Mikroorganizmusok termesztése
A mikroorganizmusok termesztése a mikrobiológia egyik fő technikája. A mikroorganizmusok természetben és laboratóriumi körülmények között történő növekedéséhez és fejlesztéséhez szükséges tápanyagok szükségesek az energiához és a konstruktív reakciókhoz. Az energiaforrások és a kémiai elemek mikroorganizmusok különböző csoportjainak követelményeit anyagi képességük határozza meg. A mikrobiális kultúrák termesztése és fenntartása a laboratóriumban a szervezet természetes élőhelyeinek laboratóriumi modellezésén, valamint az anyagcsere sajátosságainak ismeretében történik.
Termesztés a fő szakaszban a folyamat, és nagymértékben meghatározza a minőségét és mennyiségét jellemző hektár termelését biológiai anyagok. A tenyésztési lépésben hajtjuk végre a felhalmozási mind a biomassza és a metabolikus termékek (hulladék) mikroorganizmusok.
Az elején a kutatás a mikroorganizmusok tenyésztéséhez is 1830-ban, amikor Cañar de Latour, Kyuttsing Schwan és megállapította, hogy sok fermentációs eljárások „hibás” a növekedését és szaporodását az élesztő és más mikroorganizmusok. Liebig és sok más vegyész ellenezte ezt a véleményt, amely 20 évig megakadályozta ezeket a tanulmányokat. 1850-ben, Louis Pasteur, feltárása fiziológiájának élesztő, baktériumok, bevezetett aszeptikus technikák és kutatási minimál táptalajon bebizonyította, hogy spirtovo-, tejtermékek, uksusno- és vajsav fermentációs által okozott különböző mikroorganizmusok, amelyek különböző igényeket a tápanyagok és az oxigén.
Az első legteljesebb közeget az L. Pasteur Rolanom tanítvány 1869-ben készítette el az Aspergillus nemzetség gombáinak. Bár a rendelkezésére álló Louis Pasteur volt az eljárás tiszta tenyészeteket, de ő volt a tanítványokkal nem sikerült, a szelekciós táptalajon, annak szükségességét, hogy bizonyítani a mikroorganizmusok a nagyobb és kisebb környezeti összetevők és energiaforrás.
1870-ben R. Koch bevezettette a gyakorlati mikrobiológiába a tiszta kultúrák módszerét, amely csak bizonyos baktériumfajok tiszta kultúrájának előállítását garantálta a sűrű tápanyagmédiumon.
A mikroorganizmusokhoz szükséges és a "növekedési faktor" néven ismert összetett anyagok iránti igényt először Wilie hozta létre 1901-ben. Bizonyította, hogy a B-vitamin az élesztő növekedéséhez szükséges tényezők egyike. A kezdeti szakaszban a mikrobiológiai tenyésztési mikroorganizmusok tanulmányozni végeztük kémcsövek vagy lombikokból egyre őket egy szilárd felületen, vagy folyékony közeg. Körülvenni az ipari mikroorganizmusok tenyésztéséhez annak érdekében, hogy azokból a különböző biológiai kezdett váltás a használata a nagy kapacitású üvegáru (matracok, palack). Ezenkívül ilyen ételekben a mikroorganizmusokat elsősorban sűrű agar táptalajon termesztették. Új szakaszában a mikroorganizmusok tenyésztése alkalmazták 1933-ban, és godu Kluyver Perginym módszer rázólombikba folyékony tápközeggel egy lengő tömés steril levegőt. Ennek alapján kifejlesztették a mikroorganizmusok termesztésének úgynevezett mély módját.
Az ipari biotechnológiai eljárás, amelyben a sejtrendszerek vagy mikroorganizmusok kereskedelmi termékek előállítására használatosak, általában három kulcsfontosságú lépést tartalmaz:
- előkészítő (a tápanyagforrásként felhasznált nyersanyagok kezelése és szükség esetén a tápközegek előkészítése);
- biotechnológia (cél-mikroorganizmus növekedése egy nagy - tipikusan nagyobb, mint 100 l - bioreaktorban (fermentációs) ezt követő kialakítását a kívánt metabolit, például egy antibiotikum, egy aminosav vagy fehérje (biotranszformációs));
- késztermékek előállítása (a céltermék tisztítása a táptalaj komponenseiből vagy a sejttömegből).
A biotechnológia legfontosabb iránya a termelési folyamatok intenzívebbé tétele. Ez elérhető új, nagy termelékenységű biotermékek alkalmazásával és hatékony technológiai rendszerek alkalmazásával. Szükséges az optimális szubsztrátum kiválasztása, a berendezés kialakítása, a bioobjektum termesztésének feltételeinek optimalizálása, a folyamat során automatikus ellenőrzés, a kész céltermék elkülönítésének és tisztításának módszere kidolgozása.
A baktériumok termesztéséhez tápanyagokat használnak, amelyekre számos követelmény van.
