Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 179

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 173 174 175 176 177 178 < 179 > 180 181 182 183 184 185 .. 210 >> Следующая

микроорганизмов А и В. Построив график зависимости удельной константы
скорости роста р, от концентрации лимитирующего субстрата s, мы получим
два разных случая (рис. 10.4,А и Б). В ситуации, изображенной
Б
Рис. 10.4. Соотношение Моно для культуры, представляющей собой смесь
микроорганизмов А и В, которые растут на одном лимитирующем субстрате
(Harder et al., 1977). A. p.mA>PrnB, Ksa<Ksb. Б. р.тА<Ртв, AsaCAsb. В
хемостате при обеих степенях разбавления Da и Db А будет задерживаться, а
В - вымываться.
на рис. 10.4, А, для микроорганизма А при любой данной скорости
разбавления (скорости роста) будет наблюдаться более низкая концентрация
лимитирующего субстрата, чем для микроорганизма В при той же скорости
разбавления (скорости роста). Следовательно, в хемостате, где рост двух
видов микроорганизмов А и В лимитируется одним и тем же субстратом, А
всегда будет вытеснять В, поскольку последний не способен сохранять
достаточно высокую скорость роста при той концентрации субстрата, которая
наблюдается для вида А, даже если максимальная удельная скорость роста
для В не была превышена. Напротив, в ситуации, изображенной на рис.
10.4,5, относительная конкурентоспособность двух видов микроорганизмов,
растущих в хемостате на одном лимитирующем субстрате, будет зависеть от
степени разбавления. Подобный анализ конкурентного роста в хемостатах
можно распространить и на многокомпонентные смешанные микробные
популяции, однако такая экстраполяция не всегда оказывается возможной,
поскольку в
Химическая технология и биотехнология
413
сложных смешанных культурах могут существовать несколько другие
взаимоотношения. Кроме того, в смешанных культурах, применяющихся в
биотехнологических процессах, использовать основной субстрат обычно может
только один вид микроорганизмов из всех присутствующих, а другие лишь
модифицируют среду с тем, чтобы оптимизировать рост основного вида,
особенно если этот последний слишком прихотлив.
Вообще говоря, любой гетеротрофный микроорганизм способен расти на самых
разных субстратах - источниках углерода и энергии. Большинство углеводов
служат субстратом для очень широкого спектра микроорганизмов; для
углеводородов этот спектр уже; на некоторых синтетических органических
соединениях способны расти лишь очень немногие микроорганизмы, а
большинство таких соединений вообще не могут служить субстратами. Один из
основных вопросов, касающихся использования смешанных субстратов данным
гетеротрофным штаммом, состоит в том, как расходуются эти субстраты -
одновременно (конкурентным образом) или последовательно.
Для периодической чистой культуры микроорганизмов, растущей на смеси двух
субстратов, обычно наблюдается так называемый диауксичный рост. При этом
на кинетической кривой выявляются две четко различимые экспоненциальные
фазы, разделенные интервалом, на котором скорость роста проходит через
минимум. Такой характер роста обусловлен последовательным использованием
субстратов. Диауксичный рост на сахарах впервые наблюдал Моно в 1942 г.,
однако подобная картина имеет место и для других субстратов. Диауксичный
рост характеризуется тем, что микроорганизмы не способны синтезировать
ферменты, необходимые для метаболизма второго углеродного субстрата,
несмотря на его наличие, т. е. индукции не происходит даже в присутствии
индуктора. Это явление получило название катаболитной репрессии.
При росте периодических культур на двухкомпонентном субстрате наблюдаются
и другие явления. Субстраты могут использоваться независимо, так что
потребление одного не сказывается на потреблении другого. В таком случае
они могут метаболизироваться одновременно, и при этом иногда наблюдается
даже стимуляция роста. Возможны ситуации, когда ферменты, необходимые для
метаболизма второго субстрата, синтезируются, но их активность
ингибируется, и тогда субстраты используются последовательно, но рост,
строго говоря, не является диауксичным. В случаях двухкомпонентных смесей
последовательно используемых субстратов тот субстрат, который
метаболизируется быстрее, обычно расходуется первым, хотя известны и
исключения. Однако в каждой конкретной двухкомпонентной смеси субстратов
быстрее может использоваться
414
Глава 10
то один, то другой субстрат в зависимости от того, какой микроорганизм
растет на этой смеси.
В связи со всем сказанным выше важно отметить, что многие культуральные
среды, применяющиеся в промышленных биотехнологических процессах,
представляют собой сложные смеси субстратов и их состав влияет на
производительность процесса. Характер потребления смешанных субстратов в
непрерывных проточных культурах не всегда можно предсказать исходя из
результатов, полученных на экспериментальных установках с периодическими
культурами, растущими на таких же смесях субстратов. В непрерывных
проточных системах компоненты смеси могут потребляться одновременно, даже
если в периодической культуре того же микроорганизма они использовались
Предыдущая << 1 .. 173 174 175 176 177 178 < 179 > 180 181 182 183 184 185 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed