на первом месте стоит азот, так как потребности в нем у биологических объектов на порядок превышают потребности в других элементах (фосфоре, сере, калии и магнии). Азот обычно используется микроорганизмами в восстановленной форме (мочевина, аммоний или их соли). Часто азот вводится в комплексе с другими макроэлементами – фосфором, серой. Для этого в качестве их источников используют соли (сульфаты или фосфаты аммония). Для ряда отдельных продуцентов, однако, лучшими являются нитраты или органические соединения азота. Существенное значение при обеспечении азотного питания продуцента имеет не только вид, но концентрация азота в среде, так как изменение соотношения C:N, воздействуя на скорость роста продуцента, метаболизм, вызывает сверхсинтез ряда целевых продуктов (аминокислот, полисахаридов и др.). Минеральные элементы необходимы для роста любого биологического агента, но их концентрация в среде в зависимости от биологии используемого биообъекта и задач биотехнологического процесса различна. Так, концентрация макроэлементов в среде (K, Mg, P, S) обычно составляет около 10^–3–10^–4 М. Потребности в микроэлементах невелики, и их концентрация в средах существенно ниже – 10^–6–10^–8 М. Поэтому микроэлементы часто специально не вносят в среде, так как их примеси в основных солях и воде обеспечивают потребности продуцентов. Отдельные продуценты в силу специфики метаболизма или питательных потребностей нуждаются для роста в наличие в среде ростовых факторов (отдельных аминокислот, витаминов и пр.). Помимо чистых индивидуальных веществ такой природы, на практике часто используют в качестве ростовых добавок кукурузный или дрожжевой экстракт, картофельный сок, экстракт проростков ячменя, зерновых отходов и отходов молочной промышленности. Стимулирующее действие данных ростовых факторов во многом зависит от индивидуальных свойств применяемого продуцента, состава основной среды, условий ферментации и др. Добавление ростовых факторов способно увеличить выход целевого продукта, например ферментов, в десятки раз.

Биотехнологическая продукция составляет миллионы тонн в год, поэтому сырья нужно много. 90 % сырья расходуется на производство спирта, а остальные 10 % - на все биотехнологические производства. Микроорганизм может использовать для жизни любое органическое соединение, поэтому весь мировой запас органики (растения, почва, химикаты) потенциально является пищей для микроорганизмов.

Однако для того, чтобы продуцент производил нужный продукт, ему необходимо индивидуальное питательное соединение (питательная среда).

Питательная среда является сложной трёхфазной системой и как бы продолжением микробной клетки.

Кроме индивидуальных органических соединений, в промышленности используют различные отходы. Например: 1 тонна кукурузного крахмала стоит 64-91 $, меласса - 140 $, этанол- 430 $, глюкоза- 290 $, сахароза- 629 $.

Всё сырьё можно разделить на несколько групп.

- Углеродсодержащее сырьё – глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, спирты, органические кислоты и т. д.

Глюкоза - С₆H₁₂O₆ кристаллическая, может содержать воды не более 9 %, золы - не более 0,07 %, (в том числе не более 0,004 % железа). В сухом веществе должно быть не менее 99,5 % редуцирующих веществ.

Сахароза - (свекловичный сахар, тростниковый сахар) С₁₂H₂₂O₁₁ техническая содержит не менее 99,75 % сахарозы, не более 0,003 % золы. Влажность до 0,15 %.

Лактоза – (молочный сахар) С₁₂H₂₂O₁₁, получаемая из молочной сыворотки, является отходом при изготовлении масла и сыра. После сгущения до концентрации сахаров 50 % и кристаллизации получают концентрат лактозы.

Лактозный сахар – сырец содержит не менее 92 % сахара, не более 3 % воды, 2 % золы и 1 % молочной кислоты. Количество белка не регламентировано, но обычно оно не превышает 3 %.

Крахмал представляет собой смесь полисахаридов, встречающихся в растениях в виде зерен (запасной углевод растений). Получают в промышленном масштабе из картофеля и кукурузы. Под действием ферментов микроорганизмов крахмал гидролизуется до глюкозы. В зависимости от сорта (высший, I, II, III) содержание золы в крахмале достигает 0,35 - 1,2 %.

Метиловый спирт (метанол) CH₃OH представляет собой бесцветную, легкоподвижную жидкость, по запаху напоминающую этиловый спирт. Хорошо растворяется в воде, легко усваивается многими микроорганизмами. Метиловый спирт может быть получен из природного газа, нефти, каменного угля. Перспектива использования метилового спирта во многом зависит от эффективности способа его получения.

Следует помнить, что метиловый спирт - сильный яд для человека. Приём внутрь 30 мл. метилового спирта смертелен.

Этиловый спирт (этанол) С₂H₅OH является перспективным сырьём для выращивания микроорганизмов. Этиловый спирт хорошо смешивается с водой, нетоксичен, получаемая на нём биомасса не требует специальной очистки. В качестве источника углерода могут использоваться все марки этилового спирта, получаемого как микробиологическим, так и химическим путём. В этиловом спирте допускается присутствие незначительных количеств изопропилового спирта, серусодержащих соединений, органических кислот, сложных эфиров, диэтилового эфира, нерастворимых в воде веществ.

Уксусная кислота CH₃COOH с содержанием основного вещества не менее 60 %, а формальдегида HCHO и муравьиной кислоты HCOOH - не более 1 % может быть использована в качестве источника углерода.