5.2. Непрерывное культивирование в анаэробных условиях.

Главным условием анаэробного культивирования в ферментерах является удаление из системы кислорода. Прежде всего ферментер заполняют средой, насколько это максимально возможно, и в первые часы культивирования через среду продувают газ, не содержащий кислорода, поддерживая тем самым небольшое положительное давление. Использование больших объемов раскладки (10-20% к объему питательной среды) обеспечивает быстрое начало роста культуры и способствует уменьшению ее чувствительности к кислороду, попадающему из внешней среды.

Для культивирования анаэробов рекомендуется использовать предварительно восстанавливающую среду: её либо получают нагреванием в ферментере, либо вводят в ферментер через который предварительно пропускали газ, не содержащий кислород, уже восстановленную среду. Кислоты, щелочи и растворы питательных компонентов, добавленные в ферментер, в процессе культивирования готовят и хранят в отсутствии кислорода. Нередко удается ослабить или полностью нейтрализовать полное для анаэробов влияние кислорода, добавляя в среду восстановители (аскорбиновую кислоту, тиогликолат, цистеин или даже сульфид, если его переносят бактерии.

5.3 Контроль и регулирование темпиратуры.

Для регуляции температуры большинство лабораторных ферментеров и некоторые типы промышленных оборудуются системами нагрева (типа обычной электрической плиты) и охлаждения (теплообменник с циркулирующей в нем водой или другой охлаждающей жидкостью). Специальный температурный датчик включает систему нагрева или отключает её и регулируент подачу охлаждающей жидкости в теплообменник. Иногда ферментер помещают в термостат с постоянной регулируемой температурой. Этот способ применяют в тех случаях, когда очень необходимо точное регулирование температуры.

В промышленных ферментерах большой емкости устраивают водяную рубашку, в которую подают воду необходимой температуры.

5.4. Контроль и регулирование рН.

Ионы Н⁺ и ОН^- - наиболее подвижные из всех ионов, поэтому уже малейшее изменение их концентрации оказывает на микроорганизмы сильное влияние. В связи с этим установление и поддержание заданной оптимальной величины рН имеет существенное значение для роста.

Большинство организмов лучше растет, когда концентрации ионов Н⁺ и ОН^- примерно одинаковы (рН=7.0). Многие бактерии, например, нитрифицируемые и клубеньковые бактерии, бактерии разлагающие мочевину, актиномицены, большая часть патогенных для человека и животных бактерий, предпочитают более высокие значения рН (слегка щелочные среды). Лишь немногие толерантны к кислой среде (лактобактерий, ацетобактерий) или даже ацидофилины (тиобациллы, Л.ацитофиллюс). Грибы предпочитают низкие значения рН. Если сложные питательные среды сразличными рН инокулировать почвой, то при рН 5.0 различаются главным образом грибы, а при рН 8.0 – бактерии.

Поддержание определенного рН во время роста и размножения важно прежде всего для тех микроорганизмов, которые хотят и продуцируют кислоты, но не обладают к ним толерантностью (лактобациллы, многие псевдомонады, сен.Энтеробактериацео.). Для того, чтобы предотвратить гибель бактерий от ими не выделяемых кислот, используют несбраживаемые вещества, забуференные среды, но чаще корректировку рН ведут путем автоматическогодобавления слабых (5-10%) растворов щелочей.

Основными компонентами системы контроля рН являются рН-электроды, рН-метр, блок автоматического титрирования, сосуды с кислотой или щелоч, соединение гибкими шлангами с ферментером перистальтические насосы или соленоидные клапаны. рН-электроды должны быть устойчивы к стерилизации паром или другими средствами, например, парами окиси этилена или формальдегида. Особенно надежными в этом отношении считают электроды фирмы «Jngold», в которые могут быть автоклавированны многократно.