УДК 57.083.13(07) ББК 28.4я73

К906

Составители: Барановский Сергей Викторович Демиденко Алексей Владимирович Киселев Евгений Геннадьевич

К906 Культивирование микроорганизмов в ферментере

BioFlo115(7,5л.) : методические указания к лабораторному практикуму [Электронный ресурс] / сост. С.В. Барановский, А.В. Демиденко, Е.Г. Киселев. – Электрон. дан. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. – 42 с. – Систем. требования: PC не ниже класса

Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7/8/10; Adobe Reader V8.0 и

выше. – Загл. с экрана.

В данное пособие включены практические рекомендации авторов по проведению процесса глубинного аэробного культивирования микроорганизмов на основании реализации современных технологических решений основных и вспомогательных процессов биосинтеза. Пособие позволит студентам получить практические навыки основ биотехнологии культивирования как в рамках лаборатории, так и в промышленных масштабах.

Предназначено для бакалавров направления 06.03.01 «Биология», профиля «Бионженерия и биотехнология» (06.03.01.11), а также магистров направления 06.04.01 «Биология» программы «Микробиология и биотехнология» (06.04.01.01).

УДК 57.083.13(07) ББК 28.4я73

© Сибирский федеральный университет, 2016

Электронное учебное издание

Подготовлено к публикации издательством Библиотечно-издательского комплекса

Подписано в свет 10.05.2016. Заказ № 1400 Тиражируется на машиночитаемых носителях

Библиотечно-издательский комплекс Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а

Тел. (391) 206-26-67; http://bik.sfu-kras.ru E-mail: publishing_house@sfu-kras.ru

ВВЕДЕНИЕ

Термин биотехнология включает составляющие «биос», «техне», «логос» греческого происхождения (от греч. «биос» – жизнь, «техне» – искусство, мастерство, умение и «логос» – понятие, учение). Таким образом, биотехнология по существу сводится к использованию микроорганизмов, животных и растительных клеток или же их ферментов для синтеза, разрушения или трансформации (превращения) различных материалов с целью получения полезных продуктов для различных нужд человека, а также рациональному использования ресурсов биосферы и охраны окружающей среды.

Целью настоящих методических указаний является формирование у студентов представлений о принципах технологического решения и аппаратурного оснащения процесса биосинтеза бактерий, получение практических навыков ведения основных биотехнологических процессов и расчета их кинетических параметров в промышленной микробиологии.

Данные методические указания разработаны для проведения лабораторных практикумов и работ по направлению «Культивирование микроорганизмов в ферментёре BioFlo115 (7,5л.)». Учебно-методические указания устанавливают основные требования к организации, безопасному проведению и обеспечению заданных технологических параметров процесса биосинтеза, контролю качества получаемого биоматериала. В качестве биологического агента используется бактерия Cupriavidus eutrophus В10646.

Предназначены для подготовки студентов по направлениям 06.03.01

и06.04.01 «Биология» укрупненной группы 060000 «Естественные науки».

Вучебно-методические указания включены следующие разделы:

-общие сведения о технологии культивирования Cupriavidus eutrophus В10646;

-биосинтез бактерий в ферментёре BioFlo115 (7,5л.);

-определение основных кинетических параметров микробного биосинтеза.

3

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

CUPRIAVIDUS EUTROPHUS B 10646

1.1.Используемое сырье и материалы

Для культивирования бактерий Cupriavidus eutrophus В10646 используют в качестве основного субстрата глюкозу, минеральное сырье и материалы (таблица 1). Применяемые материалы и комплектующие (покупные) изделия должны соответствовать требованиям нормативной и технической документации. Соответствие материалов предъявляемым требованиям должно подтверждаться документами предприятий – поставщиков и входным контролем по ГОСТ 24297-2013. Допускается замена материалов на другие, характеристики которых соответствуют назначению и условиям эксплуатации.

Таблица 1 – Сведения о сырье и материалах

Также для осуществления процесса биосинтеза используется:

-воздух сжатый, который должен соответствовать первому классу чистоты по ГОСТ Р ИСО 8573-4-2005, ГОСТ Р 52539-2006. Класс фильтрации F7+F9+H14, остаточное содержание масла - не более 0,01 мг/м3; твердых частиц по размеру - не более 5 мкм, по количеству - не более 0,1 мг/м3; влаги в жидкой фазе - не более 0,003 г/м3; точка росы сжатого воздуха - не выше минус 70°C; допустимое число КОЕ в 1 м3 - не более 5;

-вода питьевая применяется на бытовые и технические нужды;

-вода очищенная питьевая (вода очищенная) 1 типа применяется для приготовления питательных сред, ополаскивания ферментационного оборудования;

-вода дистиллированная используется для приготовления аналитических растворов, ополаскивания посуды.

Вода питьевая в процессе производства должна удовлетворять гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01.

Вода очищенная должна соответствовать стандарту качества ГОСТ Р

52501-2005 (ISO 3696:1987):

-электропроводность: 0,055 мкСм/см (18,2 МОм*см);

-содержание ТОС в воде: не более 5 мкг/л (без встроенной ультрафиолетовой (УФ) лампы);

-микроорганизмы: не более 1 КОЕ/1000 мл;

-частицы: не более 1 в миллилитре.

Вода, дистиллированная, ГОСТ 6709-72.

5

1.2. Сведения о применяемом оборудовании

Для проведения процесса ферментации, а также подготовки питательных сред используется современное высокотехнологичное оборудование. Основное технологическое оборудование и приборы представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Основное технологическое оборудование и приборы