23Ріст мікроорганізмів і основи їх культивування.

Вирощування мікроорганізмів на живильних середовищах називається культивуванням, а мікроорганізми, які розвиваються на таких середовищах – культурою.

Культивирование, или выращивание, микробов возможно лишь при создании определенных условий для их жизнедеятельности. Большинство бактерий, дрожжей, плесеней культивируют на искусственных питательных средах. Вирусы и риккетсии размножаются только в живых клетках, культуре тканей, курином эмбрионе или в организме животного.

Требования к питательным средам

1.Наличие питательных веществ и факторов роста в легко усваиваемой форме. Достаточное количество воды.

2. Стерильность.

3. Изотоничность – 0,85% р-р NaCl.

4. Оптимальное рН, буферные свойства

5. Прозрачность.

6. Оптимальный окислительно-восстановительный потенциал.

Для культивування можуть використовуватися рідкі, напіврідкі і тверді, натуральні, напівсинтетичні і синтетичні середовища.

Також має підтримуватись оптимальна температура, за необхідності аерація.

29Способи промислового культивування мікроорганізмів і типи реакторів.

Промышленное культивирование

Культивирование микроорганизмов можно поводить поверхностным или глубинным, периодическим или непрерывным методами, в аэробных или анаэробных условиях.

• Анаэробные условия на производстве создают герметизацией аппаратуры, продуванием среды инертными газами, в том числе газообразными продуктами, образовавшимися во время ферментации

• Аэробное культивирование: аэрация среды — непременное условие в тех микробиологических процессах, в которых используются аэробные микроорганизмы-продуценты.

• Поверхностное культивирование - культура растет на поверхности жидкой или плотной питательной среды, потребляя содержащиеся в ней субстраты и выделяя в эту среду продукты метаболизма

• Твердофазное культивирование - клетки растут на поверхности твердой (плотной) среды, содержащей достаточное количество влаги и питательных веществ

• Жидкофазное (глубинное) культивирование - микроорганизмы распределяются по всему объекту жидкой питательной среды, а кислород поступает к клеткам в результате интенсивной операции перемешивания.

• Периодическое культивирование - после накопления конечного (целевого) продукта, реактор разгружается и осуществляется сбор урожая, и культивирование повторяется

• Непрерывное культивирование - с ёмкости периодически удаляют часть клеток и продукты обмена и вносят соответственный объем питательной среды

Биореактор - это емкость, в которой создаются условия, обеспечивающие жизнедеятельность биологических объектов.

Биореакторы обычно представляют собой герметические цилиндрические емкости, высота которых в 2–2,5 раза превышает диаметр. Чаще всего их изготовляют из нержавеющей стали. Требования - сохранение стерильности, герметичность, поддержание температуры.

Классификация биореакторов

• на основе рабочего объема биореакторы делятся на лабораторные (их емкость 0,5-100 л(1м3)), пилотные (100 л(1м3)-10м3) и промышленные (10-100 м3).

• по используемому принципу культивирования на закрытые (осуществляют периодическое культивирование, ни один из компонентов, участвующих в процессе, не вводится и не выводится из биореактора) и открытые (постоянно и равномерно вводят компоненты питательной среды)

• По способу подачи воздуха в биореактор их можно разбить на 2 типа: без подводки стерильного воздуха, в таких биореакторах культивируют анаэробные микроорганизмы; с подводкой стерильного воздуха (их используют для культивирования аэробов).

• По способу подвода энергии: реакторы с механическим перемешиванием; барботажные колонны - перемешивание потоком газа и др.