Лекция 2.3 Типы микробных культур. Кривая роста, особенности отдельных фаз и определение параметров роста. Периодическое и непрерывное культивирование, хемостат и турбидостат

СЛАЙД 1

Название темы лекции

……………………………………………………………………………………

СЛАЙД 2

Рассматриваемые вопросы:

1.Классификация способов и систем культивирования микроорганизмов.

2. Кривая роста, особенности отдельных фаз.

3.Определение параметров роста.

4.Периодическое и непрерывное культивирование (хемостат и турбидостат).

…………………………………………………………………………………………

СЛАЙД 3

Культивирование - это выращивание микроорганизмов на питательных средах в определённых условиях, а развивающийся при этом организм называют культурой.

Для осуществления любого процесса мик­робного синтеза необходимы культура микроорганизмов, питатель­ная среда, аппаратура для выращивания и проведения вспомогатель­ных операций, средства контроля и управления.

……………………………………………………………………………………….

Культивирование или выращивание микроорганизмов является основной стадией технологического процесса и во многом определяет количественные и качественные характеристики производства микробных препаратов.

На стадии культивирования осуществляется накопление, как са­мой биомассы, так и продуктов метаболизма (жизнедеятельности) микроорганизмов.

Иногда (например, при производстве бактериальных препаратов) целевым продуктом является сама биомасса, в других случаях - про­дукты, синтезируемые клеткой (антибиотики, ферменты, аминокис­лоты). При этом синтезируемый продукт может накапливаться как внутри клеток, так и выделяться в культуральную жидкость.

Необходимые полезные свойства целевых продуктов (клеток или продуктов метаболизма) создаются, в основном, на этапе культиви­рования.

Основная задача на последующих этапах к примеру в технологии состоит в том, чтобы при выделении, сушке и других операциях максимально со­хранить и стабилизировать эти полезные свойства.

………………………………………………………………………………….

СЛАЙД 4

Классификация способов и систем культивирования микроорганизмов

Культивирование микроорганизмов осуществляется следующими основными способами: поверхностное, глубинное, периодическое, отьёмно-доливное и непрерывное.

.....................................................................................................................................

СЛАЙД 5

Рассмотрим каждый из указанных способов культивирования. Так,

при твердофазном поверхностном культивировании клетки рас­тут на поверхности твердой (плотной) среды, содержащей достаточ­ное количество влаги и питательных веществ.

при жидкофазном поверхностном культивировании микроорга­низмы растут на поверхности жидкой питательной среды, потребляя содержащиеся в ней субстраты и выделяя в эту среду продукты ме­таболизма.

при глубинном культивировании микроорганизмы распределяют­ся по всему объему жидкой питательной среды, а источники газооб­разных продуктов питания (кислород, углекислый газ, азот) и компо­ненты питательной среды поступают к микроорганизмам в результа­те аэрации и перемешивания.

………………………………………………………………………………….

СЛАЙД 6

Глубинный способ культивирования микроорганизмов наиболее широко используется в производстве большинства биопрепаратов по следующим причинам:

1. Позволяет получить за более короткое время большее количе­ство бактериальной массы или продуктов биосинтеза. Так, при куль­тивировании микроорганизмов группы кишечной палочки в поверх­ностных условиях, количество микробов не превышает 1-2 млрд в мл, а с применением глубинного культивирования, в зависимости от состава питательной среды и режимов культивирования, достигает 50 - 60 млрд в мл.

………………………………………………………………………………………

СЛАЙД 7

2. Возможность осуществить управляемое культивирование, при котором основными управляющими воздействиями являются: аэра­ция, перемешивание, подача хладоагента или теплоносителя, титрантов для регулирования концентрации водородных ионов (рН), реду­центов для регулирования окислительно-восстановительного потен­циала (еН) культуральной жидкости, пеногасителей для регулирова­ния уровня пены в биореакторе, дозирования необходимых для оп­тимального роста культуры микроорганизмов азотных, углеводных, фосфорных и других субстратов, а также предшественников биосин­теза.

3. Возможность использования стандартного механизированного и автоматизированного технологического оборудования для культи­вирования (инокулятор, биореактор, что обеспечивает снижение под­готовительных операций и операций съема биомассы) и повышения качества биопрепарата.

………………………………………………………………………………………

Для роста биомассы и биосинтеза продуктов метаболизма при культивировании необходимо соблюдение следующих условий:

- жизнеспособность посевного материала;

- наличие источника энергии;

- содержание в питательной среде компонентов, необходимых для синтеза биомассы;

- отсутствие в среде ингибиторов;

- поддержание в культуральной жидкости необходимых физико- химических условий жизнедеятельности культуры микроорганизмов.

СЛАЙД 8