Метод непрерывного культивирования микроорганизмов

Непрерывный процесс можно использовать в том случае, если культура при длительном выращивании не теряет способность к синтезу (мутации, реверсии) и если можно избежать инфицирования культуры. Разрабатывая метод непрерывного культивирования микроорганизма, необходимо установить [c.70]

Задача биохимической очистки — превращение загрязнений в безвредные продукты окисления — решается микроорганизмами при помощи сотен ферментативных реакций, происходящих, в микробных клетках. Чем лучше изучены эти реакции и связанные с ними процессы жизнедеятельности микробов, тем с большей полнотой можно провести биохимическую очистку сточных вод. Методами непрерывного культивирования микроорганизмов и адаптации [c.93]

Анализ данных литературы, посвященных предсказанию некоторых аспектов непрерывного культивирования по результатам периодического выращивания. Обсуждаются перспективы этого направления исследований для дальнейщего развития и внедрения в производство метода непрерывного культивирования микроорганизмов. Подчеркивается необходимость расширения наших знаний о физиологических и биосинтетических особенностях микроорганизмов в условиях периодического культивирования, являющегося основой прогнозирования течения непрерывного процесса. 7 рисунков. [c.116]

При непрерывном культивировании микроорганизмов необходимо отрегулировать такую скорость притока питательной среды и вытекания культуральной жидкости, чтобы предотвратить вымывание культуры из системы, т. е. концентрация клеток должна быть постоянной. В стерильных условиях непрерывный, или проточный, метод обеспечивает сохранение культуры в физиологически активном состоянии длительное время. [c.70]

Метод непрерывного культивирования основан на поддержании в системе динамического равновесия. Для перемешиваемой глубинной культуры постоянного объема это означает постоянство скорости роста микроорганизмов, которое обеспечивается путем равномерного ее разбавления свежей питательной средой (при сохранении объема). Среды, используемые при непрерывном культивировании, всегда составляют таким образом, чтобы один из субстратов (обычно это источник углерода) лимитировал рост, поэтому его содержание в культуральной жидкости минимально. Такой способ широко применяется в экспериментах по физиологии микроорганизмов. Даже в микробиологических лабораториях, где работа с чистыми культурами в асептических условиях — обычное дело, опыты по непрерывному культивированию требуют особого внимания. Специальное устройство аппаратуры, строгое соблюдение правил работы — все направлено на то, чтобы избежать загрязнения посторонней микрофлорой. Важность асептики при непрерывном культивировании становится особенно ясной, если учесть, что метод этот представляет интерес как для лабораторий, так и для промышленности толь- [c.117]

С начала промышленного выращивания дрожжей предпринимались многочисленные попытки осуществить их полунепрерывное или непрерывное производство (в 30-х годах производство кормовых дрожжей уже осуществлялось по непрерывному методу). В 1950-х годах была существенно развита теория непрерывного культивирования микроорганизмов. Метод непрерывного [c.548]

С помощью метода глубинного непрерывного культивирования микроорганизмов в условиях, не ограничивающих клетки в источниках питания, достигается более эффективное использование потенциальной способности быстрого размножения и роста. [c.151]

В настоящее время наиболее прогрессивным признан проточный метод культивирования микроорганизмов, который обеспечивает непрерывную подачу в ферментер как питательной среды, так и посевного материала. Размножение микроорганизмов и биосинтез фермента регулируют при использовании этого метода по мере поступления питательной смеси в ферментер. Такой ферментер представляет собой вращающийся трубкообразный реактор, через один конец которого в него поступает питательная среда и культура микроорганизмов, а из другого — выводятся ферменты, продукты жизнедеятельности и бактериальная масса. Основное достоинство метода — возможность длительное время поддерживать в автоматическом режиме рост культуры микроорганизма. Например, культура ацетонобутиловых бактерий находилась в таком реакторе в состоянии непрерывного размножения в течение 200 суток (И.Д. Иерусалимский с сотр., 1986). [c.78]

Указанные недостатки устраняются при непрерывном культивировании, методы которого разработали С. В. Лебедев, А. А. Андреев, Н. Д. Иерусалимский и другие ученые. Из непрерывных процессов лучше всего разработан метод глубинной ферментации. В этом случае в ферментатор с культурой продуцента непрерывным потоком подается стерильная среда, а из него непрерывно вытекает готовая культуральная жидкость. Процесс может быть гомо- и гетерогенно непрерывным. При гомогенно непрерывном процессе в аппарате, где идет интенсивное перемешивание, все параметры (концентрация питательных веществ, клеточный титр и др.) постоянны во времени. При гетерогенно непрерывном процессе несколько ферментаторов соединены вместе и образуют каскад. Питательная среда поступает в первый ферментатор и готовая культуральная жидкость вытекает из последнего ферментатора. Культивирование микроорганизмов в протоке через систему трубок также идет по принципу гетерогенно непрерывного процесса ферментации. В этом случае имеет место непрерывный поток питательной среды, но клетки не обеспечены постоянными условиями роста (сколько аппаратов, столько и условий культивирования). [c.69]

Культивирование микроорганизмов при использовании глубинного метода производится периодическим и полунепрерывным способами разработаны также непрерывные способы культивирования [2]. [c.109]

Эффективность стадии биосинтеза зависит от уровня образования антибиотика организмами определяется генетическими особенностями организма, составом питательной среды, режимом развития продуцента. Она также зависит от времени максимального образования антибиотического вещества, стоимости компонентов среды. Наиболее перспективным методом выращивания микроорганизмов-продуцентов антибиотиков или угих биологически активных соединений является метод глубинного культивирования. При производстве антибиотиков используют периодическое и непрерывное культивирование продуцентов этих биологически активных веществ. [c.77]

При периодическом культивировании целесообразно создать искусственно такое установившееся состояние, при котором концентрация клеток, удельная скорость роста и окружающая клетки среда не изменялись бы со временем Такие условия возможны при непрерывном культивировании, когда клетки продуцента размножаются со скоростью, зависящей от притока питательных веществ и некоторых других условий Часть объема культуральной жидкости постоянно вытекает с той же скоростью, с какой подается среда в аппарат Метод проточного культивирования может быть организован как процесс полного вытеснения и как процесс полного смешения Осуществление первого возможно для культивирования анаэробных микроорганизмов в ферментаторе, представляющем собой трубу, в которую с одного конца непрерывно подают питательную среду и посевной материал, а из другого конца отбирают культуральную жидкость Процесс происходит без перемешивания и аэрации Когда среда и посевной материал попадают в ферментатор, популяция находится в лаг-фазе, а на выходе из ферментатора культура может находиться в любой фазе в зависимости от скорости подачи среды В ферментаторе воспроизводится полная кривая размножения, но не во времени, а в пространстве [c.306]

Важным аспектом применения математических методов является прогнозирование основных показателей непрерывного процесса культивирования микроорганизмов. Применение математических методов позволяет сократить сроки освоения новых процессов культивирования и интенсифицировать имеющиеся процессы. Основоположником этого направления в микробиологии в нашей стране был Н. Д. Иерусалимский, в монографии которого [29] приведены математические модели роста микробных популяций. [c.5]

Определенный компромисс в использовании теоретических представлений о процессе и имеющихся результатов его экспериментального изучения обусловил широкое применение экспериментально-аналитического метода составления моделей [24]. Применительно к математическому описанию непрерывного процесса культивирования микроорганизмов это означает построение моделей на основе упрощенного представления о механизме микробиологического синтеза культуры в целом и использования балансовых соотношений баланса по веществам, образуемым и расходуемым, т. е. материального баланса, и баланса по теплу, т. е. теплового баланса ферментера. [c.16]

Для управления жизнедеятельностью микроорганизмов наиболее удобным способом является непрерывное культивирование. Однако еще широко применяется периодический способ выращивания микробных популяций. Результаты периодического процесса, если он производится в том же ферментере, в котором предполагается осуществить непрерывное культивирование, полезны для разработки непрерывного процесса. Предварительный анализ периодического культивирования может позволить решить вопрос о целесообразности применения непрерывного метода для научных или производственных целей. [c.76]

