5 Преимущества и недостатки периодического процесса ферментации с добавлением субстрата, по сравнению с традиционным периодическим культивированием.

В настоящее время все более популярным становится периодическое культивирование с добавлением субстрата, которое представляет собой компромисс между двумя системами, периодическим и непрерывным культивированием. Использование периодического культивирования с добавлением субстрата делает процесс более контролируемым по сравнению с периодическим культивированием.

Простое периодическое культивирование характеризуется ростом клеток без подачи дополнительных порций субстрата после посева культуры. Лимит субстрата или образование токсичных компонентов могут привести к снижению продуктивности процесса. Для предотвращения негативных последствий лимита субстрата применяется техника культивирования с подпиткой, при этом субстрат или другие необходимые компоненты добавляются либо непрерывно, либо по сигналу от какого-либо датчика. Период роста клеток удлиняется за счет того, что питательные вещества добавляются в низких концентрациях в процессе ферментации, а не вносятся все сразу в начале процесса, повышается выход внеклеточных метаболитов.

Одним из преимуществ метода является возможность регулирования скорости роста, которую можно соизмерять со скоростью подачи кислорода. Ограничение скорости поглощения субстрата скоростью его доставки оказывается способом преодоления «катаболитной репрессии» образования продукта. Этот процесс обычно используется в производстве дрожжевых клеток для пекарной промышленности. Если к дрожжевым клеткам добавляют слишком много сахара, они начинают дышать анаэробно и образуют вместо биомассы спирт.

Настоящее периодическое культивирование с подпиткой требует, чтобы объем жидкой среды в ферментере увеличивался. Это требование обусловливает верхний предел времени культивирования, определяемый скоростью подпитки, а также изменение условий аэрации и эффективности перемешивания. Кроме того, при этом не исключена возможность обратного заражения свежей среды в сборнике из ферментера; поэтому желательно использовать прерыватель подачи среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Культивирование микроорганизмов – процесс выращивания микроорганизмов в (на) питательной среде, в результате которого происходит размножение и накопление биомассы микроорганизмов и продуктов метаболизма (продуктов микробного синтеза) микроорганизмов.

Культивирование является основной стадией технологического процесса и во многом определяет количественные и качественные характеристики производства биопрепаратов.

Необходимые полезные свойства целевых продуктов (клеток или продуктов метаболизма) создаются, в основном, на стадии культивирования.

Культивирование микроорганизмов осуществляется различными способами. По способу организации процесс культивирования может быть периодический с добавлением субстрата.

При таком культивировании часть среды загружается в начале ферментации, а другая часть добавляется непрерывно по мере протекания процесса. Естественным завершением процесса является переполнение аппарата, поэтому необходимо переходить на строго периодический процесс с максимальным объемом среды и быстро завершать его.

Одним из преимуществ метода является возможность регулирования скорости роста, которую можно соизмерять со скоростью подачи кислорода. Ограничение скорости поглощения субстрата скоростью его доставки оказывается способом преодоления «катаболитной репрессии» образования продукта.

Периодическое культивирование с подпиткой требует, чтобы объем жидкой среды в ферментере увеличивался. Это требование обусловливает верхний предел времени культивирования, определяемый скоростью подпитки, а также изменение условий аэрации и эффективности перемешивания. Кроме того, при этом не исключена возможность обратного заражения свежей среды в сборнике из ферментера.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии – М., 2004г

2. Евтушенко А.Н. Введение в биотехнологию: Курс лекций - Мн.: БГУ, 2002.

3. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках - М.: Высшая школа, 1989г.

4. Муратова Е.И. Биотехнология органических кислот и белковых препаратов: учебное пособие - Тамбов: Изд-во Тамбовского государственного технического университета, 2007

5. Тихонов И.В. Биотехнология: Учебник – СПб.: ГИОРД, 2005г