Ipari eljárások a mikroorganizmusok tenyésztéséhez

tenyésztési módszer függ a végső célja a termesztés (a célpont vagy a biomassza felhalmozódása, vagy megszerzése egy bizonyos hulladék termék - metabolit).

A fermentációs (tenyésztési) - a teljes készlet az egymást követő műveletek azáltal, hogy egy előfőzött és termosztált táptalajt inokulum (oltóanyag) a teljes növekedési és bioszintetikus folyamatok kimerülése miatt a tápközeg.

Számos módja van az ipari mikroorganizmusok tenyésztéséhez eltérő:

· Az oxigéntartalom (aerob és anaerob);

· Száma fermentáló (egy-, két- és többlépcsős);

· A jelenléte vagy hiánya keverés (dinamikus és statikus);

· A fizikai állapot a táptalaj (felületes és mély);

· Az eljárás lépésben (szakaszos, folyamatos, és a közbenső).

Felületi termesztése aerob mikroorganizmusok tenyésztéséhez felszínén folyékony és granulált táptalajok. Így mikroorganizmusok közvetlenül kap oxigént a levegőből. A felületes folyékony tenyésztő tápoldatok mikroorganizmusok növekednek a film formájában. Felszíni növénytermesztést végeznek speciális fürdők - vittünk át. Felületi termesztés csak akkor lehet periodikus, míg a süllyesztett termesztés végezhetjük szakaszos, és a folyamatos eljárás.

A mély művelés végezzük folyékony tápközegben, amelyben a mikroorganizmusokat a fejlődő a teljes térfogatát a tápközeg. A kombináció a tápközeg és a növekvő mikroorganizmusok hívják a tenyészet folyékony. Által végrehajtott elsüllyedt termesztés speciális berendezések - fermentor keverővel ellátott és egy steril levegő ellátó rendszer a növekedés az aerob mikroorganizmusok. Levegőztetés - fúj steril levegőnek a tenyészet folyékony. Mély módszer előnyösebb az ipar számára, mint a felület módszer, mivel lehetővé teszi, hogy végre teljes gépesítése és automatizálása a folyamat, hogy elkerüljék a fertőzési folyamat idegen mikroflóra.

Batch termesztése. A teljes térfogat tápközeg beoltjuk a tiszta tenyészet, amely neveltük optimális feltételek, egy bizonyos idő, mielőtt a felhalmozódása a kívánt mennyiségű a kívánt terméket. Meg kell jegyezni, hogy mivel a kultúra hajtjuk végre a nem rulírozó közeg (a kórházban), a sejtek mindig a változó környezetben, és adja át minden szakaszában a növekedés és fejlődés a lakosság (4.1 ábra).. Így a periódusos rendszer lehet tekinteni, mint egy zárt rendszer, ahol a biomassza növekedési üteme mindig konvergál a nullához, vagy azért, mert a tápanyagok hiánya miatt, vagy a felhalmozási toxikus metabolitok a közegben. Időszakos eljárás mikroorganizmusok tenyésztésére előállításához használt inokulum néhány szakaszaiban, valamint a mikrobiológiai előállítására aminosavak, vakcina előállítását, stb

Folyamatos termesztés. A folyamatos eljárásban folyamatosan mikroorganizmusok tenyésztésével állítjuk elő beáramló friss, steril táptalajt, és folyamatosan látható berendezés biomassza együtt kialakított metabolitok (például tenyésztési módszert lehet úgynevezett „nyitott” rendszer). A folyamatos mikroorganizmusok tenyésztéséhez nem hiányzik a táptalaj, hiszen annak mértéke az beáramlás kiegyensúlyozott biomassza kilépési sebességet. Továbbá, a kultúra nem mérgezett anyagcsere termékek - ebben a nagy előnye, folyamatos tenyésztési módszert, amikor összehasonlítjuk egy periodikus, az az előnye, „nyitott” rendszer, összehasonlítva egy „zárt”. Folyamatos áramlású termesztés lehetővé teszi, hogy folyamatosan feltételeinek a mikroorganizmusok növekedésének köszönhető, hogy a korlátozás (határ) bármelyike ​​környezeti tényezőt. Abban az esetben, ha a korlátozó növekedési faktor a kémiai összetétele a táptalaj, a folyamatot nevezzük kemosztát termesztés. Tovább folyamatirányítás elve - turbidostat. Noha elméletileg a kapcsolat a biomassza-koncentráció és a hígítási arány ugyanazok a törvények és kemosztátban turbidostate, folyamatirányítás módszerek eltérőek.

A növekedés a kemosztatikus. Amikor feltételek mellett tenyésztjük a kemosztát tartjuk állandó koncentrációját az egyik tápközeg komponenseket (például szén). Ezzel Kemosztát körülmények állandó szinten tartja a növekedés sebessége a kultúra. A mikroorganizmus tenyészetét a körülmények dinamikus egyensúly. Kemosztát táptalaj hígítási sebesség állandó összhangban adott sűrűségű populáció. Amint a tápoldat Bejövő ez azt jelenti, a szuszpenziót a mikroorganizmusok az azonos hígítási ráta skorostyu.Izmenyaya kaphat módok, amely különböző növekedési üteme.

Növekedés turbidostate. turbidostata munka fenntartásán alapul állandó koncentrációban élő sejtek. Egy edényben tenyésztjük az összes tápanyagot tartalmazza feleslegben, és az arány a bakteriális növekedés közeledik a legnagyobb. Ez táptalaj ellátás a fotovoltaikus cella parancsot, a felvétel optikai sűrűségét a tenyészetet fermentor. Hígítási arány beállítása automatikusan összhangban egy adott sűrűségű lakosságot.

Folyamatos fermentáció kerülhet sor homogén rendszerben ideális keverési, komplett elmozdulás rendszer, és hogy milyen típusú szilárd-folyadék rendszer.

ideális keverési homogén rendszerek. A rendszer a tökéletes keverés mikroorganizmusok növekednek a tenyészközegben egy állandó összetételű, és ezért bármely adott időpontban vannak ugyanabban a fiziológiai állapot, amely az állandósult állapotban a dinamikus egyensúly. Száma fermentáló homogén rendszerek lehetnek egyfokozatú, kétfokozatú és többfokozatú.

használni egy rendszer visszatér a sejtek termelnek magas biomassza koncentráció. amelyben a sejteket elválasztjuk a tenyészet folyadékot a szivattyú által visszavezetjük a fermentorba. Vissza sejtek (recycling) fontos azokban a folyamatokban, amelyekben a tartózkodási idő a sejtek a fermentor nem sikerül megvalósítani a potenciális kapcsolatban a szintézis a kívánt terméket.

Többfokozatú rendszerek sorozatából áll sorba kapcsolt fermentáló - akkumulátort. A használata többlépcsős rendszer lehetővé teszi, hogy kapjunk egy tenyészet bármely növekedési üteme - a lag-fázis az exponenciális és a stacioner. Többfokozatú tenyésztést elkészítéséhez használt tejsav, etil-alkohol.

A rendszer teljes elmozdulása termesztés. Nyisd teljes elmozdulási rendszer eltér az ideális keverési rendszer, hogy a kultúra nem keverünk hozzá, és a jelentése a folyadék áramlását a csövön keresztül. A leggyakoribb berendezés termesztésre ebben az esetben csőszerű fermentor. teljes elmozdulás rendszer egy háromdimenziós, átfolyásos variáns szakaszos tenyészet. Egy ilyen kultúra vetés közben a kisülés áthalad minden szakaszában a szakaszos tenyészet, a növekedési fázis nem oszlik az időben és térben, ahol minden egyes része a fermentor állandósult állapotban megfelel egy bizonyos szegmens a növekedési görbe. Ezt a módszert alkalmazzák a termesztés anaerob folyamatok. Ezt az elvet lehet használni a fermentációs lépés sörgyártás.

Típusú szilárd-folyadék rendszer. A szilárd-folyadék rendszerek említett típusú, többfázisú rendszerek, amelyekben a tenyészet növekszik az interfész a különböző fázisok: folyadék - szilárd fázis - gáz. Ezekben a rendszerekben, a sejteket birtokában mellékletet egy szilárd hordozóhoz - töltőanyag és szaporodik erről alkotnak egy biomassza-filmet. Egy tipikus példa a ecet előállítására a borotválkozás készülékek.

Ebben a rendszerben, egy korlátozó faktor aerob mikrobák oxigén és a szubsztrát (tápanyagok). A vékony rétegek mindegyike kapcsolódik a sejt felszínén révén teljes mértékben biztosított ezeknek az anyagoknak és képes növekedni és szaporodni a maximális exponenciális. Amint a sejtek alkotnak egy vastag film van a biomassza növekedési azok korlátozott (a felső rétegek nem elég oxigént, rövid szénláncú - tápanyagokat).

A mikroorganizmusok tenyésztéséhez a filmképző biomassza végezzük fermentorban típusú oszlopot töltőanyag. A töltőanyag lehet használni makronositel (koksz, rudak, pelyhek, üveggyöngyök, stb) és a mikrohordozó (Amberlite gyanta, Sephadex részecskék, stb). Tenyésztett sejtek ily módon az immobilizált. Az immobilizált sejtek számos előnye van:

· Lehetőség van a hosszú távú működését sejtek esetében folyamatos erjedés;

· Megnövelt ellenállás a sejtek számos kedvezőtlen környezeti tényezők (hőmérséklet, pH, koncentráció a mérgező anyagok és mások) eredményeként immobilizációs;

· Egyszerűsített izolálási eljárást alkalmazunk, és a sejttenyésztő folyadék a kívánt terméket tartalmazó;

· Csökkentett energiafogyasztás az egész folyamat: csökkentésével (és következésképpen olcsóbb) méretben alkalmazott fermentorok; valamint egyszerűsíti az izolálási és tisztítási eljárásokat a végtermék.

