TYPY HODOWLI

1. Hodowla na podłożach ciekłych
-> hodowla

wgłębna – mikroorganizmy rosną w całej objętości podłoża – ten typ

przewa

ża

-> hodowla powierzchniowa

– na powierzchni pożywki tworzy sie kożuch z

mikroorganizmów
-> hodowla z unieruchomionym

materiałem biologicznym

Hodowle

wgłębne są teraz najpopularniejsze:

 Są dobre systemy napowietrzania i jest wszędzie dostępny tlen

 Dobre systemy mieszania, np. łagodne mieszanie w przypadku wrażliwych mechanicznie

komórek

 Nowe szczepy, które mogą żyć w całej objętości

2. Hodowla na podłożach stałych

Stosowane głównie dla grzybów: strzepkowce, promieniowce. Są to hodowle bardzo

proste, Całe pomieszczenie jest termostatowane (odpowiednia wilgotność), na paletach z

podłożem rozpyla sie spory lub strzępki grzybów

Podłoża: ziarna zbóż, pokruszone pieczywo, wysłodki – pozostałość po produkcji cukru z

buraków, otręby

Hodowle takie

są bardzo łatwe, otrzymuje sie produkty o wysokim stężeniu, są duże

wydajno

ści, wykorzystuje sie surowce odpadowe (tanie podłoże). Problemem może być

nierównomierna temperatura. Mikroorganizmy produkują ciepło, które trzeba jakoś
odprowadzi

ć, żeby sie mikroby nie przegrzały, dlatego warstwa podłoża musi być

mo

żliwie najcieńsza.

Wraz ze wzrostem szybko

ści wzrostu, wzrasta szybkość tworzenia produktu.

Specyficzna szybko

ść tworzenia produktu może, ale nie musi, być związana ze specyficzna

szybko

ścią wzrostu

Przy hodowlach okresowych tworzenie metabolitów wtórnych polega na tym, że staramy sie
skraca

ć fazę wzrostu wykładniczego. Dla metabolitów pierwotnych staramy sie wydłużać

faz

ę wykładnicza.

Hodowla okresowa

Zalety:
- Nie wymagaj

ą skomplikowanego oprzyrządowania – tania

-

Łatwo utrzymać (łatwiej niż w ciągłych) jałowość hodowli

- Odnawialno

ść inokulum – odzyskuje sie komórki

Wady:
- Niska produktywno

ść – dosyć długi czas jałowy, sama hodowla trwa krótko, ale

na czas ogólny składa sie czas hodowli i czas jałowy: t

c

= t

h

+ t

j

Stosunek t

j

/t

h

jest bardzo niekorzystny np. 1, produktywno

ść niższa niż w hodowli

ci

ągłej

- Hodowle okresowe pracuj

ą z niejednakowa szybkością, gdyż zmienia sie

st

ężenie substratu

- Nie ma mo

żliwości regulacji stężenia substratu

Hodowla półokresowa – okresowa ze stałym dostarczaniem substratu, jest dopływ substratu,

nie ma odpływu, zmienia sie objętość reaktora, w takiej hodowli możemy zmieniać stężenie
substratu i utrzymywa

ć je na stałym poziomie, natężenie dopływu pożywki zwiększa sie,

gdy

ż przyrasta biomasą, dozowanie może być skokowe (częściej) lub ciągłe, może też być

okresowy odpływ, kiedy objętość reaktora dojdzie do jakiejś wartości maksymalnej

Zalety:
- Du

ża elastyczność hodowli – można zmieniać różne parametry

- Mo

żna kontrolować poziom substratu

- Bardzo prosta jest automatyzacja tzn. jaki

ś czujnik steżenia połączony z pompa

tłocząca substrat, jeśli jest sygnał od czujnika, że jest za niski poziom substratu,

włącza sie pompa

Wady:
- Sterylno

ść pożywki – może dochodzić do zakażenia hodowli

- Cz

ęsto następuje degeneracja mikroorganizmów – mogą powrócić do cech

rodzicielskich i wypiera

ć komórki zmutowane mniejsza produktywność

Hodowla ci

ągła – w reaktorach przepływowych – jest ciągłe zasilanie i ciągły odpływ,

stosowana tam, gdzie potrzebna jest bardzo

ścisła kontrola stężenia substratu, zwłaszcza gdy

wysoki poziom substratu hamuje produktywno

ść komórek.

Hodowle te nadaj

ą sie najlepiej do otrzymywania biomasy i metabolitów pierwotnych, gorzej

z produkcja

metabolitów wtórnych.

Nie nadaj

ą sie do niej organizmy o niedużej szybkości wzrostu, są wypierane przez szybko

rosn

ące komórki, ciągle nam wypływają z reaktora, wiec musza sie szybko mnożyć, aby ich

ilo

ść w reaktorze była wystarczająca

Zalety:
- Wysoka produktywno

ść

- Mo

żna łatwo zautomatyzować

- Mo

żna łatwo kontrolować i regulować na bieżąco parametry hodowli: stężenie

substratu, pH

Wady:
- Wysokie koszty inwestycyjne
-

Są bardzo wrażliwe na zakażenie – przez dopływ tlenu, pożywki, czynników

stabilizuj

ących pH, trudno zachować sterylność hodowli

METODY BEZTLENOWE

Przewa

żnie produkuje sie z wykorzystaniem organizmów tlenowych, produkcja beztlenowa

jest trudniejsza

Zastosowanie metod beztlenowych:

1. oczyszczanie

ścieków – fermentacja osądów ściekowych produkcja biogazów

- fermentacja

– ze związków wielkocząsteczkowych powstają niskocząsteczkowe

kwasy organiczne, zakwasza sie

środowisko i warunki są beztlenowe

- fermentacja metanowa

– powstaje metan i wydziela sie wodór w warunkach

beztlenowych

biogaz jest dobrym paliwem, które jest używane zazwyczaj na miejscu przy oczyszczalni

ścieków, przekształcana w energie elektryczna, która jest zużywana przez oczyszczalnie

na własne potrzeby

2. produkcja etanolu

– w gorzelniach w warunkach beztlenowych

3. fermentacja acetonowo-butanolowa

– Clostridium acetobutyricum – bezwzgledny

beztlenowiec, ale wzrost tej bakterii jest zahamowany ju

ż przy 2,5% stężeniu tych

rozpuszczalników – trzeba je odprowadzać z reaktora