
- •Тема 1. Асептика в биотехнологических процессах
- •Элементы асептики в биотехнологии
- •I. Физические методы стерилизации
- •Экспериментальная часть
- •Расчетно-аналитическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Тема 2. Метаболизм углеродсодержащего субстрата. Способы культивирования дрожжей на различных углеродных субстратах
- •Биохимические особенности роста микроорганизмов на углеродных субстратах
- •Стехиометрия процессов культивирования микроорганизмов
- •Формула биомассы микроорганизмов. Молекулярный вес биомассы (биомоль)
- •Экспериментальная часть
- •Подготовка посевного материала
- •Приготовление питательных сред
- •Построение калибровочного графика
- •Условия культивирования
- •Методы аналитических исследований
- •Расчетно-аналитическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Тема 3. Ингибирование роста микроорганизмов в условиях периодического культивирования
- •Описание кинетики ферментативных реакций
- •Описание кинетики микробного роста
- •Экспериментальная часть
- •Расчетно-аналитическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Расчетные задания к практическим занятиям
- •Примерные темы самостоятельных работ к семинарским занятиям
Расчетно-аналитическая часть
Оценить эффективность обеспечения асептики жидкой среды вследствие её термообработки при различных температурах. Для этого:
Вычислить х – общее число клеток, а также число живых клеток в 1 мл суспензии и построить графическую зависимость х = f(τ); проанализировать кинетику гибели микробных клеток во временных интервалах от 0 до 30 минут и от 30 до 60 минут.
Сделать вывод об влияния температуры и продолжительности термообработки на эффективность стерилизации среды.
Вычислить значение критерия стерилизации ln
.
Определить удельную скорость гибели k микроорганизмов при заданной температуре (Т = 65 оС, 85 оС, 100 оС) по уравнению (1.1).
Результаты экспериментальных данных и расчетов представить в виде таблицы 1.3.
Таблица 1.3 – Экспериментальные данные и показатели термической стерилизации
№ пробы |
τ, мин. |
а |
х |
ln ; |
k, мин -1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
15 |
|
|
|
|
2 |
30 |
|
|
|
|
3 |
45 |
|
|
|
|
4 |
60 |
|
|
|
|
4. Рассчитать время, за которое концентрация выживших клеток снижается в 10 раз.
Построить графическую зависимость в координатах lnk = f(1/T) (Т приводится в градусах Кельвина). Для построения зависимости использовать значения удельной скорости гибели k живых (неокрашенных) клеток в анализируемых пробах.
l
nk
lnA
α
1/T
Рис. 1.3 – Графическая зависимость k от 1/Т
Из графика (рис. 3.1) найти tgα и точку пересечения с осью ординат. В линеаризованном виде уравнение Аррениуса может быть записано как
lnk = lnA - E/RT (1.3)
Здесь
lnA
определяется из графика как величина,
численно равная величине отрезка,
отсекаемого прямой на оси ординат, а
.
Таким образом, значение удельной скорости гибели определяется из уравнения Аррениуса с найденными константами: А и Е/R.
Эффективность термообработки для обеспечения асептики жидких сред может быть оценена для любой температуры: так как А, Е, R – постоянные величины, подставив в уравнение Аррениуса (1.3) любое значение Т, рассчитывается k.
Контрольные вопросы
Асептика, асептические условия, стерильность.
Какое влияние оказывает посторонняя микрофлора на эффективность микробиологических производств? Приведите примеры.
Каким образом обеспечивается достижение и поддержание асептических условий на стадии ферментации?
Термическая стерилизация.
Химическая стерилизация.
Стерилизация ионизирующим излучением.
Фильтрующая стерилизация.
Проанализируйте существующие способы и режимы стерилизации. Какие пути повышения эффективности режимов стерилизации жидкостей вы знаете?
Методы и режимы получения стерильного воздуха.