Культивирование и рост микроорганизмов

Среда — это твердая или жидкая субстанция, содержащая питательные вещества для культивирования (роста) микроорганизмов, а также клеток животных или тканей растений. Культурой называют совокупность микробных клеток, растущих на среде (или в среде). [c.44]

Использующийся в настоящее время способ получения аскорбиновой кислоты можно усовершенствовать, если включить в него совместное культивирование указанных микроорганизмов для превращения глюкозы в 2-KLG. К сожалению, такое культивирование имеет свои трудности. Например, используемые микроорганизмы могут иметь разные оптимумы температуры и pH, могут различаться также состав среды и скорость роста. Иными словами, условия культивирования, оптимальные для одного организма, могут быть неприемлемы для друго- [c.250]

Для крупномасштабного культивирования рекомбинантных микроорганизмов в промыщленных биореакторах (>1000 л) недостаточно просто экстраполировать условия роста в лабораторных ферментерах (0,1—1,0 л). При конструировании промышленных биореакторов необходимо учитывать такие параметры, как температура, pH, скорость и характер перемешивания, потребность аэробных организмов в кислороде, количество питательных веществ. [c.367]

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]

Рост микроорганизмов в естественных условиях обитания и при лабораторном культивировании зависит от воздействия внешних факторов среды (температуры, pH, света, химических веществ, биологических факторов и т. д.). [c.13]

Культивирование различных микроорганизмов при температуре, оптимальной для их роста, проводят в термостатах. Термостаты — хорошо изолированные шкафы или комнаты, где постоянно поддерживается требуемая температура при помощи источника нагрева и терморегулятора. Подогрев воздуха в термостатной осуществляется электроспиралью, вмонтированной в металлический кожух. Над спиралью устанавливается вентилятор, который служит для поддержания равномерной температуры во всей комнате. Более постоянную температуру в термостате обеспечивают, прогоняя воздух по трубопроводу при помощи вентилятора. Для нагрева воздуха зимой и охлаждения летом используют калорифер. С источником нагрева связан терморегулятор— контактный термометр. Его настраивают на определенную температуру, которую необходима поддерживать в термостате. При уменьшении температуры ниже заданной контактный термометр через реле включает систему подогрева, которая работает [c.13]

Стадией, не имеющей аналогий в химической промышленности, является стадия культивирования соответствующего микроорганизма, проводимая либо с целью накопления собственно биомассы (производство дрожжей на основе гидролизатов растительного сырья или углеводородов нефти, кормовых антибиотиков, некоторых вакцинных препаратов, средств защиты растений и бактериальных удобрений), либо с целью получения продуктов метаболизма растущей популяции микроорганизмов (антибиотики медицинского назначения, аминокислоты, спирты, ферменты, антигенные препараты). Основным процессом этой стадии является рост популяции микроорганизмов на питательной среде определенного состава. Отсюда вытекает главная задача технологических разработок —создание условий, обеспечивающих максимальную утилизацию компонентов питательной среды и накопление целевого продукта с заданными свойствами. Естественно, что теоретической основой для этого являются закономерности, определяющие рост популяции микроорганизмов в зависимости от условий его осуществления. В общем есть все основания утверждать, что прогресс технологии микробиологических производств во многом зависит от уровня знаний теории собственно микробиологического синтеза. [c.5]

Согласно уравнению (2.16) скорость размножения равна разности скоростей противоположно направленных процессов образования и гибели микроорганизмов (синтеза и деструкции биомассы). Скорость собственно образования микроорганизмов— первый член правой части уравнения (2.16)—пропорциональна возрастающей в процессе культивирования концентрации микроорганизмов X и уменьшающейся с ростом X концентрации субстрата (Мо—X) =М. [c.111]

Однако способы стандартизации питательных сред в том виде, как они приведены выще, справедливы при допущении, что величины коэффициента метаболизма а (или обратные ему величины — удельные ростовые свойства Р) каждого компонента являются постоянными не только на протяжении процесса культивирования соответствующего микроорганизма, но и сохраняют свою величину при изменении концентраций остальных компонентов питательной среды (независимость действия отдельных компонентов на рост культуры). Это положение также оказалось справедливом в зоне исследованных концентраций в приведенном примере культивирования животных клеток. [c.247]

Таким образом, математическая модель изменения состава культуральной жидкости, созданная на основе уравнения обратимого равновесного автокаталитического роста популяции, может быть использована для описания процесса потребления компонентов питательной среды, накопления продуктов метаболизма и для обоснования путей обеспечения стандартности питательных сред по запасу в них сбалансированного субстрата. Рассмотренные в настоящей главе случаи относятся к описанию поведения тех компонентов питательной среды, концентрация которых в культуральной жидкости ниже предела их растворимости. Вместе с тем осуществление процесса культивирования ряда микроорганизмов предполагает необходимость обеспечения растущей популяции газообразными компонентами, имеющими низкую растворимость в питательной среде (кислород, метан). Кроме того, сам процесс роста и размножения некоторых микроорганизмов сопровождается выделением газообразных веществ, которые следует удалять из культуральной жидкости. Поэтому необходимо попытаться распространить уравнение ассимиляции для описания основных закономерностей изменения концентрации компонентов культуральной жидкости, осложненных процессами межфазового переноса. [c.248]

Величина pH — это параметр, который в значительной степени влияет на процессы роста и метаболизма микроорганизмов. Обеспечение оптимальных значений pH является одним из важнейших условий успешного культивирования любых микроорганизмов. Вместе с тем создание надежно работающих систем автоматического регулирования, которые позволяли бы поддерживать в течение всего срока культивирования величину pH на заданном уровне, связано с рядом трудностей. Основная из них — отсутствие, как правило, теоретического обоснования избранных принципов регулирования. [c.288]

Для характеристики эффективности процесса роста и развития микроорганизмов большое значение имеет скорость роста и о п у л я ц и и. При наличии данных о скоростях роста микроорганизмов, использования ими субстрата, образования основных метаболитов создаются предпосылки для разработки основ научной организации производства и управления основной стадией в технологии продуктов микробного синтеза — стадией культивирования микроорганизмов. [c.52]

При росте микроорганизмов, усваивающих метиловый спирт, в среду выделяются сложные органические вещества. Обычно от 5 до 10% находящегося в питательной среде метилового спирта превращается в другие продукты, которые могут являться ингибиторами роста. Это позволило использовать для культивирования микроорганизмов — продуцентов белка — смеси культур, среди которых одна или несколько не потребляют метиловый спирт. Выход белка при использовании таких смешанных культур значительно увеличивается. [c.287]

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ И РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ [c.71]

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]

Некоторые рН-индикаторы часто добавляют к среде культивирования с целью выявить изменение pH в процессе роста бактерий. Для этого нужно подобрать соответствующий задаче рН-индикатор и убедиться, что он не подавляет рост микроорганизма. Все рН-индикаторы плохо растворимы в воде и используются в средах в очень низких концентрациях (менее 0,01%)- [c.167]

Модель II. Следующим этапом в математической микробиологии можно считать разработку моделей роста микроорганизмов в проточных условиях. Проточное, или непрерывное, культивирование издавна имеет широкое применение в промышленном производстве, так как обеспечивает непрерывный вывод из установки однородной массы клеток. Теория непрерывного культиватора — хемостата — была предложена в 50-х годах Моно [31] и параллельно в США Новиком и Сциллардом [32]. [c.66]

На б5-е сутки отрицательное влияние нефти несколько сглаживается, особенно после внесения БП. После 1 года культивирования достигается существенный рост микроорганизмов, растущих на МПА. В целом в черноземе микрофлора богаче, чем в серо-лесной почве. Нужно отметить, что по мере увеличения дозы нефти и длительности культивирования - после 65 суток на всех опытных вариантах преобладал внесенный штамм с БП - Rhodo o us erythropolis. [c.147]

Рассмотрим далее основные подходы к разработке количественных закономерностей роста микроорганизмов. В табл. 2.4 представлены кинетические модели, полученные на основе обобщенных схем ферментативных реакций и наиболее щироко применяемые в практических задачах расчета процесса культивирования микроорганизмов. Другой подход к описанию кинетики роста популяции микроорганизмов (динамики изменения численности или массы) разработан на основе логистического закона с использова- [c.57]

