Особенности выращивания микроорганизмов в проточных культурах
В проточных культурах вследствие непрерывного поступления свежих порций питательной среды в культиваторе образуется избыток культуральной жидкости, который вместе с содержащимися в ней микроорганизмами непрерывно удаляется. Если вместе с вытекающей культуральной жидкостью удаляется больше клеток, чем нарастает, то концентрация микроорганизмов в культиваторе снижается. При слишком медленном оттоке жидкости концентрация клеток в приборе возрастает. Наконец, можно подобрать такую скорость притока, при которой вынос клеток будет равен скорости их размножения. Если при этом биомасса в культиваторе будет оставаться постоянной и прирост тоже будет постоянным, то и удельная скорость роста культуры останется неизменной. Это означает, что культура все время будет находиться в состоянии интенсивного размножения.
Скорость увеличения биомассы в проточных культурах можно представить уравнением
Рисунок
где m—концентрация клеточной биомассы (в единицах массы или в количестве клеток) в 1 мл; ? — удельная скорость роста; D—коэффициент разбавления.
Коэффициент разбавления зависит от скорости притока свежей среды F и от объема жидкости в культиваторе W.
Он равен:Рисунок
Если скорость притока превышает удельную скорость роста, т. е. если D>?, то величина—становится отрицательной и содержание микроорганизмов в культиваторе падает. Если D, это означает, что в культиваторе вновь образуется больше клеток, чем выносится. Если же вынос клеток равен их приросту, то =0, и количество микроорганизмов в культиваторе поддерживается на постоянном уровне.
Между приростом клеток в культиваторе и их выносом устанавливается подвижное равновесие. Чем больше клеток накапливается в культиваторе, тем хуже условия их существования: уменьшается количество питательных веществ, накапливаются продукты обмена, ухудшаются условия аэрации. Все это приводит к снижению прироста биомассы, т. е. к уменьшению ?. Вследствие снижения прироста количество клеток в культиваторе снижается настолько, что условия для их жизни улучшаются, и ?, снова возрастает. Таким образом, после некоторых колебаний ? устанавливается на некотором уровне, который определяется условиями существования, в данном конкретном случае—скоростью притока питательной среды. Механизм зависимости скорости роста микроорганизмов от условий существования и является основой для саморегуляции, свойственной проточным культурам.
При культивировании на протоке микробная культура может сохраняться неопределенно долгий срок. В лаборатории Н. Д. Иерусалимского культуру ацетоно-бутиловых бактерий сохраняли около 200 дней в состоянии непрерывного размножения. Последующее выращивание этой культуры в непроточных условиях показало, что все свойства культуры сохранились.
Еще по теме Особенности выращивания микроорганизмов в проточных культурах:
- Тема 19. ОСОБЕННОСТИ ЗАПАДНОЙ КУЛЬТУРЫ 1.
- ОСОБЕННОСТИ МЕСТНЫХ КУЛЬТУР ВЕРХНЕПАЛЕОЛИТИЧЕСКИХ ЛЮДЕЙ
- § 39. Особенности развития науки и культуры в годы Второй мировой войны
- Глава IV. Получение энергии микроорганизмами
- УЧАСТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРЕВРАЩЕНИИ ВЕЩЕСТВ
- Распространение микроорганизмов в природе
- Глава VI. Влияние внешних факторов на микроорганизмы
- Глава X. Превращение соединений азота микроорганизмами
- Глава XI. Превращение соединений серы микроорганизмами
- VI.3. ДЕЙСТВИЕ АЭРОИОНОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ
- Глава XIIi. Превращение соединений металлов микроорганизмами
- Проблема самозарождения микроорганизмов
- СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
- Строение и принципы систематики микроорганизмов
- Опровержение Л. Пастером теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов