Metode de cultivare a microorganismelor 2

Cultivarea microorganismelor poate fi povodit profunde sau superficiale, lot sau metode continue, în condiții aerobe sau anaerobe. De o mare importanță în selectarea metodei de cultură selectată pentru cultivarea referă microorganism la oxigen molecular și scopul final al cultivării: acumulării de biomasă sau primirea unui metabolit specific (alcool, oxigen, enzime, etc.).

Când cultivarea microorganismele sunt cultivate mod de suprafață pe suprafața materialului dens, granular sau un strat subțire din mediul lichid, oxigenul extract microorganism direct din aer. În medii lichide adesea cresc microorganisme aerobe, pentru a forma o peliculă pe suprafața. anaerobi dezvolte nu numai facultative pe suprafață, ci și în interiorul fluidului, provocând o uniformă mai mult sau mai puțin să fie estompată. În medii în vrac a suprafeței obținute prin preparatele enzimatice. microorganisme de cultivare de suprafață utilizate atât în ​​laborator și în industrie

Toate metodele de cultivare a microorganismelor aerobe sunt reduse pentru a crește suprafața de contact a mediului de cultură cu oxigen. Când scufundat cultivarea microorganismelor în medii lichide folosind oxigen dizolvat. Cu toate acestea, solubilitatea oxigenului în apă este scăzută, prin urmare, pentru a asigura creșterea microorganismelor aerobe în mediu este mai gros, aceasta trebuie să fie aerată constant (suma oxigen adânc în mediul lichid). Combinația de mediu de creștere și microorganisme care cresc în ea numit lichid de cultură.

Cele mai utilizate pe scară largă în practica de laborator metoda de cultivare submersă - creștere pe balansoar, agitare sau furnizarea de rotație baloanelor sau eprubete, asigurând un contact mai bun al mediului cu aerul său și saturația în oxigen. Cultura microbian poate fi aerat prin purjare (barbotare) prin grosimea aerului steril mediu. Această metodă este utilizată în studiile de laborator, dar mai ales aplicarea pe scară largă a găsit în Microbiologie industrială în prepararea biomasei în producerea de antibiotice, enzime, acizi.

Avantajele de minciuni cultivare profunde în faptul că această metodă nu necesită suprafețe mari și echipamente mari, fermentator de volum poate fi crescută prin creșterea înălțimii, întreținere ușoară, posibilitatea de automatizare, ușurința de izolarea produsului dorit din mediul de cultură.

cultivarea submersă a microorganismelor poate fi periodică sau continuă. În metoda culturii discontinue întregul volum de mediu nutritiv se inoculează cu o cultură pură, și cultivarea se realizează în condiții optime o anumită perioadă de timp pentru a acumula cantitatea dorită de produs dorit. Deoarece cultivarea se realizează pe un mediu non-revolving (într-un spital), celulele sunt întotdeauna într-un mediu în schimbare. În primul rând ei au din abundență toate substanțele nutritive, iar apoi vine treptat, malnutriția și otrăvirea de produse nocive ale metabolismului. În acest sens, în cultura de dezvoltare trece prin patru faze de creștere și propagare, pe parcursul căreia dimensiunile celulei variază, rata de reproducere, proprietăți morfologice și fiziologice (Fig. 3.1).

Primul pas - decalaj de fază sau întârziere de fază de creștere, urmează imediat după introducerea materialului de semințe în mediul de cultură. In aceasta faza, microorganismele nu se multiplică și adaptate la mediu, există o creștere a acizilor nucleici, creșterea dimensiunii. Acest pas este un preparat pentru sinteza proteinelor în continuare celulară intensivă, adică, creșterea și reproducerea acesteia.

Al doilea pas - faza de creștere logaritmică (exponențială) se caracterizează printr-o rată ridicată de proliferare celulară, ca și în multe mediu nutritiv și produse metabolice dăunătoare mici. Timpul necesar pentru dublarea numărului de celule, numite durata generație. împărțită la fiecare 20-30 min În condiții favorabile, celulele bacteriene, numărul acestora este în creștere într-o progresie geometrică (1, 2, 4, 8, 16, etc.).

A treia etapă - staționar (faza de maturitate), atunci când reproducerea microorganismelor este încetinită, iar reproducerea și rata moarte sunt echilibrate, prin numărul de celule rămâne constantă.

A patra etapă - faza de a muri atunci când moartea celulei începe iar cantitatea lor scade datorită moarte și autolizei (auto-digestie).

Fig. 3.1 Modelul de creștere a culturii pure a unui microorganism

și - o fază de latență; b - faza logaritmică; în - fază staționară; r faza de moarte.

cultivarea lotului este realizată în multe industrii, pe baza activității microorganismelor. Dezavantajul unei culturi lot este costurile nesustenabile de timp care trece prin toate cele patru etape de dezvoltare culturală, perioada de viață mai activă - faza de creștere logaritmică - ocupă o mică parte a ciclului de producție.

