Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 180

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 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 210 >> Следующая

последовательно. Особый интерес представляет следующее наблюдение,
сделанное на хемостатной культуре. Оказалось, что в двухкомпонентной
смеси субстратов критическая скорость разбавления для полного
использования того компонента, который обеспечивает более медленный рост
периодической культуры, может значительно превышать нормальную скорость
вымывания. Кроме того, применяя двухкомпонентные смеси субстратов в
непрерывной культуре, можно контролировать поступление углерода в те или
иные метаболические пути, изменяя состав субстратной смеси или условия
протекания процесса, и регулировать тем самым количество образующейся
энергии или какого-либо продукта.
10.2.4. Стабильность культуры и требования, предъявляемые ею
Пригодность выбранной культуры для использования ее в данном промышленном
микробиологическом процессе часто не оценивается и становится критическим
фактором, когда дело доходит до практического ее применения. Совершенно
очевидно, что, вообще говоря, самое главное - это генетическая
стабильность культуры, но обсуждение вопросов этого круга выходит за
рамки данной главы. Здесь в общих чертах мы рассмотрим физические,
химические и пищевые факторы, а также требования, предъявляемые
микроорганизмами. Основные условия, необходимые для роста
микроорганизмов, были перечислены выше, но всегда остается вопрос:
обеспечивают ли выбранные условия оптимальный рост и/или образование
продукта? К каким последствиям могут привести изменения этих условий, в
частности, как это скажется на продуктивности процесса?
Теплопередача и перенос веществ в биореакторах увеличиваются за счет
диссипации энергии в системе, обычно в результате интенсивного
механического перемешивания содержимого
Химическая технология и биотехнология
415
реактора вращающимися мешалками. Такие мешалки оказывают двоякое
действие: способствуют диспергированию мелких пузырьков воздуха в толще
культуральной среды и обеспечивают перемешивание, необходимое для
минимизации концентрационных градиентов, эффективного охлаждения реактора
и уменьшения выделения пузырьков воздуха. Однако возникающие при таком
перемешивании гидродинамические силы могут повреждать клетки, особенно в
случае волокнистых плесневых грибов, актиномицетов, бактерий, имеющих
жгутики, фимбрии, а также хрупких клеток тканей, выращиваемых в
суспензионной культуре. Образование специфического продукта может
зависеть от морфологии плесневого гриба; по этой причине явно непригодны
для использования в промышленных процессах те штаммы, морфология которых
значительно изменяется при изменении условий культивирования. Кроме того,
следует избегать таких условий проведения процесса, когда мицелий
плесневых грибов; повреждается.
Ранее считалось, что вероятность повреждений бактериальных клеток
определяется скоростью вращения лопастей мешалки. Однако, согласно
наиболее правдоподобной современной гипотезе о механизме повреждений, они
обусловлены кавитационными явлениями в вихрях, возникающих сразу за
лопастями мешалок. Вопрос о повреждении бактериальных клеток в интенсивно
перемешиваемых культурах все еще не решен. Если анализировать свойства
суспензий бактериальных клеток в потоке, используя для определения
гидродинамических характеристик любой отдельной бактериальной клетки
предположение, что она представляет собой сферическую частицу
соответствующего диаметра, то оценить силы, вызывающие механическое
повреждение клетки, не удается. Подобный подход не учитывает наличие
жгутиков или фимбрий: они - особенно это касается жгутиков - могут в
несколько раз превосходить по длине самые крупные несущие их
бактериальные клетки. Вполне возможно, что именно разрыв этих структур и
последующее вытекание клеточного содержимого ответственны за разрушение
клеток при интенсивном перемешивании бактериальных культур. Заметим, что
значительная часть исследований по генетической инженерии направлена на
осуществление передачи специфических свойств от различных бактерий к
Escherichia coli, которая не особенно пригодна для использования ее в
процессах с интенсивным перемешиванием именно из-за наличия фимрий и
жгутиков и, следовательно, подверженности механическим повреждениям.
Если среди плесневых грибов и бактерий, вероятно, можно отобрать
выносливые микроорганизмы, более или менее пригодные для использования их
в условиях, характерных для
416
Глава 10
интенсивных процессов, то культуры тканей, в частности культуры клеток
млекопитающих, нуждаются в особых биореакторах, конструкция которых
учитывает присущую этим клеткам хрупкость.
Если говорить о других условиях среды, то совершенно очевидно, что
наиболее пригодны для использования в промышленности микроорганизмы с
широкими диапазонами оптимумов pH, концентрации растворенного кислорода и
температуры. Впрочем, частично эти трудности позволяют обойти техническое
усовершенствование установок и улучшение контроля за условиями в них.
Отметим, однако, что в некоторых новых конструкциях промышленных
Предыдущая << 1 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed