Kyselina mléčná se vyskytuje ve dvou stereoizomerech L(+) a D(-). Tvorba čistých izomerů homofermentativními mléčnými bakteriemi je poměrně vzácná, častější je tvorba racemické směsi, v níž mohou být oba izomery zastoupeny různou měrou. Z hlediska fyziologických požadavků člověka je L(+)- mléčná kyselina, která je přirozeným metabolitem lidského těla vznikajícím ve svalech a zpracovávaným v játrech, hodnocena lépe (1). Její tvorba závisí nejen na druhu a kmeni mléčných bakterií, ale i na kultivačních podmínkách t.j. na složení kultivačního média, teplotě kultivace, redoxním potenciálu prostředí apod. (2). Na změnu kultivačních podmínek reaguje kultura změnou chování a také změnou morfologie (3). L(+) - mléčná kyselina je tvořena z pyruvátu, dodávaného glykolýzou, ovšem produkce D(-)- mléčné kyseliny může patrně nastat z několika příčin. První z nich je, že buňky produkují racemasu, která katalyzuje izomeraci L(+) izomeru na D(-), druhá, že buňky obsahují D-laktát dehydrogenasu a D(-) izomer kyseliny mléčné vzniká po glykolýze z pyruvátu stejně jako L(+) izomer a třetí možností je, že D(-) izomer vzniká jinou metabolickou drahou než glykolýzou např. z aminokyselin (2).
Cílem projektu bylo sledovat vybrané ukazatele fyziologického stavu (tvar a velikost buněk, růstová rychlost, rychlost tvorby kyseliny mléčné atd.) mléčných bakterií (zejména rodů Lactobacillus, Lactococcus a Streptococcus) v podmínkách tvorby kyseliny mléčné a stanovit vlivy, které způsobují zvýšenou produkci L(+)- kyseliny mléčné.
Řešitelský kolektiv se zabýval následujícími úkoly:
Screening byl proveden pomocí zařízení BIOSCREEN (Labsystems, Finsko), určeného pro rychlé testování mikroorganismů vyhodnocováním jejich růstových křivek. Při kultivaci v mikrotitračních destičkách, se v každé jamce měří v pravidelných intervalech optická denzita a jednotlivé údaje se načítají do počítače. Produkce D,L- kyseliny mléčné byla stanovena enzymovým testem od firmy Boehringer Mannheim (Německo).
Rychlé testování bylo opět provedeno pomocí zařízení BIOSCREEN, sledování morfologie a stanovení bioinženýrských charakteristik procesu (měrná růstová rychlost, výtěžnost) bylo provedeno s vybranými kmeny při kultivacích v laboratorním fermentoru. Mikroskopické preparáty byly pozorovány v mikroskopu, napojeném přes CCD kameru do počítače. Při pozorování byla sledována morfologie buněk.
Tvorba L(+) izomeru kyseliny mléčné u sledovaných kultivací závisela zejména na: