Лекция

Субботин В. В., доцент

Конопаткин А. А., профессор

Тема 3. Биотехнология культивирования микроорганизмов

План лекции

1. Введение.

2. Питательные среды и условия роста микробов.

3. Физиология роста и фазы развития микробной популяции в питательной среде.

   1. Методы определения числа бактерий и бактериальной массы.

   2. Рост бактерий в периодической культуре.

3.2.1 Параметры кривой роста микроорганизмов и получения целевого продукта.

3.2.2. Влияние концентрации питательных веществ на скорость роста.

3.2.3. Влияние синхронизации клеточного деления на микробную популяцию.

4. Непрерывное (проточное) культивирование микроорганизмов.

4.1. Технология полного вытеснения.

4.2. Технология полного смешения.

4.3. Биотехнологическая реализация способов непрерывного культивирования микроорганизмов.

4.3.1. Хемостатный способ культивирования.

4.3.2. Турбидостатный способ культивирования.

5. Контроль за постоянством абиотических факторов при непрерывном культивировании микроорганизмов в ферментерах и биореакторах.

5.1. Аэрация питательной среды.

5.2. Непрерывное культивирование в анаэробных условиях.

5.3. Контроль и регулирование температуры.

5.4. Контроль и регулирование pH.

5.5. Автоматическое пеногашение.

5.6. Стерилизация ферментеров и способы предотвращения микробной контаминации.

6. Заключение.

1. Введение

Организация биотехнологического процесса, будь то синтез микробных метаболитов или получение микробной биомассы, начинается с изучения физиологии культивируемого микроорганизма. Цель любой биотехнологии – на базе понимания биохимических и физиологических процессов в пределах генетически детерминированных свойств конкретного вакцинного штамма или патогенного производственного штамма возбудителя инфекционной болезни максимально обеспечить накопление в питательной среде конечного целевого продукта.

Микробиологические манипуляции с биологическим агентом и питательной средой осуществляются в соответствии с конкретным биотехнологическим процессом, разработанным для промышленного культивирования вакцинного (аттенуированного) или производственного (вирулентного) штамма микроорганизма. Основные технологические операции при этом можно систематизировать в виде некоторой иерархии уровней обеспечения параметров культивирования микроорганизма и управления процессом метаболизма созданной биотехнологической системы путем контролирующих операций.

Таким образом, биотехнологическое управление процессом метобализма в микробной популяции при широкомасштабном производстве ветеринарно-медецинских биопрепоратов на этапе получения биомассы должно быть направлено на обеспечение оптимальных условий для роста и размножения конкретного микроорганизма. При всем разнообразии микробиологических подходов (способов) и биотехнологических решений, эффективность биопроизводства на этапе промышленного получения биомассы или продуктов метаболизма микрообганизмов в современных условиях в основном зависит:

1. От оптимальности для рода микроорганизмов питательной среды и производственного контроля за ее изменениями;

2. От оптимальности параметров внешней среды абиотических факторов контроля за их изменением;

3. От правильности выбора вида (конструкции) биореактора и варианта культивирования микробов, обеспечивающих максимальность накопления биомассы в питательной среде.

Лишь на основе знания теории питания микроорганизмов, закономерностей их роста и накопления в питательной среде можно обеспечить микробиологический контроль за процессами метаболизм в микробной популяции (культуре) и таким образом обеспечить максимальную эффективность этого этапа работы в биотехнологическом процессе производства биопрепаратов.