1. Táplálkozás. A baktériumoknak tartalmazniuk kell az összes szükséges tápanyagot.
2. Izotóniás. A baktériumoknak sóhalmazt kell tartalmazniuk az ozmózisnyomás, bizonyos nátrium-kloridkoncentráció fenntartása érdekében.
3. A tápközeg optimális pH-ja (savasság). A táptalaj savanyúsága biztosítja a baktériumok enzimének működését; a legtöbb baktérium esetében 7,2-7,6.
4. Optimalizált elektronikus potenciál, ami az oldott oxigén tartalmát jelzi a közegben. Magas legyen az aerobok esetében, és alacsony az anaerobok esetében.
5. Átlátszóság (bakteriális növekedés figyelhető meg, különösen folyékony közegek esetében).
6. Sterilitás (más baktériumok hiánya).
A táptalajok osztályozása
1. Származási hely szerint:
1) természetes (tej, zselatin, burgonya stb.);
2) speciálisan előkészített természetes összetevőkből (pepton, aminopeptid, élesztőkivonat stb.) Előállított mesterséges táptalaj;
3) ismert összetételű szintetikus táptalaj, amelyet kémiailag tiszta szervetlen és szerves vegyületekből (sók, aminosavak, szénhidrátok stb.) Állítanak elő.
1) egyszerű - hús-pepton agar, hús-pepton húsleves, Hottingera agar stb .;
2) komplex - egyszerű kiegészítő táplálkozási összetevő (vér, csokoládé agar) hozzáadása: cukorleves,
epehéj, savó agar, sárgás só agar, Kitta-Tarozzi tápközeg, Wilson-Blair táptalaj stb.
3. Következetesség:
1) szilárd (3-5% agar agart tartalmaz);
2) Félfolyadék (0,15-0,7% agar-agar);
3) folyékony (nem tartalmaz agar-agart).
Az agar poliszacharid egy összetett kompozíció a tengeri moszat, a fő keményítő a sűrű (szilárd) média.
4. A PS céljától függően:
• környezet a kultúra fenntartásához
• Halmozott (telítettség, dúsítás)
A differenciáldiagnosztika összetett környezet, amelyen a különböző fajok mikroorganizmusa eltérő módon nő, a biokémiai tulajdonságoktól függően. Úgy tervezték, hogy azonosítsa a mikroorganizmusok fajait, széles körben használják a klinikai bakteriológiában és genetikai kutatásokban.
A szelektív, gátló és választható PS-t úgy tervezték meg, hogy szigorúan meghatározott típusú mikroorganizmust fejlesszen ki. Ezek a médiumok a baktériumok elkülönítését szolgálják a vegyes populációkból és különböztetik meg őket a hasonló fajoktól. Összetételük szerint adjunk olyan anyagokat, amelyek elnyomják bizonyos fajok növekedését, és nem befolyásolják mások növekedését.
A táptalaj szelektív lehet a pH-értékkel. Az utóbbi időben antimikrobiális szereket, például antibiotikumokat és más kemoterápiás szereket használtak olyan anyagokként, amelyek a médiát szelektívek.
A választott PS széles körben alkalmazható a bél fertőző ágensek elkülönítésében. Amikor hozzáadásával vagy borotválás-malachitzöld liantovoy, epesók (különösen, taurokólsav-nátrium), jelentős mennyiségű nátrium-klorid vagy-ha monnokislyh sók gátolta az E. coli, de a növekedés pas togennyh coliform baktériumok nem sérül. Néhány választó médiát állítanak elő antibiotikumokkal.
A kultúra fenntartására szolgáló médiát úgy alakítják ki, hogy nem rendelkeznek olyan szelektív anyagokkal, amelyek képesek a kultúra változékonyságát okozni.
A halmozódó PS (dúsítás, telítettség) olyan környezet, amelyben bizonyos fajta növények vagy növények csoportjai gyorsabban és intenzívebben nőnek, mint a kísérők. Ha ezeket a médiumokat tenyésztik, a gátló anyagokat általában nem használják, hanem éppen ellenkezőleg kedvező feltételeket teremtenek a keverékben jelen lévő bizonyos fajokhoz. A felhalmozódó táptalaj alapja az epe és sói, nátrium-tetraionát, különböző színezékek, szelenit-sók, antibiotikumok stb.
A médiumok megőrzése az elsődleges vetéshez és a vizsgált anyag szállításához szükséges.
Vannak olyan kontrollok is, amelyek az antibiotikumok sterilitásának és általános bakteriális szennyeződésének szabályozására szolgálnak.
5. A tápanyagok készletét a következőképpen osztják el:
• olyan minimális környezetek, amelyek csak a növekedésre elegendő energiaforrást tartalmaznak;
• Gazdag környezet, amely számos további anyagot tartalmaz.
6. Az MS használatát illetően a következőket kell felosztani:
> termelés (technológiai);
> a korlátozott alkalmazásra szánt tudományos kutatási környezet.
