Способ определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов при их культивировании на жидкой питательной среде

Способ определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов при их культивировании на жидкой питательной среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в биотехнологии и направлено на сокращение времени определения максим альной удельной скорости роста микроорганизмов ,. Культуральную среду прокачивают через две последовательно соединенные измерительные ячейки (Я). Культуральную среду первой Я насыщают кислородом и питательным субстратом в концентрациях, не вызывакицих ингибирование роста микроорганизмов . В Культуральную среду г второй Я. вводят буферный агент, ингибирующий рост микроорганизмов. В каждой измерительной Я измеряют скорость потребления кислорода микроорганизмами , а максимальную удельную скорость роста микроорганизмов опреi jtV QolMctKC „ деляют по формуле М„е|цс Кд OjMMH где Л QOiMHH - скорости по требления кислорода в первой и во второй измерительных ячейках соответственно; К, и Kj- коэффициенты пропорциональности. 1 ил. j (Л ОР О) Од 00 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 С 12 (1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4123994/31-13 (22) 03.06.86 (46) 07.01.88. Бюл. У 1 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) P. Ю. Симутис, Ю.-К. Ю. Станишкис, Д. Я. Левишаускас и К. Л. Вилутис .(53) 576.8(088.8) (56) Бирюков В. В. Нетрадиционные задачи. управления процессами культивирования микроорганизмов, решаемые с применением ЭВМ. — В кн;: Теория и практика непрерывного культивирования.микроорганизмов. — М.:

Наука, 1980, с. 138-189. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ

УДЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ РОСТА МИКРООРГА НИЗМОВ ПРИ ИХ КУЛЬТИВИРОВАНИИ НА

ЖИДКОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ (57) Изобретение может быть использовано в биотехнологии и направлено на

ÄÄSUÄÄ 1364635 А1 сокращение времени определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов М„ „ . Культуральную сре" ду прокачивают через две последовательно соединенные измерительные ячейки (Я) ° Культуральную среду пер" вой Я насыщают кислородом и питательным субстратом в концентрациях, не вызывающих ингибирование роста микроорганизмов. В культуральную среду 7 второй Я. вводят буферный агент, ингибирующий рост микроорганизмов. В каждой измерительной Я измеряют скорость потребления кислорода микро организмами, а максимальную удельную скорость роста микроорганизмов опреЯ62 мак деляют по формуле MMdkс =Ki — — — -K29 о мин где Qo „„, и Ц о м„„- скорости по м«кс требления кислорода в первой и во второй измерительных ячейках соот" ветственно; К, н К вЂ” коэффициенты пропорциональности. 1 ил.

1364635

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам определения параметров биотехнологических процессов.

Максимальная удельная скорость роста микроорганизмов — такая скорость роста микроорганизмов, когда отсутствует лимитация и ингибирование субстратом, Максимальная удельная скорость роста микроорганизмов является основным параметром при синтезе автоматических систем управ" ления биотехнологическими процесса" ми. B связи с нестационарностью процесса данный параметр меняется, Цель изобретения — сокращение времени определения за счет проведения процесса определения в реальном масштабе времени..

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

На схеме обозначены ферментер 1, резервуар 2 тщательного субстрата, дозатор 3 питательного субстрата, первая измерительная ячейка 4 скорости потребления кислорода, резервуар 5 буферного. агента, дозатор 6 буферного агента, вторая измерительная ячейка 7 скорости потребления кислорода, блок 8 определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов, блок 9 индикации максимальной удельной скорости роста микроорганизмов.

Схема работает следующим образом.

Культуральная среда из ферментера 1 и питательный субстрат из резервуара 2 через дозатор 3 подается на первую измерительную ячейк 4.

Сюда также подается воздух для насыщения среды кислородом. Измерительные ячейки 4 и 7 скорости потребления кислорода состоят из дифференциального датчика, проточной кюветы и прокачивающего устройства.

