METODY HODOWLI DROBNOUSTROJÓW

1. PODZIAŁ HODOWLI ZE WZGLĘDU NA KONSYSTENCJĘ STOSOWANYCH POŻYWEK HODOWLANYCH

· hodowle na podłożach płynnych

· hodowle na podłożach stałych

1. METODY HODOWLI DROBNOUSTROJÓW

· hodowle okresowe

· hodowle ciągłe

· hodowle ciągłe z recyrkulacją komórek (hodowle modyfikowane)

· hodowle okresowo-dolewowe (hodowle z zasilaniem)

1. HODOWLE OKRESOWE

Najprostsza i najczęściej stosowana metoda hodowli. Hodowle prowadzone do momentu wyczerpania się składników pokarmowych w podłożu lub nagromadzenia się w nim metabolitów toksycznych dla mikroorganizmów.

1. HODOWLE CIĄGŁE

Hodowle prowadzone z ciągłym dozowaniem świeżej pożywki i jednoczesnym odprowadzaniem pożywki zużytej z analogiczną szybkością (hodowle prowadzone przy stałej objętości płynu hodowlanego)

·Vwprowadzania = Vwpływu; Vrobocza = const

· stan równowagi dynamicznej ustala się, gdy: D = n

ZALETY HODOWLI CIĄGYCH

· wyeliminowanie wpływu czasu hodowli na zmiany warunków hodowli i fizjologię komórek

· duża wydajność bioprocesorów

· dobre wykorzystanie sprzętu stosowanego do hodowli

· możliwość automatyzacji

WADY HODOWLI CIĄGŁYCH

· możliwość mutacji i degradacji szczepów

· trudność utrzymania warunków aseptycznych

· możliwość zmiany warunków hodowli (agregacja drobnoustrojów, obrastanie przewodów)

ZASTOSOWANIE HODOWLI CIĄGŁYCH

· produkcja etanolu, kwasu mlekowego, kwasu octowego

· produkcja biomasy (bakterii, drożdży i glonów) wykorzystywanej następnie do otrzymywania kultur starterowych lub jako źródło białka

· oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego

1. HODOWLE CIĄGŁE Z RECYRKULACJĄ KOMÓREK (HODOWLE MODYFIKOWANE)

· hodowle z zastosowaniem technik dializacyjnych oraz technik mikro i ultra filtracyjnych

· hodowle o wysokiej koncentracji komórek

· hodowle z ciągłym dozowaniem świeżej pożywki i jednoczesnym odbieraniem permeatu zawierającego toksyny lub labilny produkt

1. HODOWLE OKRESOWO-DOLEWOWE

· hodowle z okresowym wprowadzaniem świeżej pożywki lub niektórych jej składników (FBC)

· hodowle z cyklicznym odbieraniem części hodowli (RFBC)

· hodowle z okresowym odbieraniem części płynu hodowlanego i uzupełnianiem go świeżym podłożem

ZASTOSOWANIE HODOWLI OKRESOWO-DOLEWOWYCH

· produkcja alkoholi, kwasów organicznych, antybiotyków, aminokwasów, witamin, alkaloidów

· produkcja białka jednokomórkowców

OZNACZENIE LICZBY ŻYWYCH KOMÓREK W INOKULACIE

↓

24-godzinny inokulat bakterii Lb. acidophilus

↓

Rozcieńczenie 10-krotnie w wodzie destylowanej

(0,1 ml zawiesiny bakterii + 0,9 ml wody)

dokładne wymieszanie roztworu

↓

naniesienie kropli rozcieńczonej zawiesiny bakterii w miejsce

krzyżujących się linii komory Thoma

↓

przykrycie szkiełkiem nakrywkowym

↓

policzenie komórek znajdujących się w 30 losowo wybranych

kwadratach (obiektyw 40x)

↓

obliczenie średniej liczby komórek występujących w 1 kwadracie (a)

OBLICZENIE CAŁKOWITEJ LICZBY ŻYWYCH KOMÓREK W INOKULACIE

X= 4・10⁶ ・a・b

X – całkowita liczba komórek w 1 ml inokulatu

a – średnia liczba komórek w 1 kwadracie

b – rozcieńczenie próby

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI GLUKOZY W POŻYWCE I PŁYNIE HODOWLANYM

KOLORYMETRYCZNĄ METODĄ MULLERA

pobranie 10 ml płynu hodowlanego z bioreaktora

↓

wirowanie 10 min przy 5,5 tys obr./min

↓

zlanie superantantu do probówki

↓

pobranie 0,5 ml superantantu + 0,5 ml DNS-u

↓

ogrzewanie 5 min superantantu we wrzącej łaźni wodnej

↓

schłodzenie w strumieniu wody + 5 ml wody destylowanej

↓

pomiar ekstynkcji przy długości fali 530 nm za pomocą

spektrofotometru

OBLICZENIE ZAWARTOŚCI GLUKOZY W POŻYWCE I PŁYNIE HODOWLANYM

Zależność pomiędzy ekstynkcją (y), a zawartością glukozy w badanych płynach (x) opisuje równanie

OBLICZENIE STOPNIA ODFERMENTOWANIA FLUKOZY

Znając zawartość glukozy w pożywce (100 %) oraz zawartość glukozy w pobranym płynie (x %) oblicz stopień jej odfermentowania

OZNACZENIE STĘŻENIA BIOMASY

pobranie 10 ml płynu hodowlanego z bioreaktora

↓

wirowanie 10 min przy 5,5 tys obr./min

↓

zlanie superantantu do probówki

(do oznaczenia zawartości glukozy)

↓

zawieszenie biomasy w 10 ml wody destylowanej

(przemycie biomasy)

↓

wirowanie 5 min przy 5,5 tys obr./min

↓

zawieszenie biomasy w 10 ml wody destylowanej

dokładne wymieszanie

↓

pomiar transmitacji światła przechodzącego przez próby przy długości

fali 600 nm

BILANSE MATERIAŁOWE HODOWLI CIĄGŁYCH

SZYBKOŚĆ ROZCIEŃCZANIA – D [1/h]