In Industrial Microbiology szilárd-típusú rendszereket használják szennyvízkezelésre, a termelés szerves oldószerek, savak, stb

Köztes módon kultivirovaniya.Prodlenny szakaszos eljárás. valamint időszakos, biztosít egy egyszeri be- és kirakodása a fermentor. Azonban, olyan mikroorganizmus kifejlesztését, a ciklusban a kiterjesztett szakaszos üzemmód vagy meghosszabbított Vízlefolyók (szakaszos vagy folyamatos adagolásával tápközeg), vagy mert a megnyúlt sejtek visszatartását a rendszerben (dialízis kultúra). Ebben az esetben, az elhúzódó exponenciális fázis és egy fázis a lineáris növekedés. A lényege a dialízis eljárás az, hogy a tenyészet alakul ki a térben, amelyet egy féligáteresztő membrán és metabolikus termékeket diffundált a külső oldathoz. A legegyszerűbb módszer a dialízis - termesztés celofán zacskók elmerül a tápközegben.

Policiklusos kultúra folyamatot nevezzük azokat, amelyekben a kultúra termesztése ciklus sokszor ismétlődik nélkül több sterilizáló edények. Policiklusos termesztés változhat. Meg lehet lefolytatni fermentor, többször megismételve a teljes ciklus fejlesztés a kultúra, megszakítás nélkül sterilizálás. A módszerek végzett fermentorban, az úgynevezett egyfokozatú.

Policiklusos lehetséges többlépéses eljárások. elvén alapuló szekvenciális és ismételt szakaszos kultúra áramló több fermentor csatlakozik az akkumulátor használata érdekében hosszabb kultúra. Az egyik megvalósítási mód szerint egy ilyen módszer a következő: a tenyészetet egy bioreaktorban, és abban az időben, amikor az elhalad a fejlesztési exponenciális fázisban inokulum úgy ez beoltására a következő reaktorba. Az első reaktort a kívánt doraschivat tenyészet növekedési fázisban. Amikor a tenyészet a második reaktorban elérte exponenciális fázisban, ez is készült reseeding egy harmadik reaktorba, stb Mivel a kultúra minden alkalommal passzáltuk az exponenciális fázisban, ez nem fordul elő az öregedés és a degeneráció. Ezen kívül van egy nyereség időben több fermentorok egyidejű működtetése. Policiklusos folyamatok mikroorganizmusok tenyésztésére használt megszerzéséhez mind biomassza és gyártására mikrobiológiai szintézis termékek - antibiotikumok, extracelluláris enzimek, aminosavak. E módszer alkalmazása lehetővé teszi, hogy több alkalommal, hogy csökkentsék a munkaerő-költségek a termék gyártási képest szakaszos eljárás.

Félfolyamatos rendszerekben, a teljes be- és kirakodás egyszer végezzük a fermentorba, de a folyamat a növekedés a kultúra a kultúra része folyékony leszívatjuk, és a betöltetlen térfogatot friss tápközeggel. Így működik a lefolyó-add rendszer. Különböző kiviteli alakoknál a félfolyamatos rendszerek előállításához használt élesztő, algák, antibiotikumok és a citromsav.

Osztályozása mikroorganizmus tenyésztési folyamatoknak ábrán látható. 4.2.

mikroorganizmus tenyésztési eljárások

Ábra. 4.2. Osztályozása mikroorganizmus termesztési eljárások a folyamat lépéseit

KÉRDÉSEK SELF:

1. Mi az a tiszta tenyészet?

2. Módszerek izolálására tiszta mikroorganizmus-kultúrák.

3. Besorolás táptalaj más célokra.

4. A növekedési faktorok és azok forrásait Kereskedelmi mikroorganizmusok tenyésztéséhez.

5. meghatározására szolgáló módszereket mikrobiális biomassza.

6. meghatározására szolgáló eljárások a mikroorganizmusok számát.

7. Milyen stádiumban megfigyelhető, amikor a növekvő mikroorganizmusok táptalaj megváltoztathatatlan.

8. Milyen módszerekkel mikroorganizmusokat ismersz?

9. A felület eltér a termesztését mély?

10. Mi a „tiszta kultúra” egy mikroorganizmus?

11. Hogyan lehet, és tartsa tiszta tenyészetek?

12. Definiálja a „szakaszos tenyésztés” mikroorganizmus.

13. Hogyan lehet szakaszos tenyészet?

14. jellemzésére a logaritmikus növekedési fázisban szakaszos tenyészet.

15. támogatja kemosztáttenyészetekben feltételeinek folyamatos növekedés kultúra?

16. támogatja turbidostata feltételeket a folyamatos növekedés a kultúra?

17. Mi a különbség a folyamatos szakaszos kultúra?

18. Jellemezze stacioner növekedési fázisban szakaszos tenyészet.

19. Milyen baktérium tenyészthető felületes módon?

20. Milyen mikroorganizmusok tenyésztéséhez mély módon?

21. A fő előnye a folyamatos, a mikroorganizmusok tenyésztéséhez az iparban