Непрерывное культивирование. Метод принципиально отличен от указанных модификаций глубинного культивирования продуцентов антибиотиков. В основе метода лежит принцип непрерывного протока питательной среды, что позволяет поддерживать развитие микроорганизма на определенной стадии его роста. Стадия развития микроорганизма определяется тем, что в этот период происходит максимальный биосинтез антибиотика или другого биологически активного соединения. [c.477]

В промышленности с давних пор существовали и другие способы культивирования микроорганизмов непрерывно-проточный метод получения этилового спирта из мелассы и проточный метод [c.113]

По мере развития технологии производства, изучения физиологии и биохимии микроорганизмов методы их культивирования в лаборатории и в промышленности совершенствовались и видоизменялись. Многие технологические приемы проведения химических реакций оказались пригодными для микробиологических процессов, прежде всего проведения их в реакторах — ферментерах со всем необходимым для этого оснащением. Существует ряд методов культивирования микроорганизмов, применяемых на лабораторном этапе разработки промышленного процесса, а затем ведутся в укрупненном масштабе в емкостях среднего размера (десятки литров) и, наконец, —в крупномасштабном варианте, в емкостях в сотни кубометров. Все методы культивирования микроорганизмов делятся на периодические и непрерывные. [c.114]

Метод проточного непрерывного культивирования пришел в микробиологию из химической технологии. Принцип проточного культивирования состоит в том, что в сосуд, где размножаются микроорганизмы, непрерывно подается свежая питательная среда и одновременно вытекает такой же объем культуры. По такому принципу организуются две разновидности процессов непрерывного культивирования процесс полного вытеснения и процесс полного смешения. [c.117]

Возможность утилизировать компоненты нефти наиболее часто проявляется среди микроорганизмов, развивающихся в природе в местах, содержащих углеводороды. В связи с этим илы сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий и различные почвы, в которые попадают нефтепродукты, могут быть использованы для изолирования штаммов, активно растущих на средах с углеводородами. Для выделения быстро растущих микроорганизмов, не требующих добавления в среду для культивирования витаминов, используется метод элективных культур в сочетании с длительным непрерывным культивированием на среде с углеводородами при стабилизированных параметрах выращивания. [c.562]

Широко применяемый при микробиологических исследованиях и в практике промышленного производства метод периодической культуры отличается относительной простотой. Однако он не обеспечивает биосинтеза со скоростями и продуктивностями, которые достигаются при непрерывных методах культивирования микроорганизмов. В периодической культуре с увеличением числа клеток и их биомассы повышается содержание метаболитов и снижаются концентрации биогенных элементов, что приводит к замедлению роста микроорганизмов. Для периодической культуры отчетливо наблюдаются следующие фазы задержка роста, экспоненциальный рост, линейный рост, насыщение и ингибирование. Потребление газов, условия обеспечения биогенными элементами непостоянны. Максимум [c.14]

Для стабилизации окружающих условий и морфофизиологических свойств клеток применяют проточные среды, позволяющие создавать оптимальные и стационарные условия для размножения микроорганизмов. Проточный метод культивирования характеризуется непрерывной подачей питательной среды микроорганизмам со скоростью, соответствующей скорости их размножения в данных условиях. При этом из культиватора происходит отток культуральной жидкости, так что объем культуры остается неизменным. Непрерывное культивирование протекает в условиях установившегося режима, когда микробная популяция и ее продукты наиболее однородны. Применение непрерывных процессов существенно облегчает изучение кинетики биосинтеза в целом и его отдельных реак-Ций, а также создает возможность эффективного и рационального регулирования процесса культивирования. [c.53]

Весьма удобным подходом для изучения кинетики роста микроорганизмов при относительно низкой температуре является использование метода их непрерывного культивирования в условиях хемостата. В системе хемостата можно получать культуры с различными скоростями роста, легко поддерживать их в стабиль-. ном состоянии и изучать влияние на них температуры. Например, [c.92]

