Среды для культивирования различных микроорганизмов

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

Биотехнологическая система. БТС характеризуется большим разнообразием технологических процессов и их аппаратурным оформлением, наличием прямых и обратных связей между элементами. Конкретное аппаратурное оформление БТС зависит от особенностей подготовки питательных сред и сырья для культивирования микроорганизмов и получаемого целевого продукта микробиологического синтеза [7, 8]. В биотехнологической системе реализуются различные процессы обработки материалов механические, химические, тепловые, гидродинамические, диффузионные и биохимические. Рассмотрим в качестве примера технологическую схему производства белковой биомассы дрожжей из н-парафинов нефти (рис. 1.8). Схема включает ряд основных стадий производства, в которых происходит последовательная переработка исходного сырья в целевой продукт. [c.14]

В пособии дано описание техники микроскопирования, культивирования и исследования микробной клетки, методов приготовления и стерилизации питательных сред, количественного учета микроорганизмов в различных субстратах содержатся сведения о микробиологии кормов и методах их анализа. [c.2]

СРЕДЫ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ [c.202]

При создании элективных условий следует учитывать неодинаковое отношение различных микроорганизмов к аэрации, температуре, кислотности среды и т. д. Поэтому при получении накопительной культуры аэробных микроорганизмов обеспечивают большую поверхность контакта среды с воздухом, а для обогащения среды анаэробными микроорганизмами тем или иным способом создают анаэробные условия. Культивирование при высокой температуре (50° и выше) исключает развитие мезофильных микроорганизмов и обеспечивает рост термофилов. Селективным фактором может служить также неодинаковая скорость роста различных микроорганизмов при данной температуре. Например, на минеральной среде при освещении и температуре 35° удается почти полностью подавить рост зеленых водорослей и получить культуру, обогащенную цианобактериями. [c.72]

Заслуживает внимания способ обработки активного ила, включающий кислотный гидролиз и щелочную экстракцию [198—200]. При кислотном гидролизе активный ил обезвреживается вследствие гибели патогенных микроорганизмов и образуются водорастворимые формы белковых, углеводных, минеральных веществ и витаминов. Полученный гидролизат можно использовать в качестве питательной среды для культивирования различных микроорганизмов. При щелочной экстракции происходит извлечение из активного ила водо- и щелочерастворимых белковых веществ [198]. [c.102]

В зависимости от задач, поставленных исследователем, можно использовать различный набор сред для культивирования микроорганизмов, развивающихся в корневой зоне растений. В лабораторной практике часто применяют следующие среды [c.180]

Для культивирования различных микроорганизмов предложено огромное количество сред. В некоторых из них содержатся естественные субстраты (например, пищевые продукты животного и растительного происхождения), другие приготавливают из минеральных и органических веществ, они имеют точный химический состав. [c.16]

Селективные (элективные) среды используют для избирательного культивирования микроорганизмов определенных видов при подавлении роста других микроорганизмов. Такой эффект достигается при добавлении различных ингибиторов роста микробов, изменении показателя pH, состава питательных веществ в среде и др. [c.28]

Изучение роста различных микроорганизмов на углеводородах выявило ряд специфических особенностей, свойственных отдельным группам. Глубинное культивирование мицелиальных грибов на средах с углеводородами осложняется из-за слабого контакта мицелия и частиц углеводорода при перемешивании среды. Многие микобактерии при росте на средах с углеводородами покрываются воскообразной капсулой, способствующей агглютинации. В результате этого образуются сгустки клеток, достигающие нескольких миллиметров в диаметре. Токсичные компоненты, содержащиеся в липидах сапрофитных микобактерий, выращенных на н-алканах, не позволяют разрешить использование их биомассы в качестве кормовой добавки. [c.562]

Эти сепараторы стали применять для осветления жидких питательных сред, применяющихся для выращивания различных микроорганизмов и для осветления микробных суспензий, с целью полного выделения из них в осадок микробов, выращенных глубинным методом культивирования, а также для очистки инсулинового экстракта [59]. [c.464]

