Методи за култивиране на микроорганизми, 2
Култивирането на микроорганизми може да бъде повърхностно или дълбоко povodit, партида или непрекъснати методи, при аеробни или анаеробни условия. От голямо значение при избора на метод култура отнася избран за култивиране на микроорганизъм в молекулярен кислород и крайната цел на отглеждане: натрупване на биомаса или получаване на специфичен метаболит (алкохол, кислород, ензими и т.н.).
Когато култивиране на микроорганизми, се отглеждат повърхност начин върху повърхността на гъста, гранулиран материал или тънък слой от течната среда, екстракт от микроорганизъм кислород директно от въздуха. В течни среди често растат аеробни микроорганизми, за да се образува филм върху повърхността. Факултативни анаеробни бактерии се развиват не само на повърхността, но и във вътрешността на течността, което води до повече или по-малко равномерно бъде замъглена. В насипни носители на повърхността, получена чрез ензимни препарати. култивиране на повърхността микроорганизми използват както в лабораторията и в промишлеността
Всички методи за култивиране на аеробни микроорганизми са сведени до увеличаване на контактна повърхност на културалната среда с кислород. Когато потопена култивиране на микроорганизми в течна среда с помощта на разтворен кислород. Обаче, разтворимостта на кислород във водата е ниска, следователно, да се осигури растежа на аеробни микроорганизми в средата е по-дебел, той трябва да бъде постоянно газирани (сума кислород дълбоко в течна среда). Комбинацията от растежна среда и отглеждане на микроорганизми в него наречен течността култура.
Най-широко използвани в лабораторна практика потопена метод култивиране - отглеждане на люлеене, разклащане или осигуряване на въртене на колби или епруветки, осигуряване на по-добър контакт на средата с въздух и насищане с кислород. Микробната култура може да се аерира чрез продухване (барботиране) чрез дебелината на среда стерилен въздух. Този метод се използва при лабораторни изследвания, но особено широко приложение намери в промишлена микробиология при получаването на биомаса в производството на антибиотици, ензими, киселини.
Предимства на дълбока обработка се крие във факта, че този метод не изисква големи площи и голяма техника, ферментатор обем може да се увеличи чрез увеличаване на височината, лесна поддръжка, възможност за автоматизация, лекота на изолация на желания продукт с хранителна среда.
Потопени култивиране на микроорганизми може да бъде периодично или непрекъснато. В метод партида култура целия обем хранителна среда се инокулира с чиста култура и култивиране се провежда в оптимални условия за определен период от време за натрупване на желаното количество от желания продукт. Тъй като отглеждането се извършва на не-въртяща се среда (в болница), клетките са винаги в променящата се среда. Първо те имат в изобилие всички хранителни вещества, а след това постепенно идва недохранване и отравяне на вредни продукти от обмяната на веществата. В тази връзка, в култура развитие преминава през четири фази на растеж и разпространение, през който клетъчни размери варират, скоростта на възпроизвеждане, морфологични и физиологични свойства (Фиг. 3.1).
Първата стъпка - латентна фаза или фаза забавяне на растежа, веднага следва въвеждането на семенен материал в културалната среда. В тази фаза, микроорганизмите не се размножават и адаптират към околната среда, има увеличение на нуклеинови киселини, увеличаване на размера. Тази стъпка е за получаване на допълнително синтез интензивно клетъчен протеин, т.е. неговия растеж и размножаване.
Вторият етап - фаза на логаритмичен растеж (експоненциална) се характеризира с висока степен на клетъчна пролиферация, както и в много хранителна среда и малки вредни метаболитни продукти. Времето, необходимо за удвояване на броя на клетките път, наречен продължителността на поколение. разделен всеки 20-30 минути при благоприятни условия, бактериални клетки, техният брой се увеличава в геометрична прогресия (1, 2, 4, 8, 16, и т.н.).
Трети етап - стационарна (падеж фаза), когато възпроизвеждането на микроорганизми, се забавя и възпроизвеждане и умира скорост са балансирани, при което броят на клетките остава постоянна.
Четвърти етап - фаза на умиране когато клетъчна смърт започва и тяхното количество се понижава поради умират и автолиза (самостоятелно разлагане).
Фиг. 3.1 модел на растеж на чиста култура от микроорганизъм
и - фаза на забавяне; б - логаритмична фаза; в - стационарна фаза; R умира фаза.
култивиране на партиди се извършва в много индустрии, въз основа на активността на микроорганизми. Недостатъкът на партида култура е най-неустойчивите разходи на време преминават през всички четири етапа на културното развитие, периодът на най-активния живот - логаритмична фаза на растеж - заема малка част от производствения цикъл.
През става все по-важно за по-прогресивен метод на непрекъснато култивиране на микроорганизми за последните тридесет години, което означава, че културата е в специален апарат, който непрекъснато се попълва свежа среда и в същото скорост изпуска хранителна среда. Инокулумът се отглежда до етапа на логаритмичен растеж и се въвежда в културалната среда. Продължителността на периода на логаритмичен растеж зависи от количеството на хранителни вещества в средата, а броят на вредни метаболитни продукти разпределени клетка.
При висока скорост нагоре по веригата бързо се обновява, хранителни вещества, не разполагат с време, за да се натрупват и културата се поддържа за неопределено време в активно състояние, без да се достигне стадия на умиране. Въпреки значителния хардуер сложност на процеса, метод на непрекъсната култура има няколко предимства пред партиден процес.
През последните години активно развитие и непрекъснат метод култура се използва в имобилизирания микробни клетки (свързани), състоянието - в филми, гранули, влакна, специално избрани синтетични полимерни материали. Имобилизирани микробни клетки функционират многократно и запазват високо биохимична активност за дълго време.
Непрекъснато култивиране е много обещаващ и широко използвани в хранително-вкусовата промишленост и микробиологични, и дава възможност за автоматично поддържане на предварително определени оптимални условия, като по този начин осигурява по стандартизация на крайния продукт при най-ниски разходи.
Всички теми на този раздел:
Бактериални (прокариотни клетки).
Чрез свързване клетъчни структури включват: клетъчна стена, цитоплазмената мембрана, рибозоми, Нуклеоидът (Фигура 3). Клетъчната стена дава форма на клетката, го предпазва от unfavour-
конструктивен обмен
Конструктивно метаболизъм е основен в биосинтеза на клетъчни компоненти от хранителната среда вещества, получени в клетката. Конструктивен обмен, насочена към синтез двойка
Химичният състав на микробните клетки
Микробните клетки, съдържащи 75-85% вода, а останалите 15-25% от сухото вещество. Водата в клетката е в свободно ном и свързан. Bound вода е част от SOS
Нуждите на микроорганизми за хранителни вещества. видове храни
Метаболизмът е неразривно свързана с процеса на микроорганизми мощност. Нуждите на микроорганизми за хранителните вещества са изключително разнообразни, но независимо от техните нужди
Механизмът на хранителни добавки на микробни клетки
Хранителните вещества, така че те могат да се използват за метаболизма на клетките, които имаме от околната среда там, вътре в клетката. Всички трансформации на вещества се появява в клетки
енергийния метаболизъм
За транспорт на хранителните вещества чрез МТС и синтез на тези основни компоненти клетки, размножаване, движение mikroorga-plicable изисква енергия, като по този начин някои химични реакции са причинени
Енергийните източници и характеристики на енергийните процеси в микроорганизми
Микроорганизмите могат да използват енергията на видима светлина (phototrophs) и химически енергията, освободена по време на окисляване на различни възстановяване
Първи hemogeterotrofami енергия.
Методи за получаване на енергия hemogeterotrofami лежат в основата на най-важните биохимични процеси, използвани в хранително-вкусовата про дането или подлежащо влошаване на суровини, полуготови продукти и минаване на tovoy произ
Микроорганизми.
За култивиране на микроорганизми, използвани културална среда, която трябва да съдържа всички вещества, необходими за растежа им. Предлагане на стотици различни хранителни среди
Основните видове хранителни среди
В състава, той реши да отпусне физическо или естествена среда на несигурно състав и синтетични медии. Естествен (природен) nazyv
Температура.
Най-важният фактор на околната среда е температурата. Той определя скоростта на възпроизвеждане на микроорганизми, както и интензитета на химични реакции в метаболитните процеси в клетките.
влажност
На активността на микроорганизмите е силно повлияна от околната среда влажност. Водата е част от техните клетки (до 85%) и поддържа тургор налягане в него. хранителни вещества
Осмотично налягане.
За съществено значение микроорганизъм има осмотично налягане на средата, която се определя от концентрацията на разтворените вещества. В естествени условия, обитаващи
концентрация на водородни йони
Концентрацията на водородни йони (рН) в околната среда е важен фактор за определяне на възможността за растеж и репродукция на микроорганизми. РН на реакционната показател рН показва степента на
Окислително-редукционни условия на околната среда.
