
- •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
Экспериментальная часть
1. Подготовить посевной материал.
2. Приготовить питательные среды с различными источниками углерода.
3. Осуществить процесс культивирования дрожжей. Предварительно построить калибровочный график зависимости оптической плотности D от концентрации биомассы дрожжей X (г/л).
4. Выполнить аналитические исследования: определить содержание биомассы в культуральной жидкости, количества белка в биомассе, содержание остаточного субстрата. С целью выявления запасного вещества – гликогена приготовить препарат дрожжевой суспензии «раздавленная капля» и микроскопировать его с объективом 40×.
Подготовка посевного материала
Дрожжи стерильно пересевают с музейного косяка на свежий косяк сусло-агара. Затем пересеянные косяки помещают в термостат при температуре 36 оС и выдерживают их там в течение 24 часов. Выращенную культуру дрожжей смывают с косяка в стерильных условиях стерильным физиологическим раствором из расчета 5 мл физраствора на 1 косяк. Полученную суспензию дрожжей объемом 2 мл стерильно переносят в колбы со стерильной питательной средой в объеме 100 мл.
Приготовление питательных сред
Для культивирования дрожжей р. Candida или р. Saccharomyces в данной работе используются синтетические питательные среды, различающиеся источником углерода. Для приготовления трех питательных сред готовятся растворы:
- глюкозы (раствор 20 г/л). Раствор глюкозы стерилизуют в автоклаве 0,5 часа под давлением 0,5 атм;
- этанола (1 % об.);
- глюкозо-спиртовой смеси (готовится из индивидуальных растворов в соотношении 1:1).
Кроме источника углерода для приготовления питательных сред используются следующие источники минерального питания:
1) для культивирования дрожжей р. Candida:
NH4H2PO4 – 10 г/л, MgSO4 – 0,7 г/л, Na2HPO4×12Н2О – 0,7 г/л,
КН2РО4 – 6,8 г/л;
2) для культивирования дрожжей р. Saccharomyces:
(NH4)2SO4 – 5-10 г, СаCl2×4 H2O – 1 г, MgSO4×7 H2O – 7-10 г,
NaCl – 5-10 г, KH2PO4 – 30-40 г, K2HPO4 – 1 г.
Приготовленную минеральную среду объемом 250 мл стерилизуют в автоклаве 1 час под давлением 1 атм 10-20 мин.
Раствор микроэлементов готовят и стерилизуют отдельно. В 100 мл дистиллированной воды растворяют 1,25 г FeSO4, 1,25 г MnSO4, 1,25 г ZnSO4, 0,63 г NaCl и добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты. Приготовленный раствор стерилизуют при 1 атм 10-20 мин и стерильно вносят в колбу с ранее приготовленной минеральной средой из расчета 1 мл на 1 л минеральной среды.
Далее раствор стерильно разливают по 20 мл в качалочные колбы объемом 100 мл и закрывают ватно-марлевыми пробками.
В колбы с раствором стерильно добавляют 1 % об. дрожжевого автолизата в качестве фактора роста (источника витаминов, аминокислот, ферментов и т.п.), а также приготовленные ранее растворы, содержащие источники углерода (внимание: этанол вносится в колбы вдали от пламени !).
Затем в качалочные колбы с питательной средой вносят инокулят из расчета 1 мл приготовленной суспензии дрожжевых клеток на 20 мл питательной среды.
Построение калибровочного графика
Построить калибровочный график зависимости оптической плотности дрожжевой суспензии D от концентрации биомассы суспензии Х.
Для этого следует приготовить модельные суспензии с концентрациями биомассы, указанными в первой строке таблицы, провести измерения их оптической плотности и заполнить вторую строку таблицы. По результатам измерений построить калибровочный график D=f(X).
Х, г АСБ/л |
0 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,8 |
D |
0 |
|
|
|
|
|
Для измерения оптической плотности использовать фотоэлектроколориметр с установкой длины волны проходящего света λ=490 нм для кюветы с толщиной рабочего слоя образца 5 мм.