III. Непрерывное культивирование.

Процесс непрерывного культивирования разработали Лебедев и Иерусалимский.

Сущность состоит в том, что создается открытая система, идет постоянный приток питательного субстрата и отводится продукт метаболизма. Культура микроорганизма в течение длительного периода времени остается в одном физиологическом состоянии. Может быть один ферментер, тогда процесс называется гомогенно-непрерывным, может быть батарея ферментеров, тогда процесс- гетерогенно-непрерывный. В каждом ферментере создаются постоянные условия выращивания, но отличные от условий в других ферментерах.

При непрерывном культивировании скорость роста описывается выражением:

Dx/dt = ( - D)x, где

dx/dt – увеличение биомассы;

 - удельная скорость роста;

х – биомасса;

D = F/V (F – скорость притока среды; D – объем ферментера)

Удельная скорость роста выражается уравнением

 = мax  [S] / ( Ks + [S] ),

но Иерусалимский пришел к выводу, что продукты метаболизма могут задерживать рост при высокой концентрации клеток:

 = мах [S][P] / [(Ks+[S])(Kp+[P])], где

Р – концентрация продукта метаболизма;

Кр – константа Иерусалимского, соответствующая концентрации продукта, при которой  уменьшается вдвое

Кр = [P], при [S] / (KS+[P]) = const,

т.е. при непрерывном культивировании важно поддерживать постоянство клеток в культуре.

В условиях непрерывного культивирования различают турбидостатный и хемостатный процессы. В первом случае концентрация клеток в популяции регулируется скоростью подачи свежего субстрата при постоянной его концентрации. При хемостатном – меняется концентрация подаваемого субстрата, а скорость остается постоянной.

Достоинства непрерывного культивирования:

1. процесс идет с равномерной скоростью;

2. обеспечивается однородность и стандартность получаемого материала;

3. легко автоматизируется, т.е. регулируется автоматически;

4. развитие культуры доходит до конца,т.е. полностью перерабатывается субстрат и добиваются максимального выход продукта.

IV. Накопительные культуры, методы их выделения.

Накопительная культура (НК) – это культура, представленная преимущественно одним видом микроорганизма.Чистая культура (ЧК)-это потомство одной клетки.

Получение НК требует условий, при которых данный организм преодолевает конкуренцию остальных.

Эмпирически подбирают ряд факторов (температура, рН, источники С и N), т.е. создают определенные условия и засевают среду (инокулируют) смешанной популяцией. Наиболее приспособленный к этим условиям и к такой среде организм вытесняет остальных микроорганизмов – это называется принцип элективности (избирательности). Путем многократных пересевов в такую же среду жидкую, а затем твердую можно выделить преобладающий или накопленный штамм,т.е. получить ЧК.

Прекрасным материалом для инокуляции служат пробы из тех мест, где уже имеется естественное обогащение, например, сточные воды газовых заводов обогащены СО2, сточные воды мясокомбинатов содержат белки и липиды.

Влияние факторов внешней среды на жизнедеятельность микроорганизмов

1. Влияние физических факторов.

2. Влияние физико-химических факторов.

3. Химические факторы. Механизм воздействия на клетку.

4. Биологические факторы. Симбиоз и его виды. Роль в круговороте веществ в природе, роль в биотехнологии.

5. Бактериостатические, бактерицидные факторы внешней среды.