Превышение эффективности ферментации

Независимо от типа биореактора процесс ферментации сторого контролируют по:

- концентрации растворенного кислорода;

- рН;

- температуре;

- интенсивноти перемешивания биомассы.

Существенные изменения любого из этих параметров резко снижают скорость роста клеток и стабильность белкового продукта. Для оптимального роста Е. Coli и других микроорганизмов, используемых при экспресии рекомбинантных белков, нужна хорошо аэрируемая культуральная среда. Кислород плохо растворим в воде (0,0084 г/л при 25 С), поэтому он должен подаваться в среду непрерывно. В процессе ферментации специальный датчик контролирует содержание по всему объему, тщательность перемешивания культуры, что, вместо взятое, обеспечивает эффективность диспергирования пузырьков. Пространство, где взаимодействуют микроорганизмы питательная среда, принято называть микросредой. Если микросреда данной культурыодинакова в каждой точке, такую культуру считают гомогенной гомогенность достигается эффективным перемешиванием всех компонентов среды и микроорганизмов по всему рабочему объему. Гомогенность невозможна без аэрации, которая осуществляется барботерами различных конструкций, напримен, в виде кольцевого желоба с отверстиями, перфорированный трубы или форсунки.

Оптимальный рост большинсва микроорганизмов идет при рН от 5,5 до 8,5; однако клеточные метаболиты, выделяющееся в культуральную среду, могут изменять рН. Изменение рН среды заметно сказывается на активности ферментов микроорганизмов, состоянии промежуточных продуктов, их диссоциации, растворимости и т.п., что значительно влияет на выход конечного продукта. Тщательно контролируя рН, при необходимости в ферментер добавляют кислоту или оснавание, хорошо перемешанные с питательной средой и равномерно рапределенные по всему объему.

Успех ферментации зависит от температуры. Если она ниже оптимальной (37 С), рост микроорганизмов замедлен, интенсивность их метаболизма снижена. При повышении температуры до 38 С, возможна преждевременная индукция синтеза белка или индукция белков теплового шока, что активирует клеточные протеиназы и снижает выход белкового продукта. Для отвода тепла используют охлаждающую рубашку.

ІV. Иллюстративный материал: прилагается

V. Литература:

основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. – М.: Изд. центр «Академия», - 2008. – 208 с.

2. Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск.: БГУ, 2002. - 105 с.

3. Сазыкин Ю.О., Орехов С.Н., Чакалева И.И. Биотехнология: Учебное пособие. – М.: Изд. Центр «Академия». – 2006. – 256 с.

4. Орехов С.Н. Фармацевтическая биотехнология. Руководство к практическим занятиям. – Учебное пособие. – Под ред. акад. РАМН В.А. Быкова, проф. А.В Катлинского. – М.: ГЭОТАР-Медиа 2009. – 384 с.

5. Елинов Н.П. Химическая микробиология. - Учебник. - М.: Высшая школа. - 1989, 448 с

6. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. - Учебное пособие. - М.: Изд-во МГУ. - 1989, 294 с.

7. Биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. / Под ред. И. Хиггинса, Д. Беста, Дж. Джонса. - М.: Мир. - 1988, 480 с.

8. Чуешов В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Г. Промышленная технология лекарств. Том 2. Харьков, 2002.

9. Биотехнология микробного синтеза (Под ред. Бекера М.Е.) – Рига – 1980.

10. Биотехнология. (Отв. редактор А.А. Баев). - М.: Наука. - 1984, 310 с.

11. Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов. М., - 1979 г.

12. Промышленная микробиология (Под ред. Егорова Н.С.) – М., 1989 г.

13. Процессы и аппараты химической технологии (Под ред. П.Г. Романкова). – Л. – 1981.

дополнительная:

1. Березов Т.Т., Коровкина Б.Ф. – Биологическая химия (Под ред. И.М. Ивановой) – М., Медицина – 1981 г.

2. Никитин Г.А. – Биохимические основы микробиологических производств – Киев, 1981.

3. Бриттон Г. – Биохимия природных пигментов. М., Мир – 1986 г.

4. Попова Т.В. – Развитие биотехнологии в СССР – М., Наука - 1988 г.

5. Популяционные аспекты биотехнологии – Печуркин Н.С., Брильков А.В., Маркенкова Т.В. – Новосибирск: - Наука – 1990 г.

6. Специальные журналы: «Биотехнология», «Фармация Казахстана», «Фармацевтический бюллетень» и др.

VІ. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Условия проведения и основные параметры ферментационных процессов?

2. Каковы основные показатели характеризующие ферментационный процесс?

3. Способы культивирования?

Дата добавления: 2014-01-04