В первой измерительной ячейке рост микроорганизмов происходит с максимальной удельной скоростью роста

М„„„,, а потребление кислорода микроорганизмами соответствует следующему уравнению:

Q p рцке аМмдкД + Ь1 » (1) где Х вЂ” концентрация микроорганизмов . 0 скорость потребления кис0 макс лорода при максимальной

20 (2) Qo <>H СК» где Я . — скорость потребления

0 мин кислорода при скорости роста микроорганиз25 .мов, равной нулю; коэффициент пропорцио-. нальности .

Объединяя уравнения (1) и (2), по" лучают

Q О макс

К- — - — --К а т» 0 мин (3) М макс

Ь

К = —.

С где К =-

35 Для определения Ммцкс измерительных ячеек 4 и 7 поступают на блок 8 определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов, представляющий собой набор

40 стандартных элементов, реализующих элементарные арифметические операции согласно выражению (3}. Блок 9 индикации показывает текущее значение максимальной удельной скорости роста микроорганизмов и представляет собой цифровой милливольтметр. Куль" туральную среду после проведенных из" мерений возвращают в ферментер 1, Предлагаемый способ испытан на ферментационной установке. В ферментере с рабочим объемом 3 л на сульфитных щелоках выращивают микроорганизмов Candida utilis, штамм КЛ-1.

Исходные сульфитные щелоки, состав

55 питательной среды и штамм КЛ-1 выбраны соответственно с технологическим регламентом выращивания кормовых дрожжей. Температура культивирования

38 C„ рН 4,6; аэрация 3,2 л/мин, удельной скорости роста микроорганизмов; а и Ь вЂ” коэффициенты пропорцио5 нальности.

После первой измерительной ячейки из резервуара 5 буферного агента че" рез дозатор 6 в культуральную среду вводится буферный агент, ингибирую"

10 щий рост микроорганизмов, во второй измерительной ячейке 7 измеряется скорость потребления кислорода микро" организмами.

При удельной скорости роста мик1 роорганиэмов, равной нулю, потребление кислорода связано только с поддержанием жизнедеятельности микроорганизмов, т.е, справедливо следующее выражение;

1364635 мов не превьппает 6,6Х. где Я ц макс

Формула изобретения

02 мин — скорости потребления кислорода в первой и во второй ячейках соответственно;

М„„,„ " максимальная, удельная скорость роста микроорганизмов;

К и К1 — коэффициенты пропорциональности.

35

Составитель Н. Алкеев

Редактор Н, Бобкова Техред Л. Сердюков а

Корректор M. Шароши

Заказ 6539/20 Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Рост микроорганизмов ингибируют, вводя в питательную среду ингибитор роста микроорганизмов S01 °

Результаты семи периодических фер5 ментаций обработаны сглаживающими сплайнами и установлены истинные значения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов. Результаты этих экспериментов использова- 10 ны также для определения коэффициентов К„, К, К

Выражение для максимальной удельной скорости роста микроорганизмов для данного процесса имеет следующий 15 вид:

Ммакс = 0»088 0»093

0 0 макс о

Проведенное испытание предлагае- 2р мого способа показало, что он позволяет получить значения измерений в реальном масштабе времени, при этом погрешность определения максимальной удельной скорости роста микроорганиз- 25

Способ определения максимальной удельной скорости роста микроорганизмов при их культивировании на жидкой питательной среде, предусматривающий насыщение культуральной среды кислородом и питательным субстра.том в концентрациях, не вызывающих ингибирование роста микроорганизмов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения за счет проведения процесса в реальном масштабе времени, культуральную среду прокачивают через две последовательно установленные измери" тельные ячейки, при этом насыщение культуральной среды кислородом и питательным субстратом в концентрациях, не вызывающих ингибирование, осуществляют в первой ячейке, а в культуральную среду второй ячейки вводят буферный агент, служащий для повьппения рН среды и ингибирования роста микроорганизмов, измеряют cicoрость потребления кислорода в каждой измерительной ячейке, а определение максимальной удельной скорости роста микроорганизмов осуществляют по формуле

00 макс

М макс

=К вЂ” — — -К

1» о, п.