A PS termelésnek megfizethetőnek, gazdaságosnak, könnyű előkészítésre és a nagyüzemi termesztésre van szüksége. A tudományos kutatások, mint általában, szintetikus és gazdag tápanyagokban gazdag környezetek.
A nyersanyagok kiválasztása a tápközegek építéséhez
A PS minőségét nagymértékben meghatározza a tápanyag-alapanyagok összetételének teljessége és az előállításukhoz használt alapanyagok. A nyersanyagforrások széles választékának összetett feladata a legígéretesebb kiválasztás feladata, amely a kívánt minőség megteremtéséhez alkalmas. A meghatározó szerepet ebben a kérdésben mindenekelőtt a nyersanyagok összetételének biokémiai paraméterei jellemzik, amelyeken a feldolgozás módjának és módozatainak megválasztása a benne lévő tápanyagok legteljesebb és leghatékonyabb felhasználásának függvénye.
Először is, a hagyományos, állati eredetű fehérjeforrásokat, nevezetesen a szarvasmarha húsát, a kazeint, a halat és a feldolgozásra szánt termékeket különlegesen értékes tulajdonságokkal rendelkező PS megszerzésére használják. A legfejlettebb és széles körben használt PS szarvasmarhahúsra alapozva.
Tekintettel a szűkös a Kaszpi-tengeri sprotni, széles körben használják a nem távoli múltban, a halak tápanyag bázisok kezdték használni olcsóbb és megfizethető non-food termékek hal távú iparági - szárított krill, krill hús feldolgozási hulladék, filézve sávos és a túlérett tojás. A legnagyobb haszonállat (RKM) megkapta a biológiai érték, a rendelkezésre állás és a relatív standard követelményeinek megfelelő legnagyobb elosztást.
A nagyon széles körben elterjedt PS a kazein alapján kapott, amely tartalmazza a tejben rendelkezésre álló valamennyi összetevőt: zsír, laktóz, vitaminok, enzimek és sók. Meg kell azonban jegyezni, hogy a tejfeldolgozó termékek költségeinek növekedése, valamint a kazein világpiaci keresletének növekedése miatt némileg korlátozott a használata.
Emberi fogyasztásra alkalmatlan állati fehérjeforrások a minő-stve anyag az építőipar teljes PS kell vyde casting vágott állatok vére, amely gazdag E-biológiailag aktív anyagokat és nyomelemeket tartalmaz termékeket a sejtek és szövetek anyagcseréjét.
A mezőgazdasági állatokból származó vér hidrolizátumai a pepton helyettesítőjeként használatosak a differenciáldiagnosztikai tápanyagokban.
Más típusú fehérjeszerű anyagok állati Humán O-TION, hogy lehet használni, hogy megépíteni a MS által viselt: a méhlepényen és a lép RNC, száraz fehérje koncentrátum - pro kek feldolgozás hús hulladékok spilkovye díszítések során kapott a bőr kezelésére, embriók baromfi - a vakcina előállításának hulladékát, a lejárt eltarthatósági időtartamú vérpótló anyagokat, a savanyú tejsavót, a puhatestűek puhatestűit és a pattanásokot.
Ígéretes használata tetemek prémes állatok prémfarmokon, szarvasmarha vér, kapott a gyárban, sovány tej és a savó (fáradt olaj malmok).
Főbb növényi termékek, mint egy fehérje szubsztrátja a PS lehet használni a kukorica, szójabab, borsó, ct-Tophel, csillagfürt és mások. Azonban, zöldség termesztés sy-Rieux tartalmaz fehérjét kiegyensúlyozatlan összetételét, amely attól függ termény termesztési feltételek, valamint a lipidek nagy mennyiséget, mint az állati eredetű termékeket.
Számos összetett szubsztrátot fejlesztettek ki különböző eredetű fehérje szubsztrátumokból. Ezek közé tartozik az élesztő kazein tápközeg, élesztőhús stb. A legismertebb PS alapja a kazein, a szarvasmarha és a halhús (legfeljebb 80%) hidrolizátumai.
A nem élelmiszeripari nyersanyagok fajlagos súlya a PS formatervezésében csak 15%, és a jövőben növelni kell.
A tápanyagbázis (PS) előállításához felhasznált nem tápláló nyersanyagoknak meg kell felelni bizonyos követelményeknek, nevezetesen:
^ kiváló minőségű (a nyersanyagok mennyiségi és minőségi összetétele alapvetően megfelel azoknak a mikroorganizmusoknak és sejteknek a táplálkozási szükségleteinek, amelyekre a PS kifejlesztésre került);
(meglehetősen nagy nyersanyagbázis);
^ technológiai (a termelés megvalósításának költségeit meglévő berendezésekkel vagy meglévő technológiákkal kell végrehajtani);
^ gazdaságos (az új nyersanyagokra való áttérés technológiai bevezetésének és feldolgozásának költsége nem haladhatja meg a céltermék megszerzésére vonatkozó kiadási normákat);
^ standard (hosszú élettartam a fizikai-kémiai tulajdonságok és a táplálkozási érték megváltoztatása nélkül)