3.5 Лабораторная работа № 5 количественный учёт результатов микробиологических испытаний

Цель работы: определить зависимость эффективности центрифугирования от размеров клеточной биомассы и её концентрации

Содержание работы: провести количественный учёт молочнокислых микроорганизмом; сделав окрашенные препараты определить размер клеток.

Материальное обеспечение: термостат, холодильник, сушильный шкаф, рН-метр, камера Горяева;, микроскоп, бинокулярная лупа, спиртовка, пипетки, пробирки, предметные стёкла, бактериологические петли, вата, марля.

3.5.1 Микробиологический анализ молочнокислых микроорганизмов

Молочнокислые микроорганизмы имеют достаточно малые размеры клеток, поэтому их концентрация в среде не может быть установлена методом прямого подсчёта; метод предельных разбавлений подразумевает термостатирование чашек Петри с посевами в течение 2-3 суток. Мезофильные культуры термостатируют при 28-30 °С, термофильные при 40-42 °С.

Подсчитав количество колоний в одной чашке, и допуская, что каждая колония выросла из одной клетки, подсчитывают, сколько микроорганизмов содержалось в 1 см³ (1 г) исследуемого материала. Для этого число колоний умножают на разведение. Учитывают те чашки, в которых выросло не более 300, но не менее 30 колоний (единица измерения – КОЕ/г).

Делают морфологическое описание колоний.

Клетки морфологически разных колоний окрашивают метиленовым синим по Лёфлеру и с помощью микрометрической линейки определяют их размеры. Результаты лабораторной работы № 4 оформляют, учитывая новые сведения о размерах клеток и их концентрации в среде на момент выделения их методом центрифугирования.

3.5.2 Обработка результатов эксперимента

По экспериментальным данным строят график динамики накопления биомассы X (млн КОЕ /мл.) от времени культивирования τ (час).

На экспоненциальном участке полученной кривой рассчитывают максимальную удельную скорость роста μ_max (час^-1) исследуемого штамма микроорганизмов по формуле:

Полученное таким образом значение максимальной удельной скорости роста микроорганизмов является основным для выбора условий непрерывного культивирования. Известно, что непрерывные процессы культивирования микроорганизмов могут осуществляться стабильно, то есть с постоянной производительностью по биомассе и продуктам биосинтеза, лишь при условии равенства скорости разбавления среды в аппарате D удельной скорости роста микроорганизмов μ.

При этом значение D представляет собой отношение скорости протока среды через аппарат F к его рабочему объему V.

Исходя из вышесказанного, оптимальная скорость разбавления, при которой достигается наивысшая продуктивность процесса, определяется условием:

.

Используя это уравнение и экспериментальные данные, рассчитывают для ферментёра непрерывного действия с определенным рабочим объемом значение скорости притока свежей питательной среды, оптимальное для данного штамма микроорганизмов, а также для условий аэрации, температуры и массобмена, при которых проводилось периодическое культивирование.

Для этого используют формулу

где F – скорость притока, м³/час;

V – рабочий объем ферментёра, м³.

По результатам эксперимента кратко сформулировать вывод и дать практические рекомендации для производства.