4. Бақылау сұрақтары:

1. Микроорганизмдердің өсу қисығы.

2. Микроорганизмдердің периодты және үздіксіз процесі кезінде өсу жағдайы.

3. Микроорганизмдерді периодты түрде культивирлеу.

4. Лагфаза немесе бейімделу фазасы.

5. Қырылу фазасы немесе жойылу фазасы.

6. Стационарлы фаз.

5. Лабораториялық жұмыстың орындау тәртібі: Микроорганизмдерді периодты әдіспен өсіру көптеген өндірістерде, егіс материалын алу сатысында қолданады, оның басты сатысы ферментация, көптеген өндірістер үздіксіз немесе периодты әдіске байланысты емес. Үздіксіз культивирлеудің артықшылығына қарамастан, көптеген өндірістер периодты әдісті қолданады, ол микроорганизмдер продуценттерінің қасиеттерінің қиыншылығына байланысты. Сондықтан популяцияның даму сатысын білу, барлық технологиялық процестің жақсы өтуі үшін үлкен мәнге ие бола алады.

Микроорганизм продуцентін өсіру үшін, культиверлеудің беттік және түптік әдісі қолданылалы. Микроорганизмдерді беттік әдіспен өсіру технологиясы қарапайым болып келеді. Микроорганизмдер қатты немесе сұйық қоректік ортада культивирленеді. Қатты қоректік орта ретінде ағарланған орталар немесе сусымалы субстраттар (бидай, арпа, бидай кебегі және т.б.) қолданылады.

Ағарланған қоректік орталарды зарарсыздандырып пробиркаға, Петри табақшасына құйылады.

Культура продуцентін қоректік ортаға еккеннен кейін пробирка мен Петри табақшасымен термостатқа қойылады, онда микроорганизмдердің белгілі бір температурада өсуі мен дамуы жүреді. Сусымалы субстратты біркелкі етіп арнайы кюветаларға орналастырады, егіс материалын салғаннан кейін өсіру камерасына қойылады. Микроорганизмдерді қолайлы жағдайда өсіру бірнеше күнге созылады. Микроорганизмдерді өсіру процесі аяқталған соң дайын өнім бөлініп алынады.

Сабақ тақырыбына сәйкес әдебиеттер және Web сайттар тізімі:

1. Аркадьева З.А., Безбородов А.М., Блохина И.Н. и др. Промышленная микробиология //Под ред. Н.С.Егорова - М.: Высшая школа, 1989.

2. Бекер М.Е. Введение в биотехнологаю. -М., 1979.

3. Валиханова Г.Ж., Рахимбаев И.Р. Культура клеток и биотехнология растений. -Алма-Ата, 1989.

№ 5 Лабораториялық жұмыс

Лабораториялық жұмыстың аты: Микроорганизмдерді үздіксіз култивирлеу.

1. Жұмыс жоспары:

1. Микроорганизмдерді үздіксіз култивирлеу әдісімен танысу.

2. Микроорганизмлерді уздіксіз культивирлеу жағдайлары.

2. Жұмыс мақсаты: Периодты культивилеуде микроорганизмдердің максималды өсу қабілеті толық қолданылмайды. Өмір сүрудің ең активті кезеңі логарифмдік фаза - өндірістік циклдің азырақ бөлігін алады, ал уақытша көп бөлігі лаг фазаға кетеді және өсудің жәймен өсетін кезеңіне өтеді.

3. Қысқаша теориялық мәліметтер: Периодты культивирлеу кезінде жасушалар барлық уақыт бойы ауыспалы жағдайда болады. Алдымен қоректік ортаға дер кезінде көп мөлшерде қоректік заттарды еңгізсе, жасуша өсуінің ингибирленуі сонда өмір сүруші микроорганизм өнімнің жиналуы және қоректенудің жетіспеуі басталады. Егер қоректік ортаға бірден мол мөлшерде қоректік зат қосса, онда культураның өсуінің ингибирленуі болады, демек микроорганизмдердің катаболиттік репрессиясы деп аталады. Қоректік затты жаймен қосудың арқасында микроорганизм өсуінің ингибирленуінен құтылуға болады. Осы мөлшердегі қоректік заттарды енгізу процесі кезінде микроорганизмдердің өсуінің ингибирленуін болдырмауға болады. Бұл әдіс субстраты майдалап мөлшерлеумен микроорганизмдерді культивирлеу деп аталады.

Культивирлеу барысында қоректену көздерін қосу кезінде қоректік ортаның көлемі өзгереді. Орта көлемін қалыпты және ортадағы өмір сүруші микроорганизм өнімдерінің концентрациясын төмендетіп ұстап тұру үшін, культуральды сұйықтықтың бөлігін белглі бір уақыт аралығында аппараттан алып тастауға болады. Мұндай периодты культивирлеу процесті «көлемді-мөлшерлеуіш» деп атайды. Мұның алдыңғы әдістен айырмашылылық культураның бөлігі периодты түрде жаңа ортаға түскен сайын алынып тасталынып отырады. Берілген жағдайда процестердің негізгі параметрлері – көлемі, араластыру жылдамдығы, өсудің меншікті жылдамдығы - тұрақты болып есептелмейді культура квазистационарлы (мнимостационарлы) жағдайда болады.

Субстратты майдалап мөлшерлеуде периодты культивирлеудің тағы бір әдісі бұл - диализдеуші мембрана арқылы лимитгеуші субстраттың келуін бақылаушы процесс. Егер аппаратқа мембрананы орнатқанда, сол арқылы тек белгілі бір заттар ғана енеді, мембранадан бөлінген, ерітіндіден еріген зат диффузиясы арқасында ортадағы оның концентрациясы тұрақты ұсталынып тұрады. Бұл әдісті шектелген субстрат продуцентінің өсуі үшін қолдануға болады немесе биомассаны концентрлеу үшін, субстратты майдалан мөлшерлеуші периодты культивирлеу үшін, даму фазасынан популяцияға келу уақытының көбейуіне мүмкіндік береді. Бірақ жасушалардың физиолoиялық күйін тұрақтандыруды уақытқа байланыстырмай, осы әдіспен жүзеге асыру мүмкін емес.

Үздіксіз культивирлеу ферменттерге белгілі мөлшерде және сапалы катынаста қоректік заттарды үздіксіз беріп отыру болып табылады, ол микроорганизмдерді ұстап тұру үшін экспоненциалды фазасында дамиды. Мұндай жағдайдарла козғалмалы тепе-тең күйге жеткізеді, бұл кезде жасушалардың үздксіз және бірдей жылдамдықпен көбеюі, қоректік заттармен келу жылдамдығымен сәйкес болады. Кулътивирленетін жасушаларды қоректік заттар мен үнемі қамтамасыздандырылуына қарамастан культуралды сүйықтықта іс жүзінде олар мүлдем жок, демек ағып өтетін сүйықтықта жоқ деген сөз.

Ескере кету керек, үздіксіз культивирлеу кезіндегі берік күйдегі жағдай бірден пайда болмайды. Бөлу процесі басында байқалады, сол кезде биомассаның концентрациясы тепе-тендік күйге жақын болады, бұл графикалық қисық толқын сызығымен сипатталады, олар жаймен түзу еызыққа өтеді. Кейде бұл кезеңді екі сатыға бөледі: I активтелу және 2 стабилизациялау сатысы.