Культивирование хемостатное

Изучение биодеградационной способности адаптированных к Н2О2 фенолдеструкторов проводилось в обычном периодическом и непрерывном хемостатном режимах культивирования. Апробировался также периодический режим с подпиткой субстратом (фенолом). [c.232]

На рис. 3 представлены результаты культивирования в хемостатных условиях консорциумов, неадаптарованных к перекиси водорода, и без внесения Н2О2. В этих условиях при скорости разбавления 0,04 ч и входной концентрации фенола в среде культивирования до 3 г/л скорость его окисления не превышала 0,13 г/л.ч. Остаточная концентрация фенола в среде на выходе из биореактора находилась на уровне 0,1-0,2 г/л. [c.233]

Неопределенно длительное время можно выращивать клетки млекопитающих в непрерывных хемостатных культурах, когда удается добиваться постоянства концентрации лимитирующего субстрата и плотности клеток (см. главу 7). Теория и практика непрерывного культивирования впервые сформулированы в 1950 г. Ж. Моно, и, независимо от него, А. Новиком и Л. Сцилардом, предложившими термин "хемостат". В хемостатах скорость подачи свежей среды и отбора культуры равны (как и объем их). Скорость роста, развития и размножения клеток контролируется скоростью подвода лимитирующего компонента, а численность — его концентрацией. В качестве лимитирующего рост агента чаще всего используют глюкозу, реже — фосфат и другие вещества. При правильном подборе условий выращивания в хемостатах удается на порядок увеличить выход клеток по сравнению с периодическим культивированием. Причем, хемостатные культуры отличаются накоплением физиологически однотипных клеток. Это можно показать на примере с клетками лейкемии мышей — L 1210 (таблица 55), которые засевали (инокулят) в концентрации 2 10 клеток/мл для периодического культивирования, длившегося 3 суток до пол П1ения максимальной плотности 2,5 10 клеток/мл (суспензионные культуры). При хемостатном культивировании скорость подачи среды и отъема культуры составляла 0,3 сут . [c.543]

Основанием его послужили следующие предпосылки во-первых, при культивировании активного ила хемостатным способом имели место короткопериодические колебания обеих выходных величин во-вторых, при подаче на вход аэротенка возмущения по 5] изменение 5з и /г обнаруживалось не сразу, а лишь спустя некоторое время (время запаздывания). [c.147]

При непрерывном культивировании эти режимы принято считать удобными для хемостатного способа регулирования, поскольку при этом обеспечивается установление концентрации микроорганизмов в полном соответствии с концентрацией лимитирующего рост фактора. [c.88]

Однако выход биомассы в пересчете на 1 моль АТР довольно широко варьирует для разных бактерий, если рост не лимитируется энергетическим субстратом, а скорость роста культуры значительно ниже максимальной. Источники углерода и энергии могут использоваться не только для роста клеток, но и для образования продукта. Кроме того, энергетические субстраты расходуются на поддержание жизнеспособности клеток. Поскольку клетки могут использовать энергетические субстраты для дыхания в отсутствие роста, энергетические затраты на поддержание жизнеспособности бактерий будут вносить свой вклад в потребление этих субстратов без сопутствующего увеличения биомассы. Эндогенный метаболизм практически не оказывает влияния на расчеты выхода клеток, если скорость роста культуры близка к максимальной и энергетический субстрат является лимитирующим питательным компонентом. Однако потребление энергетических субстратов для поддержания жизнеспособности клеток может значительно возрасти при скоростях роста ниже максимальной или в экстремальных биофизических условиях среды. Поскольку надежные расчеты выхода биомассы требуют осторожного и тщательного контроля условий культивирования, лучше всего их проводить для хемостатных систем. Именно в этих условиях лимитирующий рост субстрат и удельная скорость роста ц, могут регулироваться. [c.433]

Многие бактерии в результате адаптации или мутации могут приобретать высокое сродство к поверхностям, в частности к стеклу (эффект обрастания). Прикрепление микроорганизмов к стенкам сосуда явилось причиной неудач некоторых экспериментов с хемостатными культурами. Именно поэтому при длительных контактах микроорганизмов со стенками сосудов для культивирования следует использовать пластмассу или тефлон [31]. Другие способы уменьшения способности клеток расти на стенках сосудов заключаются в использовании фторуглеродных покрытий или больших объемов культуры в крупных емкостях, а также интенсивного перемешивания и частых пересевов бактерий в новые стеклянные сосуды. Кроме того, эффект обрастания может быть снижен в результате использования детергентов, силиконового покрытия стенок и сред с высокой ионной силой. [c.449]

При конкуренции г-тактиков и К-тактиков возможны ситуации, когда в одних условиях окружающей среды преимущество получат первые, а в других - вторые, например, при культивировании двух популяций микроорганизмов на одном субстрате в хемостатных условиях, рост которых [c.23]