Молекулярен кислород е един от най-важните фактори на околната среда, определя посоката на биохимични реакции, извършвани от микроорганизми в енергийния метаболизъм. нагласа mikroorg
Енергията на електромагнитно излъчване
Ефекти върху микроорганизми от различни форми на лъчиста енергия, които са електромагнитни вълни с различни дължини на вълните, се проявява по различни начини. Биологичният ефект на излъчване глава
Йонизиращи лъчения.
Те включват пространство, рентгенови лъчи и радиоактивно лъчение (а-, В- г # 61485 ;. лъчи) от разпад на радиоактивни елементи. Те имат най-малка дължина
Ултравиолетовите лъчи.
UV лъчи на микроорганизми, подобни на йонизиращо лъчение: те причиняват или смърт или мутация на микроорганизми в зависимост от вида на микроорганизми, дозата и продължителността на облъчване
Лазерна радиация.
Това облъчване е фокусирана в една греда на електромагнитно лъчение в границите от инфрачервена на ултравиолетова спектри. Тя е с много висока енергия и може да ви
биотични фактори
В естествената околна среда, в това число на хранителни продукти, разработени съвместно различни микроорганизми. В хода на еволюцията са се появили и формира различни отношения м
Асоциативен форма на симбиоза.
Асоциативните отношения са широко разпространени в природата. Тя се основава на тези колоездене на материята в природата. Чрез асоциативни връзки са Metabiosis, мутуализъм
Антагонистична форма на симбиоза.
Това е група от симбиотични отношения, които се изразяват в антагонизъм явления, антибиоза, паразитизъм и хищничество. Антагонизмът - е вид отношения,
Антропогенни фактори.
Този вид фактори на околната среда е следствие на човешката дейност, в които замърсяването на околната среда. Основните източници на замърсяване
анаеробни процеси
Чрез анаеробни процеси включват алкохол, млечна киселина, пропионова киселина, маслена киселина ферментация и ферментация на пектин. алкохол brozhenie.Vyzyv
Практическото използване на алкохолна ферментация
Етанолът се използва широко в много национални икономика otras-Lyakh. Основни консуматори на алкохол са храна, медицински и химическата промишленост. Veduschies
млечна ферментация
Тя се причинява от млечнокисели бактерии е единственият източник на енергия. Млечна ферментация - процес на преобразуване на въглехидрати в млечна киселина.
ферментация пропионова киселина
Тя се причинява от бактерии пропионови киселини, принадлежащи към рода Propionibacterium (фигура 5.3). Единственият източник на енергия за тях е процес на ферментация време
маслена киселина ферментация
Маслена киселина ферментация е сложен процес на превръщане на захар маслена кисели бактерии при анаеробни условия за образуване на маслена киселина, въглероден двуокис и водород от уравнения
Практически стойност на маслена киселина ферментация
В природата, маслена киселина бактерии играят важна роля в цикъла на въглерод в природата. Маслена киселина - широко продукт на анаеробно разграждане на различни органи
Atsetonobutilovoe ферментация.
Близо до ферментация маслена киселина е atsetonobutilovoe, в която се образува значително по-голямо количество от бутилов алкохол и ацетон в сравнение с конвенционалните маслена ферментация. когато д
Ферментация пектин.
В растенията, особено на плодове, плодове, корени съдържат много пектин. Те са част от центъра плочи и залепени помежду растителни клетки. пектин
Аеробни процеси.
Те се провежда в присъствие hemogeterotrofami Molec-народен кислород, но за разлика от аеробно дишане (пълно окисляване) процеси са частично окисление. Те често се наричат-vayut "
Окисляване на етанол кисели бактерии оцетни
Този процес е познат на човека от древни времена - във въздуха в една изоставена вино или бира след известно време се появява светлина лас мътност, а на повърхността - повече или по-малко плътен филм. и т.н.
Окисляване на други алкохоли и оцетна киселина бактерии захар
На оцетната киселина бактерии могат да се окисляват и други едновалентни алкохоли (например, пропанол на пропионова киселина, бутил - в маслото). Метилов алкохол и едновалентни висши алкохоли Тези бактерии
Окислението на въглехидрати филаментозни гъби
Непълно окисление на въглехидрати с молекулен кислород-мация на органични киселини (лимонена, оксалова, и др.) Може да филаментозни гъби, които са оцетна киселина и резервоар-ните, I
Окисляване на мазнини и висши мастни киселини
Мазнините са глицерилови естери на висши мастни киселини. Мазнини - макромолекулни съединения и непроменен триизмерна форма в клетката не може да достигне. Следователно, първият-ди хидролизира proish
Превръщането на органични вещества, съдържащи азот
Освен гореспоменатите микробиологични процеси на преобразуване на органични въглеродни съединения, големи стойности са chenie-превръщане на органични азотни съединения.