Применительно к процессу глубинного культивирования аэробных микроорганизмов величина V уравнения (4.17) отражает реальное изменение концентрации кислорода в питательной среде в том случае, если этот процесс не осложнен поглощением или выделением кислорода из культуральной жидкости, а в противном случае изменения его концентрации явятся суммарным выражением различных процессов [c.269]

В настоящем обзоре представлен материал, освещающий пути биосинтеза лизина и особенности его контроля в клетках промышленных микроорганизмов, селекционно-генетические аспекты получения продуктивных штаммов, влияние состава питательной среды и различных физико-химических факторов культивирования па биосинтез лизина в условиях прямой ферментации. [c.152]

Показателем работы системы подачи воздуха аппарата для культивирования микроорганизмов может служить величина объемного коэффициента массопередачи Кг- Коэффициент характеризует количество кислорода в 1 мг, передаваемое 1 мл жидкой среды за 1 ч( при разности равновесной и рабочей концентраций его в среде 1 мг/мл. Измеренные величины Ку у ферментеров глубинных культур различных микроорганизмов колеблются в пределах 429—5720 мг/(мл-ч) (Герольд и др., 1966). Объемный коэффициент массопередачи кислорода можно рассматривать как произведение поверхностного коэффициента (см/ч) на величину поверхности фазового контакта пузырьков Р (см ) в культуральной среде. Значение К[ у малорастворимых газов низкое, поэтому на перенос кислорода большое влияние оказывают фазовая поверхность и скорость массообмена. Косвенное представление об интенсивности массообмена дает максимально достигаемая концентрация дрожжей, уменьшающих содержание кислорода в среде. При критической концентрации последнего размножение дрожжей прекращается. [c.38]

Состав минеральных сред (в г на 1 л воды), используемых для выделения и культивирования газоиспользующих микроорганизмов (по данным различных авторов) [c.127]

Имеется ряд гипотез, объясняющих это явление (Безбородов, Астапович, 1984). Хотя секреция ферментов является активной функцией клетки, накопление ферментов в среде культивирования микроорганизмов в значительной степени зависит от различных физико-химических факторов, и прежде всего от состава питательной среды источника углерода, азота, других компонентов, их количества и соотношения, кислотности среды, температуры, аэрации и других факторов. [c.70]

Хотя для получения продуктов микробиологического синтеза применяются различные культуры микроорганизмов и используются разные питательные среды и режимы культивирования, тем не менее процессы синтеза имеют общую структуру. Это видно из приведенной ниже схемы. [c.95]

Связь капсулы с клеточной стенкой различна. Некоторые бактерии синтезируют слизистые вещества, легко отделяемые от клеток, особенно при культивировании в жидкой среде. Наоборот, у других связь между капсулой (особенно микрокапсулой) и клеточной стенкой столь прочна, что такую капсулу иногда предлагают рассматривать как часть клеточной стенки. Наличие капсулы зависит от штамма микроорганизма и условий его культивирования. Бактерии, образующие капсулу, могут [c.27]

Потребность микроорганизмов в факторах роста не постоянна, она может изменяться в зависимости от условий их культивирования. Например, плесневый гриб МисоггоихИ нуждается в витаминах биотине и тиамине лишь при росте в анаэробных условиях, а в аэробных условиях он сам синтезирует эти витамины. Подобная изменчивость к факторам роста наблюдается у организмов, выращиваемых на средах с различными значениями pH. Увеличение температуры выше оптимальной изменяет отношение микроорганизма к факторам роста. [c.283]

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]

Существенным недостатком исследований свойств целлюлолитических ферментов и механизма их действия является то, что они проводятся без учета условий их получения, особенно условий культивирования микроорганизмов-продуцентов. Применение сред различного состава, поверхностного и глубинного культивирования, неодинаковые условия и сроки культивирования даже в случае использования одного и того же продуцента приводят к гетерогенности состава и свойств целлюлазного комплекса, первично связанных с условиями биосинтеза и реализации генетической информации и вторично — с модификацией компонентов в среде культивирования. Помимо Tri hoderma reesei, гетерогенность и модификация ферментов отмечены и для ряда других целлюлолитических микроорганизмов [c.44]

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]

Синтез микроорганизмами первичных или вторичных метаболитов можно представить себе как процесс, начинающийся с поглощения клеткой субстрата (источников углерода и азота, микроэлементов и т.д.) и проходящий затем ряд этапов, катализируемых различными ферментами, часть которых участвует в регуляции синтеза нужного вещества или его предшественников. На отдельных этапах промежуточные венл,ества могут служить предшественниками других метаболитов и расходоваться на их синтез. Предшественники определенного вепи ства могут быть промежуточными или конечными продуктами д )у1 нх путей синтеза, иметь собственную регуляцию и расходоваться на другие потребности клетки. Кроме того, продуцируемое вещество должно преодолевать барьер проницаемости и накапливаться в среде культивирования, не подвергаясь деградации под действием ферментов, которые может синтезировать микробная клетка. [c.78]

Следует отметить, что, несмотря на большие успехи в создании штаммов Е. соИ, синтезирующих интерфероны различных типов, данный микроорганизм не является идеальным промышленным продуцентом белков и полипептидов медицинского назначения. Основными недостатками Е. соИ с этой точки зрения являются отсутствие опыта крупномасштабного культивирования в промышленности, наличие большого числа вирулентных для Е. соИ фагов, неспособность выделять белки в среду культивирования, наличие пирогенных веществ в оболочке клеток, что может осложнять очистку веществ, используемых в медицинских целях. В связи с этим во многих странах мира проведены работы по поиску более приемлемого микроорганизма-реиипи-ента. [c.197]

Амилолитическая активность. Крахмал подвергается гидролитическому расщеплению под действием амилаз, активными продуцентами которых являются различные виды бацилл, псевдомонад, стрептомицетов и мицелиальных грибов. Для выявления амилолн-тической активности часто используют среду следующего состава (г/л) пептон — 10,6 КН2РО4 — 5,0 растворимый крахмал — 2,0 агар — 15,0, pH среды 6,8—7,0. Среду стерилизуют при 1 ати и разливают в стерильные чашки Петри. Когда среда застынет, исследуемые микроорганизмы высевают штрихом по диаметру чашки или уколом. Продолжительность культивирования 2—10 суток. Гидролиз крахмала обнаруживают после обработки агаровой пластинки раствором Люголя (приготовление реактива см. Приложение). Для этого на поверхность среды наливают 3—5 мл раствора Люголя. Среда, содержащая крахмал, окрашивается в синий цвет, а зона гидролиза остается бесцветной или приобретает красно-бурую окраску, если крахмал гидролизовался до декстринов. Зону гидролиза крахмала измеряют в миллиметрах от края штриха (колонии) до границы светлой зоны. Чем больше диаметр светлой зоны, тем выше амилолитическая активность (рис. 66). [c.165]

Другим новым источником получения протеина являются микроорганизмы, например дрожжи и бактерии. Они выращиваются в различных средах — целлюлозе, углеводородах или крахмале. Вообще культивирование отдельных организмов возможно только на органических субстратах. Найти микробы с высоким содержанием протеина, способные потреблять углеводороды, не так уж легко, однако ряд технологических процессов, основанных на использовании газойля, парафинового воска и даже метана, уже прошли или проходят стадию разработки. Практически во всех этих процессах микроорганизмы выращиваются в водоуглеводородных эмульсиях, куда добавляют стимулирующие рост элементы (азот, двуокись углерода, различные ионы металлов, сульфаты). Когда вырастет достаточное количество микроэлементов, их отделяют от питательной среды путем фильтрования или центрифугования, промывают и сушат. Для кормления животных могут использоваться и собственно сухие микроорганизмы. [c.274]

Способ состоит из двух стадий а) непрерывного культивирования уксуснокислых бактерий при биохимическом окислении D-сорбнта в проточных средах и б) непрерывного выделения кристаллической L-сорбозы из окисленного раствора. Некоторые теоретические основы непрерывного культивирования микроорганизмов изложены в работах различных исследователей [89—92]. Изучены также пути интенсификации процесса за счет улучшения условий аэрирования среды [93, 94]. Существенные исследования в области биохимического окисления D-сорбита в L-сорбозу были проведены в тарельчатом колонном ферментаторе непрерывного действия [95, 96] и была показана эффективность его работы. При сравнительно низком расходе воздуха [c.263]

Ферментные препараты — продукты культивирования продуцентов на поверхности твердых сред или в глубине жидких сред. Для получения ферментных препаратов используют различные виды микроорганизмов, которые в процессе роста и развития могут осуществлять направленный синтез тех или иных групп ферментов. В качестве продуцентов ферментов используют бактерии, дрожжи, аминокислоты и мицелиальные грибы (микролицеты). [c.1019]

Проблеме вли5шия различных факторов на флотацию и возможностям ее практического использования посвящена значительная часть данной книги. При этом большое внимание уделено физико-хи-мическим аспектам флотации микроорганизмов активного ила [1 -22]. Кроме того, рассмотрены вопросы удаления тяжелых металлов из отработанных водных потоков. Проблемы биологической очистки сточных вод, отделения активного ила, его последующего сгущения и термического обезвоживания рассмотрены с учетом проблем промышленной биотехнологии, в частности глубинного культивирования микроорганизмов на жидких средах. Такой подход, по нашему мнению, оправдан, так как проблемы биологической очистки сточных вод являются частью общих проблем промышленной биотехнологии и их изложение должно быть совместным. [c.4]

Таким образом решение вопросов управления процессами культивирования микроорганизмов в промышленных масштабах во многом сводится к необходимости создания количественной теории процесса биосинтеза, позволяющей воспроизводить и поддерживать в аппаратах любой емкости оптимальные условия осуществленйя синтеза, т. е. перехода компонентов питательной среды в организованную биомассу популяции или продукты ее метаболизма. Эту задачу можно решить только на основе комплексного исследования различных аспектов (биологического, биохимического, физико-химического, физического) процесса размножения и отмирания микроорганизмов, который лежит в основе роста популяции. [c.5]

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]

При внесении в питательную среду инокулята (посевной дозы микроорганизмов) в течение какого-то промежутка времени не наблюдается изменения численности популяции. Затем наступает период интенсивного размножения микроорганизмов и, соответственно, роста популяции с увеличивающейся скоростью, которая в определенный мохмент достигает максимального значения и потом снижается до нуля. Прирост биомассы прекращается и количество микроорганизмов поддерживается некоторое время на постоянном уровне, после чего происходит явно выраженное их отмирание и популяция как таковая перестает существовать. Таким образом, всегда различаются четыре периода, которые в наиболее общем виде можно охарактеризовать как начальный, период регулярного роста, период равновесия и период дегенерации. Переход от одного периода развития популяции к другому происходит плавно, и практически трудно достаточно четко определить точку перехода из одного состояния популяции в другое, особенно принимая во внимание невысокую точность методов определения концентрации растущей биомассы. Если же при этом учесть, что сам процесс культивирования может проводиться в отличающихся условиях (различные посевные дозы, различное количество инокулята, например его возраст, различный состав питательной среды), то становится понятным, почему в настоящее время различают от четырех до десяти отдельных этапов роста и состояний популяции. М. И. Тар-ков [31] предложил различать облигатные и факультативные фазы, подчеркивая тем самым тот факт, что на фоне эпиморфно-го чередования четырех-пяти основных (облигатных) стадий роста популяции внутри каждой облигатной стадии в зависимости как от особенностей метаболизма самого микроорганизма, так и конкретных условий его культивирования могут наблюдаться характерные периоды (факультативные фазы) рис. 1.1. [c.31]