63 Проблемы стерильности при различных ферментациях

Стерилизация- важная система.

Устройства и режим стерилизации определяется конструкцией биореактора, вспомогательного оборудования, используемых питательных сред и т. п. Наибольшее значение имеют термический метод стерилизации оборудования и сред и фильтрационный способ, применяемый для удаления микроорганизмов из подаваемого в ферменторы воздуха или другого газа.

Режимы термальных способов стерилизации определяются химическим составом питательных сред. При этом определяющим является состояние компонентов среды после стерилизации; главное сохранность ее питательных качеств.

Виды: 1)термическая, 2)фильтрационная.

Автоматическая стерилизация внутр.поверхности (автоклавирование).

3. Химическая (окись этилена, пропилена)- самопроизвольное расположение, нет токсических в-в.

4. Радиационная (УФ-только поверхность,ровная, без теневых участков).

64.Регулирование режима культивирование продуцентов по принципу хемостата:

Культ. по принципу хемостата-автоматическое культивирование,которое определяется скоростью разбавления ,та скорость с которой подаётся субстрат.Скорость разбавления должна соответствовать скорости получения продукта.П ри хемостатном культивировании саморегулированная система возникает из-за:если первоначальное поступление свежей питательной среды и вымывание биомассы превышает скорость деления клеток;увеличивающая популяция начинает активнее выедать субстрат,что приводит к торможению роста культуры.Конечным итогом этих процессов является установление равновессия между скоростью роста культуры и её разбавлением.Биореактор работающий в таком режиме называется хемостатом

65.Параметры роста при периодическом культивировании.

Несколько подробнее об особенностях вышеуказанных процессов. Периодическое культивирование включает: а) стерилизацию сред и всего оборудования; б) загрузку биореактора питательной средой; в) внесение посевного материала (клеток или спор); г) выращивание культуры (это может совпадать во времени с последующим этапом или предшествовать ему); д) синтез целевого продукта; е) отделение и очистку готового продукта. Все этапы представлены во временном аспекте; после окончания последнего этапа производится мойка биореактора и подготовка его к новому циклу.

При этом типе культивирования рост клеточной популяции подразделяется на несколько фаз: 1) лаг-фаза, или фаза задержанного роста, при которой клетки растут медленно и адаптируются к новой среде обитания в объеме ферментора; 2) экспоненциальная фаза, характеризующаяся интенсивным делением клеток и сбалансированностью роста всей популяции; 3) фаза замедленного роста, связанная с исчерпанием питательных субстратов и накоплением токсических продуктов метаболизма; 4) стационарная фаза, при которой прирост новых клеток количественно равняется числу погибающих; 5) фаза отмирания, характеризующаяся прогрессирующей гибелью клеток.

66. Продукты первой и второй фазы роста

Рост микроорганизмов можно охарактеризовать как S - образную кривую. Первая стадия - стадия быстрого роста, или логарифмическая, для которой характерен синтез первичных метаболитов. Далее наступает фаза медленного роста, когда увеличение биомассы клеток резко замедляется. Микроорганизмы, производящие вторичные метаболиты, вначале проходят стадию быстрого роста, тропофазу, во время которой синтез вторичных веществ незначителен. По мере замедления роста из-за истощения одного или нескольких необходимых питательных веществ в культуральной среде микроорганизм переходит в идиофазу; именно в этот период синтезируются идиолиты. Идиолиты, или вторичные метаболиты, не играют явной роли в процессах метаболизма, они вырабатываются клетками для адаптации к условиям окружающей среды, например, для защиты. Их синтезируют не все микроорганизмы, а в основном нитчатые бактерии, грибы и спорообразующие бактерии. Таким образом, продуценты первичных и вторичных метаболитов относятся к разным таксономическим группам.

Первичные метаболиты: аминокислоты, витамины (актиномицеты, метанобразующие, одноклеточные водоросли), органические кислоты (уксусная, лимонная)

Из всех продуктов, получаемых с помощью микробных процессов, наибольшее значение имеют вторичные метаболиты. часто представляют собой смесь близкородственных соединений, относящихся к одной и той же химической группе. эти метаболиты являются биологически активными веществами: одни из них обладают антимикробной активностью, другие являются специфическими ингибиторами ферментов, третьи - ростовыми факторами, многие обладают фармакологической активностью. К вторичным метаболитам относятся антибиотики, алкалоиды, гормоны роста растений и токсины. Фармацевтическая промышленность разработала сверхсложные методы скрининга (массовой проверки) микроорганизмов на способность продуцировать ценные вторичные метаболиты.