Доброкачественность гидролизатов, полученных от варок древесного сырья с илом, и их биохимическая пригодность для получения кормовых дрожжей оценивалась методом непрерывного культивирования микроорганизмов на опытных субстратах. На гидролизатах, полученных совместным гидролизом древесного сырья с активным илом, самыми урожайными оказались дрожжи Кандида скотти и Трихоспорон. Результаты опытов показали, что при одинаковой скорости роста, равной 0,27 ч , утилизация редуцирующих веществ дрожжами, культивируемыми на гидролизатах с добавками ила, вьше, чем в контрольных опытах. Выход биомассы дрожжей при выращивании на гидролизате, полученном при введении в аппарат 4 % ила к массе абс. сухой древесины, составил 58,4 % от содержания редуцирующих веществ или 117,3 % от контроля, а при введении 15 % ила — 59,0 % от содержания редуцирующих веществ или 118,5 % от контроля. Съем дрожжей с 1 т абс. сухой древесины соответственно на 36,6 и 15,8 кг выше по сравнению с контрольной варкой. Солевое питание при выращивании дрожжей на гидролизатах, приготовленных с добавками ила, можно сократить на 25—50 % без ущерба для выхода и качества дрожжей [203]. [c.103]

Том 5 содержит 3 обзора. В обзоре Математическое описание основных кинетических закономерностей процесса культивирования микроорганизмов приведены данные, посвященные математическому описанию основных кинетических закономерностей процесса культивирования микроорганизмов. Даны схемы процесса культивирования как объекта исследования. Проведено сравнение методов математического описания кинетики процессов в микробиологических популяциях. Систематизированы уравнения, описывающие различные кинетические закономерности. В обзоре Периодическое культивирование как основа прогнозирования некоторых аспектов непрерывного культивирования микроорганизмов анализируются данные, посвященные предсказанию некоторых аспектов непрерывного культивирования по результатам периодического выращивания. Обсуждаются перспективы этого направления исследований для дальнейшего развития и внедрения в производство метода непрерывного культивирования микроорганизмов. В обзоре Морфология микроорганизмов в различных физиологических состояниях популяции при периодическом и непрерывном культивировании представлен анализ данных литературы, посвященных взаимосвязи морфологии и физиолого-биохимических показателей микроорганизмов при периодическом и непрерывном культивировании. Обсуждается теоретическое и практическое значение комплексных исследований морфологии и физиологии микроорганизмов. Подчеркивается перспективность применения морфологических тестов для оценки популяции в процессе ее выращивания. Авторы доктор биологических наук И. А. Бас-накьян, кандидат технических наук В. В. Бирюков, кандидат технических наук Ю. М. Крылов, кандидат биологических наук В. А. Мельникова, кандидат медицинских наук Г. П. Дубинина, кандидат биологических наук //. А. Шадрина. [c.4]

Принцип действия современных аппаратов и сооружений биологической очистки сточных вод основан на методах непрерывного культивирования микроорганизмов. Принципиальная схема установки аэробной биологической очистки сточных вод в аэротенках представлена на рис. 9.1. Исходная сточная вода подается в аэро-тенк /, в который также непрерывно подаются активный ил (возвратный) и воздух. Смесь очищенной сточной воды с активным илом (иловая смесь) поступает во вторичный отстойник 2.. Осветленная сточная вода из отстойника направляется на доочистку, повторное использование и т. д. Часть активного ила подается в аэротенк, а другая часть — избыточное количество — на переработку. В биофильтрах очистка сточных вод производится микроорганизмами биопленки, находящейся на поверхности наполнителя. [c.273]

Метод непрерывного культивирования микроорганизмов применяется более ста лет, классификация его различных способов дана в работах И. Ржичицы [Ri i a, 1958, 1966], Д. Херберта [Herbert, 1958], Н. Д. Иерусалимского (1964), С. Дж. Перта (1978). [c.16]