При проведении процессов культивирования микроорганизмов в биореакторах с интенсивной аэрацией и перемешиванием среды, обеспечивающих высокую скорость сорбции кислорода, концентрация его в культуральной жидкости может превышать критическую для данной культуры ( i,> Скрит). В ЭТИХ УСЛОВИЯХ удельная скорость роста микроорганизмов не будет зависеть от концентрации кислорода в среде, и кинетика роста определится соотношением р,= л(5). Используя в качестве кинетического соотношения модель Моно—Иерусалимского, получим следующую систему уравнений [c.141]

Процессы глубинного культивирования аэробных микроорганизмов используются для получения пищевых добавок, витаминов, аминокислот и других продуктов. При непрерывном процессе культивирования используют емкостной биореактор с мешалкой. Скорость протекания процесса определяется кинетикой клеточного роста и скоростью массообмена на границе газ - жидкость. Рост микроорганизмов описывается мультршликативной зависимостью, учитывающей лимитирование субстратом и кислородом, растворенным в ферментационной жидкости. Математическая модель процесса при условии выращивания микроорганизмов одной популяции, идеального перемеошвания рабочей жидкости, постоянства экономических коэффициентов по кислороду и субстрату в безразмерных величинах записывается в виде системы трех нелинейных дифференциальных уравнений [c.182]

Одним из основных факторов, влияющих на деградацию пестицидов в природных условиях, является температура культивирования, которая определяет скорость роста микроорганизмов-деструкторов. Ранее были вьщелеиы 26 бактериальных штам-мов-деструкторов 2,4Д из почвенных образцов. [c.54]

Наиболее эффективными индукторами являются различные виды целлюлозы и неко орые целлюлозосодержащие субстраты (например, свекловичный жом). В отутствие индуктора в среде культивирования на средах с другими источниками углерода конститутивный биосинтез целлюлаз практически не идет. Напротив, при росте микроорганизма-продуцента целлюлаз на целлюлозе спустя некоторое время начинается активный синтез целлюлолитических ферментов. [c.100]

Процесс культивирования того или иного продуцента подразделяют на трофофазу (от греч. питание) и идиофазу (от греч. - свой, специфичный). В период трофофазы скорость роста организма высокая, а продукция вторичных метаболитов низкая. Напротив, в период идиофазы скорость роста микроорганизма низкая, а продукция вторичных метаболитов высокая. [c.453]

Всестороннее изучение характера роста микробных культур является одним из главнейших методов микробиологического исследования. В основе роста популяции микроорганизов, как совокупности особей, обитающих, в одном ареале (при проведении культивирования в аппарате), лежат процессы роста, размножения (деления) и отмирания отдельных микроорганизмов. Хотя кинетика роста популяции не сводима к кинетике роста отдельных микроорганизмов, но так как закономерности низшего уровня (в данном случае клеточного) сохраняют определенную автономность на высшем (популяционном) и только преобразуются при усложнении биосистемы, то представляется целесообразным рассмотреть общие положения процесса роста микроорганизмов, которые в какой-то мере могут объяснить особенности поведения популяции. [c.22]

В литературе приводятся многочисленные данные о связи синтеза рибосом, а также их функционирования с ростом мик-кробной клетки [26]. Исследования [27] свидетельствуют о связи температурного коэффициента скорости роста ряда микроорганизмов (грам-1юложительные и грам-отрицательные бактерии, кокки, актиномицеты) с нуклеотидным составом их суммарной клеточной РНК, состоящей на 80% из рибосомальной РНК- Прослежена также тесная связь между содержанием в клетках рибосом и скоростью роста микроорганизма, а также скорости синтеза рибосом со скоростью синтеза белка. При этом было четко показано, что изменение скорости синтеза общего белка клетки определяется не изменением скорости образования полипептид-ной цепочки, которая остается практически постоянной для каждого вида микроорганизма и условий культивирования, а определяется изменением числа рибосом в соответствии со скоростью роста клетки в различных фазах или с изменением состава питательной среды и режимов выращивания. Таким образом, наиболее вероятным компонентом клетки, поведение которого можно хотя бы отдаленно связать с поведением узкого места цепи метаболических процессов, является фракция рибосомальной РНК, контролирующая процесс роста микроорганизма [25, 28]. [c.25]

Таким образом, с точки зрения особенностей кинетики размножения экспериментальные данные, полученные при культивировании раз1ных микроорганизмов, практически не отличаются. Во всех случаях математическая модель обратимого автокаталитического роста описывает только ту часть 5-образной кривой, которая характеризуется снижением логарифмической скорости размножения. Закономерности роста в начальный период, в течение которого логарифмическая скорость возрастает, из этой математической модели не следуют. Хорошее согласие экспериментальных и теоретически ожидаемых данных (при исключении из рассмотрения лаг-фазы) показывает, что процесс размножения различных микроорганизмов в течение всего времени куль- [c.146]

Также было показано, что избыточность аэрации при культивировании Aspergillus niger хотя и благоприятствует росту микроорганизма, но снижает выход целевого продукта — галловой кислоты. [c.250]

Лимитирующими факторами для роста микроорганизмов могут быть недостаточное содержание в среде углеводов, азотистых веществ, ростовых и минеральных соединений, наличие посторонней микрофлоры, неблагоприятные условия культивирования, например малая скорость растворения кислорода в среде, повышенные или пониженные хемнература к кке ю-тписть, бапьшая вязкость, высокое осмотическое давление, недостаточная или чрезмерная интенсивность перемешивания и т. п. [c.58]

Характерной особенностью культивирования микроорганизмов является саморегулирование процесса (хе-мостатическое свойство), обусловленное обязательным наличием фактора, лимитирующего рост микроорганизмов. Экономически выгодно, чтобы таким фактором была концентрация субстрата, так как в этом случае можно определить условия, при которых субстрат наиболее полно перерабатывается в процессе выращивания микроорганизма. Коэффициент скорости роста культуры будет определяться концентрацией субстрата в культуральной жидкости. Если при непрерывном ведении процесса О станет меньше г (случай первый), то концентрация биомассы микроорганизмов в аппарате начнет возрастать, а конечная концентрация субстрата— уменьшаться. С уменьшением конечной концентрации субстрата начнет уменьшаться значение до величины О, т. е. процесс стабилизируется. [c.66]

Рис. 112. Динамика накопления лизина (1), роста микроорганизма (2) и потребления углеводов 3) в ходе периодического культивирования Breviba terium sp. 22Л.

Комплекс различных факторов, включающий как изменения самой клетки, так и изменения физических и химических свойств среды культивирования, обогащающейся продуктами метаболизма, способствует переходу культуры во вторую фазу развития (Шапошников и др., 1939), когда скорость роста микроорганизма резко падает. Однако скорость потребления энергетического субстрата может оставаться сравнительно высокой. При этом будет нарушена корреляция между скоростями обра- [c.90]

В состоянии равновесия йХ1сИ = 0. Теоретически объем чисто непрерывной культуры не меняется (на практике он подвержен незначительным колебаниям). Следовательно, скорости подачи среды в ферментер и выхода культуры из него должны быть одинаковыми. Наконец, поскольку удельная скорость гибели клеток почти всегда значительно меньше удельной скорости их роста, величину а можно не принимать во внимание. Исключения из этого правила наблюдаются только при очень низких скоростях роста микроорганизмов, в присутствии токсичных веществ или в случае культивирования в экстремальных биофизических условиях. При добавлении в [c.396]

Зависимость скорости потребления токсичного субстрата (или удельной скорости роста) от его концентрации 8 имеет вид кривой с максимумом в точке критической концентрации субстрата Зкрит, после которой превалирует ингибирующее действие субстрата (рис. 5.8). Разница между К5 и Зкрит. может быть небольшой, поэтому фаза экспоненциального роста незначительна или совсем не наблюдается. При 8 > Зкрит. рост микроорганизмов нестабилен при внесении в природные среды, пересевах или в проточных режимах культивирования клетки микроорганизмов элиминируются (вымываются). [c.364]