În ce în ce mai importantă metoda mai progresivă a cultivării continue a microorganismelor în ultimii treizeci de ani, adică, faptul că cultura este într-un aparat special, care este alimentată în mod constant mediu proaspăt și la mediul de cultură evacuate aceeași rată. Inoculatul este crescut la faza de creștere logaritmică și introdus în mediul de cultură. Durata perioadei de creștere logaritmică depinde de cantitatea de nutrienți din mediu, iar numărul de produse metabolice dăunătoare alocate celulei.

La mare viteză în amonte actualizat rapid, nutrienți nu au timp să se acumuleze, iar cultura este menținută pe termen nelimitat într-o stare activă, fără a ajunge în stadiul de a muri. În ciuda complexității hardware semnificative a procesului, o metodă de cultură continuă are mai multe avantaje față de un proces discontinuu.

In ultimii ani, dezvoltarea activă și metoda de cultură continuă este utilizată în celulele imobilizate microbiene (atașate), statul - în filme, granule, fibre special selectate materiale polimerice sintetice. Celulele microbiene imobilizați functioneaza in mod repetat si păstreze activitatea biochimică ridicată pentru o lungă perioadă de timp.

cultivarea continuă este foarte promițătoare și utilizate pe scară largă în industria alimentară și microbiologice, și face posibilă menținerea automată a condițiilor optime prestabilite, oferind astfel standardizarea produsului final, la cel mai mic cost.

Toate subiectele acestei secțiuni:

Celulele bacteriene (procariote).
Prin legarea structurilor celulare includ: perete celular, membrană citoplasmatică, ribozomi, nucleoid (Figura 3). Peretele celular dă formă celulei, protejează-l de la unfavour-

schimb constructiv
Metabolismul Constructiv este de bază în biosinteza componentelor celulare din substanțele medii de cultură recepționate în celulă. schimb constructiv pentru cuplu de sinteză

Compoziția chimică a celulelor microbiene
Celulele microbiene a conținut 75-85% apei, 15-25% rămas din materia uscată. Apa din celula este într-un free-nom și legat. apă legată face parte din SOS

Nevoile de microorganisme pentru nutrienți. tipuri de produse alimentare
Metabolismul este indisolubil legată de procesul de putere microorganisme. Nevoile de microorganisme pentru nutrienți sunt extrem de variate, dar indiferent de nevoile lor

Mecanismul adaosurilor de substanțe nutritive celulelor microbiene
Nutrienți, astfel încât acestea pot fi folosite pentru metabolismul celular, avem de mediu acolo, în interiorul celulei. Toate transformările substanțelor are loc în celulele

metabolismul energetic
Pentru transportul de nutrienți prin MTC și sinteza acestor celule componente de bază, reproducere, mișcare mikroorga-plicable necesită energie, prin urmare, unele reacții chimice sunt cauzate

Sursele de energie și caracteristici ale proceselor energetice în microorganisme
Microorganismele pot utiliza energia luminii vizibile (phototrophs) și energia chimică eliberată în timpul oxidării recuperării diferite

Obținerea de energie hemogeterotrofami.
Metode pentru producerea de energie hemogeterotrofami stau la baza celor mai importante procese biochimice utilizate în produsele alimentare de producție sau deteriorare care stau la baza de materii prime, produse semifinite și du-te-tovoy Produ

Microorganismele.
Pentru cultivarea microorganismelor utilizate medii de cultură, care trebuie să conțină toate substanțele necesare pentru creșterea lor. sute oferite de diferite medii de cultură

Principalele tipuri de mediu nutritiv
În compoziție, acesta a decis să aloce mediu natural sau natural al compoziției incerte și mediile sintetice. Natural nazyv (naturale)

Temperatura.
Cel mai important factor de mediu este de temperatură. Aceasta determină rata de reproducere a microorganismelor, precum și intensitatea reacțiilor chimice în procesele metabolice din celule.

umiditate
La activitatea microorganismelor este în mare măsură influențată de mediu cu umiditate. Apa este o parte din celulele lor (la 85%) și suportă presiunea turgescenței în acesta. nutrienți

Presiunea osmotică.
Pentru microorganisme o importanță vitală are o presiune osmotică a mediului, care este determinat de concentrația substanțelor dizolvate. În mediile naturale, populează

concentrația ionilor de hidrogen
Concentrația ionilor de hidrogen (pH) in mediu este un factor important care determină posibilitatea creșterii și reproducerea microorganismelor. PH-ul indicatorului de pH de reacție indică gradul de

Redox condițiile de mediu.
oxigen molecular este unul dintre cei mai importanți factori de mediu, determină direcția reacțiilor biochimice efectuate de microorganisme în metabolismul energetic. atitudine mikroorg