В Институте микробиологии нм. А. Кирхенщтейна АН ЛатвССР под руководством академика Бекера разработаны основы непрерывного культивирования микроорганизма - продуцента лизина Breviba terium sp. 22Л. По методу хемостата равновесное состояние системы устанавливается при скорости протока 0,05 <0,20ч. [c.37]

Непрерывное культивирование одним из первых осуществил С. И. Виноградский, работая с серобактериями (Виноградский, 1952). Первое теоретическое обоснование и применение метода непрерывного культивирования при спиртовом брожении сделал С. В. Лебедев (1915, 1927, 1936). В 30—40-х годах М. Д. Утенков (1941, 1944) предложил различные варианты микрогенераторов для проточных сред и характеризовал метод проточной культуры как перспективный и открывающий новые возможности для изучения взаимодействия клетки и среды, а также пригодный для промышленного использования. С 40-х годов работы в области непрерывного культивирования микроорганизмов ведутся в ЧССР в лаборатории Malek (1943, 1950 Непрерывное..., 1968). [c.151]

Важным достижением промышленной микробиологии была разработка теории и широкое практическое внедрение непрерывного культивирования микроорганизмов. Эмпирически разработанные полунепрерывные системы культивирования, при которых через определенные промежутки времени отбирается часть среды и добавляется эквивалентное количество свежей среды, применялись давно. Например, так получали уксус гю методу, разработанному в 1823 г. немецким ученым Шюценбахом. Непрерыв- [c.15]

Согласно Т. Копо [30], критическая концентрация микроорганизмов— это концентрация клеток в конце фазы экспоненциального роста. Коэффициент активности потребления представляет собой отношение количества микробных клеток, которые способны потреблять субстрат и размножаться, к общему числу микроорганизмов в данный момент времени. На примере опубликованных данных по одностадийному непрерывному выращиванию Тоги1а utilis в условиях лимита азота показана применимость предложенного ими расчетно-графического метода для предсказания характера непрерывного процесса по данным периодического. Уравнение Т. Копо и Т. Аза [31], с помощью которого можно рассчитать концентрацию клеток для того или иного режима непрерывного культивирования имеет следующий вид [c.77]

Экспериментальные данные по непрерывному культивированию La toba illus delbrue kii, приведенные авторами, подтвердили пригодность предложенного графического метода для предсказания концентрации микроорганизмов при непрерывном процессе по данным периодического выращивания. [c.80]

Существуют исследования [39, 14], свидетельствующие о зависимости иммуногенности тифозных бактерий от физиологического состояния популяции при непрерывном культивировании. По данным Н. В. Волковой [6] физиологические показатели S. typhi при периодическом и непрерывном выращивании изменяются в зависимости от процессов метаболизма, протекающих в культуре. При наличии взаимосвязи между иммуно-генностью, физиолого-биохимическимп показателями и морфологией тифозных бактерий морфологические тесты могли бы служить экспресс методами, характеризующими иммунологическую активность культур. Для создания таких тестов необходимо комплексное изучение морфологии и физиолого-биохимических показателей микроорганизмов. [c.93]

Синхронность культуры поддерживается в течение двух или трех циклов деления клеток в случае более длительного периода синхронность приходится устанавливать заново с помощью описанного выше метода. Проточное зональное центрифугирование в градиенте плотности позволяет получать большие количества инокулята для синхронизованного культивирования микроорганизмов. Оно представляется перспективным в обеспечении непрерывной синхронизации с помощью рассчитанной во времени инокуляции турбидиметрически регулируемой проточной культуры (турбидостат). На рис. 10.8 показана типичная кривая роста синхронизованной популяции бактерий видно, что после двух циклов кривая начинает выравниваться. [c.417]

В современных условиях наиболее перспективным методом вырашивания микроорганизмов — продуцентов антибиотиков или других биологически активных соединений признан метод глубинного культивирования. Метод состоит в том, что микроорганизм развивается в толше жидкой питательной среды, через которую непрерывно пропускается стерильный воздух и среда перемешивается. [c.476]