img054 (49)

Zapotrzebowanie na tlen w hodowli drobnoustrojów zależy od charakteru ich metabolizmu, rodzaju i stężenia źródła węgla i energii, fazy hodowli, gęstości komórek i ich stanu fizjologicznego oraz od wcześniejszych warunków natlenienia hodowli.

Właściwe zużycie tlenu, liczone na jednostkę syntetyzowanej biomasy (współczynnik zużycia tlenu), zależy od:

1) rodzaju drobnoustroju

Szybkość pobierania tlenu

Acetobacter    90 mmole 0₂/l h    35 mmole 0₂/g s.m.-h

Penicillum chrysogenum 30    4

2)    wykorzystywanego substratu

3)    warunków hodowli

a + b

Jednym z podstawowych czynników wpływających na szybkość metabolizmu i wzrostu drobnoustrojów i równocześnie na szybkość ich oddychania jest rodzaj użytego źródła węgla i energii.

Przyswajanie cukru Pobieranie tlenu Glukoza    0,71 g/lh 13,4 mmole 0₂/l*h

Laktoza    0,32    4,9

gdzie:

y°2/x~ współczynnik zużycia tlenu, kg0₂/kg biomasy

a - współczynnik uwzględniający zużycie tlenu na procesy wzrostu, kg 0₂/(kg

biomasyh)

b - współczynnik uwzględniający zużycie tlenu na utrzymanie działalności pozostałych aktywności życiowych komórki, kg0₂/(kg biomasyh) jj- właściwa szybkość wzrostu drobnoustrojów, h^_1

Tlen

W zależności od zapotrzebowania tlen może być dostarczany jako: - powietrze, 21% (v/v) tlenu - czysty tlen

Wymagania tlenowe mikroorganizmów różnią się w zależności od wykorzystywanego źródła węgla.

Dla większości procesów produkcyjnych powietrze lub tlen są sterylizowane (filtracja) przed dostarczeniem do fermentora

Czynnikiem limitującym dla aerobów jest ilość tlenu jaka może być dostarczona do komórek w hodowli.

Podwyższanie ilości tlenu dostępnego w systemach hodowli komórkowej jest głównym technicznym wyzwaniem.

Niektóre bakterie rosną w każdych warunkach ale ich metabolizm się zmienia

Warunki tlenowe (aerobic)

Warunki beztlenowe (anaerobic)

Jak stworzyć warunki tlenowe: zapewnić dostateczne natlenienie

Jak stworzyć warunki beztlenowe: zabezpieczyć środowisko przed dostępem tlenu; stosować substancje redukujące tlen

Podsumowanie

Wszystkie omówione parametry wpływają na charakter wzrostu i rozwój populacji drobnoustrojów.

Informacje o wpływie pojedynczego parametru oraz ich wspólnym działaniu wykorzystuje się przy opracowywaniu matematycznych opisów kinetyki wzrostu drobnoustrojów.