При проточном культивировании селективное преимущество получают те микроорганизмы, которые развиваются при большей удельной скорости роста. Часть клеток может отмирать, поэтому селекция возможна по признаку изменения скорости отмирания клеток. В хемостатных условиях отбор направлен, главным образом, на более полную утилизацию субстрата без изменения общей скорости роста. Поэтому использование хемостата целесообразно для селекции популяций, способных наиболее полно утилизировать субстрат (например, для очистки сточных вод), при этом преимущество получают К-тактики. [c.39]

Хемостатное культивирование — это вариант гомогенного проточного культивирования с заданным желаемым коэффициентом разбавления ( )), к которому подстраивается скорость роста культур ([л). Последняя может быть минимальной или близкой к максимальной. При этом задается также фактор, который обусловливает ограничение концентрации вырастающей биомассы. Концентрация биомассы определяется одним определенным компонентом питания. При низком коэффициенте разбавления лимитация, т. е. голодание, будет сильной, при высоком — слабой. То же наблюдается и в отношении отравления микроорганизмов ингибиторами при низком коэффициенте разбавления клетки долго соприкасаются с ингибитором и бывают сильно отравлены, при высоком они недолго пребывают в ферментере и отравлены в слабой степени. Однако при высокой скорости роста клетки могут быть более чувствительны к ингибитору. [c.120]

Хемостатный метод культивирования незаменим в лабораторных исследованиях физиологии микроорганизмов и клеток тканей. В промышленности он применяется при наращивании микробной биомассы, если известно, какой именно фактор ограничивает рост. [c.120]

Теория хемостатного культивирования [c.120]

Хемостатный метод имеет большое количество вариантов. Одностадийное культивирование применяется при необходимости воспроизвести любую скорость роста культур, кроме максимальной. Двухстадийное культивирование в двух последовательных ферментерах позволяет наблюдать культуры при максимальной скорости роста и создать условия для ее превышения. Для этого в первом ферментере ведется культивирование при О <. Хт, а во второй подается культура из первого и добавляется свежая среда (рис. 6.5). Во втором ферментере происходит повышение скорости протока вплоть до превышения [Лт, а вымывания не происходит, так как из первого ферментера непрерывно поступает культура. [c.122]

Максимальная скорость роста может быть достигнута при турбидостаточном методе регулирования, который является вариантом хемостатного, в этом случае скорость потока среды устанавливается не эксперимегп атором, а автоматически, по сигналу датчика, регистрирующего концентрацию клеток. Для этого ферментер должен иметь устройство для нефелометрического измерения мутности, зависящей от концентрации клеток (х) и для регулирования скорости потока среды так, чтобы х оставалось постоянным. Этот метод культивирования позволяет поддерживать культуру в устойчивом состоянии па границе вымывания из ферментера, так как при снижении концентрации клеток перестает подаваться среда. Турбидостат дает возможность изучать влияние внешних факторов на максимальную скорость роста культур и на состояние клеток при этом (рис. 6.6). [c.122]

Хемостатный метод культивирования требует довольно сложного оборудования. Современные лабораторные установки состоят из следующих частей ферментер емкостью 0,5—2,0 л или больше с термостатированием аэрация (если необходима) осу- [c.124]

Техника хемостатного культивирования на лабораторной стендовой установке [c.125]

Преимущества и особенности хемостатного культивирования при изучении физиологии микроорганизмов [c.126]

Хемостатный метод культивирования позволяет установить особенности физиологического состояния клеток, тщательно изучить действие недостатка компонентов питания или ингибитора. Клетки могут быть подвергнуты действию разных факторов в любой степени — от едва заметного замедления роста до глубокого голодания или отравления, когда поток среды и, следовательно, рост сильно замедлены. При непрерьшпом хемостатном культивировании любая, большая или малая, скорость потока среды и, соответственно, скорость роста может быть установлена на любое время и связанное с этим длительное или короткое время пребывания клеток в ферментере обеспечивает длительное или кратковременное влияние па них изучаемого фактора. При культивировании аэробов аэрация должна быть определенной, охарактеризованной сульфитным числом и контролируемой кислородным электродом. Количество доставляемого кислорода должно быть избыточным, чтобы не стать неожиданным лимитирующим фактором при изменении условий в ферментере. Ингибирования избытком кислорода в обычных условиях не наблюдается (5—10% от насыщения обычно достаточно для аэробных микроорганизмов). [c.126]

Хемостатное культивирование позволяет применить разные методы для изучения физиологического состояния как микробных, так и растительных и животных клеток, исследовать их реакции иа любые факторы среды. Изучение поведения клеток в зависимости от окружающих условий имеет огромное значение для управляемого культивирования и направления физиологических процессов в желаемую сторону. [c.126]