Energia radiației electromagnetice
Efecte asupra microorganismelor de diferite forme de energie radiantă, care sunt unde electromagnetice cu lungimi de undă diferite, se manifestă în diferite moduri. Efectul biologic al capului radiații

Radiația ionizantă.
Acestea includ spațiu, raze X și radiație radioactivă (a-, b- g # 61485 ;. Raze) din dezintegrarea elementelor radioactive. Ei au cea mai scurtă lungime

Razele ultraviolete.
raze UV ​​pe microorganisme similare cu radiații ionizante: acestea provoacă moartea sau mutație de microorganisme, în funcție de tipul de microorganisme, doza și durata de iradiere

radiații laser.
Aceasta radiatie este concentrata într-un fascicul de radiație electromagnetică în domeniul de infraroșu pentru spectrele ultraviolete. Ea are o energie foarte mare și poate tine

factori biotici
În mediul natural, inclusiv cu privire la produsele alimentare, dezvoltat în comun diferite microorganisme. În cursul evoluției au apărut și au format diverse relații m

formă asociativă de simbioză.
relațiile sunt asociativi larg răspândite în natură. Ea se bazează pe aceste ciclismului a materiei în natură. Prin relațiile asociative sunt Metabiosis, mutualism

formă antagonistă de simbioză.
Acesta este un grup de relații simbiotice, care sunt exprimate în fenomene de antagonism, antibiozei, parazitismul și prădători. Antagonismul - este un tip de relație,

Factori antropici.
Acest tip de factori de mediu este o consecință a activităților umane, în care contaminarea mediului. Principalele surse de poluare

procese anaerobe
Prin procesele anaerobe includ alcoolul, acidul lactic, acidul propionic, acidul butiric fermentare și fermentarea pectină. alcool brozhenie.Vyzyv

Utilizarea practică a fermentației alcoolice
Etanolul este utilizat pe scară largă în multe economii naționale otras-Lyakh. consumatori majore de alcool sunt industria alimentară, medicale și chimice. Veduschies

fermentare lactică
Aceasta este cauzata de bacterii producătoare de acid lactic este singura lor sursă de energie. fermentație lactică - un proces de transformare a glucidelor în acid lactic.

fermentarea acid propionic
Aceasta este cauzata de bacterii producătoare de acid propionic aparținând genului Propionibacterium (Figura 5.3 a). Singura sursă de energie pentru ei este procesul de fermentație

fermentarea acidului butiric
Butirat de fermentație acidă este un proces complicat de a transforma zahar bacterii producătoare de acid butiric în condiții anaerobe pentru a forma acid butiric, dioxid de carbon și hidrogen prin ECUATII

Valoarea practică a fermentația acidului butiric
In natura, bacteriile acidului butiric joacă un rol important în ciclul carbonului în natură. Acid Butyric - produs pe scara larga a descompunerii anaerobe a diferitelor organe

Atsetonobutilovoe fermentare.
Aproape de fermentare acidul butiric este atsetonobutilovoe, în care se formează o cantitate semnificativ mai mare de alcool butilic și acetonă decât fermentarea butiric convențional. atunci când e

Fermentarea pectină.
In plante, mai ales fructe, boabe, rădăcini conțin o mulțime de pectină. Ele fac parte din plăcile de mijloc și lipite unele de alte celule de plante. pectină

procesele de aerobic.
Acestea sunt realizate în prezența hemogeterotrofami-Molec ular oxigen, dar spre deosebire de respiratie aeroba (plin de oxidare), procesele sunt oxidare parțială. Acestea sunt adesea numite-vayut "

Oxidarea bacterii producătoare de acid acetic etanol
Acest proces a fost cunoscut de om din cele mai vechi timpuri - în aer într-un vin abandonat sau bere după un timp care apare lumină-las turbiditate, iar pe suprafața - un film mai mult sau mai puțin dens. etc.

Oxidarea altor alcooli și bacterii de acid acetic zahar
Bacteriile de acid acetic se pot oxida și alți alcooli monohidroxilici (de exemplu, propanol la acid propionic, butil - în ulei). alcool metilic și alcooli monohidroxilici mai mari Aceste bacterii

Oxidarea carbohidratilor fungi filamentoși
Oxidarea incompletă a carbohidraților cu oxigen molecular a infor acizilor organici (citric, oxalic, și colab.) Poate transporta fungi filamentoși, care sunt acidul acetic și rezervor-ter, I

Oxidarea grăsimilor și acizilor grași superiori
Grăsimile sunt gliceril esteri ai acizilor grași superiori. Grăsimi - compuși macromoleculari și sub formă nemodificată-dimensională în celulă nu poate ajunge. Prin urmare, primul-dit hidrolizat proish

Conversia substanțelor organice conținând azot
Pe lângă procesele microbiologice menționate mai sus de transformare a compușilor organici de carbon, mari valori-au conversia chenie compușilor organici cu azot.