С.5 И Цт могут быть опрсделепы и при хемостатном культивировании. Для этого надо определить остаточное содержание лимитирующего рост субстрата при двух стационарных состояниях 0 и 02- Поскольку /с., в обоих случаях одно и то же [c.133]

Известно, что при изменении режима хемостатного выращивания даже при сохранении той же удельной скорости роста может измениться выход. Поэтому при изменении температуры или какого-либо другого фактора, влияюп его на энергетический выход роста, может произойти смена лимитирующего рост фактора. В связи с этим при смене режимов культивирования микроорганизмов следует проверять, не произошла ли смена лимитирующего рост компонента питания. Для этого нужно внести в ферментер разовую дозу компонента, предполагаемого как лимитирующего рост. Если этот компонент среды действительно лимитирует рост, немедленно или в течение нескольких минут возрастет скорость потребления кислорода, аммиака, увеличится образование СОг. Регистрируя реакцию по любому из этих не- [c.560]

При организации хемостатного процесса культивирования необходимо учитывать, что характеристики процесса зависят от типа лимитирования. Как показано выше, лимитирование по углекислоте и энергии значительно снижает эффективность использования водорода как основного газового субстрата. Лимитирование кислородом повышает эту эффективность, но вызывает нежелательную трансформацию биомассы (см. гл. 7). оыбор конкретного режима будет зависеть от критерия оптимизации, наиболее важного с экономической и инженерной Точек зрения. [c.47]

Работнова И. Л. Исследование физиологического состояния микроорганизмов при непрерывном хемостатной культивировании.— Итоги науки и техники. Сер. микробиол., 1975, т. 4, с. 21—68. [c.142]

Проблема обеспечения культур микроорганизмов кислородом воздуха при глубинном выращивании биомассы приобрела особое значение с 40-х годов. С ее решением связана практическая необходимость получения в промышленном масштабе микробной биомассы, антибиотиков и ферментов. Отъемно-доливной метод культивирования, примененный к дрожжам, лишь частично решил эту проблему путем регулирования потребности культуры в кислороде за счет отбора биомассы и долива свежей среды. Разработанный в СССР на базе установки типа АНКУМ метод продленной периодической культуры дрожжей с дискретной аьтоматической добавкой элементов питания по мере кх потребления, названный квази-непрерывным, совмещающий в себе особенности периодического и хемостатного культивирования (Работнова, [c.38]

Установлено (Раса, 1976) соотношение дыхания культуры и выхода биомассы в процессе периодического и непрерывного хемостатного культивирования в зависимости от подачи кислорода. На примере бактерии Klebsiella aerogenes и синтетической среды с глюкозой показано, что дыхание, характеризующееся скоростью потребления [c.39]

Технико-экономические показатели выращивания дрожжей улучшаются в условиях непрерывного культивирования. Нами изучено хемостатное культивирование дрожжей andida urvata Д-66 на гидролизате смеси картофельной мезги и барды, содержащем 1,4 и 3,07о РВ. Непрерывную ферментацию проводили на лабораторной стендовой установке, состоящей из ферментера (рабочий объем 2 л), двух дозирующих насосов марки ДП 2-2 (производство Германии) и емкостей для питательной среды и отбираемой дрожжевой суспензии. Температура куль- [c.57]

В непрерывных процессах культивирования клетки постоянно поддерживаются в экспоненциальной фазе роста. С этой целью в биореактор непрерывно подается свежая питательная среда и обеспечивается отток из него культуральной жидкости, содержащей клетки и продукты их жизнедеятельности. Основным принципом непрерывных процессов (как уже отмечалось выше) является точное соблюдение равновесия между приростом биомассы вследствие деления клеток и их убылью в результате разбавления содержимого свежей средой. Различают хемостатный и турбидостатный режимы непрерывного культивирования. [c.32]

При хемостатном режиме культивирования саморегулируемая система возникает в силу следующих причин если первоначальное поступление свежей питательной среды и вымывание биомассы превышает скорость деления клеток, то в результате разбавления культуры снижается концентрация веществ, ограничивающих ростовые процессы и скорость роста культуры повышается увеличивающаяся популяция начинает активнее "выедать" субстрат, что в свою очередь приводит к торможению роста культуры. Конечным итогом этих процессов является (после серии затухающих колебаний) установление равновесия между скоростью роста культуры и ее разбавлением. [c.32]

Биореактор, работающий в хемостатном режиме культивирования, называют хемостатом. Его конструкция предусматривает наличие 1) приспособления для подачи питательной среды 2) устройства, обеспечивающего отток культуральной жидкости вместе с клетками, и 3) системы, контролирующей концентрацию элементов питательной среды и управляющей скоростью подачи питательной среды. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология