Негізгі айырмашылық – партия мен үздіксіз мәдениет
Бактериялар мен саңырауқұлақтар сияқты микроорганизмдер өнеркәсіптің әртүрлі түрлеріне өте пайдалы. Өндірістік мақсатта микроорганизмдер микробтық метаболизм нәтижесінде қажетті өнімдерді алу үшін ашыту процесінде үлкен көлемде өсірілуі керек. Микробтық биомассаны өсіру және сақтау үшін өнеркәсіптік ферментатор деп аталатын арнайы аппарат қолданылады. Бұл микробтардың өсуі мен метаболизмі үшін кеңістік пен қажетті талаптарды қамтамасыз етуге арналған үлкен ыдыс. Пакеттік мәдениет және үздіксіз мәдениет деп аталатын салаларда әдетте қабылданған өнеркәсіптік ашыту дақылдарының екі түрі бар. Пакеттік культура мен үздіксіз культура арасындағы негізгі айырмашылық мынада: сериялық культура - бұл жабық жүйеде қоректік заттардың шектеулі қол жетімділігі жағдайында микроорганизмдерді өсіру үшін қолданылатын әдіс, ал үздіксіз культура - ашық жүйеде қоректік заттардың оңтайлы және үздіксіз берілуі жағдайында микроорганизмдерді өсіру үшін қолданылатын әдіс. салалар.
Топтық мәдениет дегеніміз не?
Пакеттік культура - бастапқыда қоректік заттардың шектеулі мөлшері берілетін жабық жүйеде микроорганизмдерді өсіретін әдіс. Бұл бактериялар мен саңырауқұлақтар сияқты микроағзаларды пайдалана отырып, пайдалы өнімдерді жасау үшін салаларда қабылданған ең кең таралған әдіс. Ферментаторда өсетін микроб қоректік заттарды ашытады. Ашыту – бұл микроорганизмдердің аноксиктік жағдайда көмірсулардың спирттер мен қышқылдарға ыдырау процесі. Пакеттік культура техникасында қоректік заттар басында беріледі және белгілі бір микроорганизм ферментаторға егіледі. Ферментатор жабылады және микроорганизмдердің өсуі үшін температура мен рН сақталады. Микроорганизм ішінде өседі және берілген қоректік заттарды және басқа жағдайларды пайдаланады. Уақыт өте келе қоректік заттар шектеледі және ферментатордың ішінде қоршаған орта жағдайлары өзгереді. Демек, микробтардың өсуі лаг фазасы, журнал фазасы, стационарлық фаза және өлім фазасы сияқты төрт кезеңді көрсетеді. Ашыту аяқталғаннан кейін процесс тоқтатылады және пайдалы өнімдер алынады және тазартылады. Ферментатор басқа партия мәдениеті үшін қолданар алдында жуылады және зарарсыздандырылады.
Пакеттік культура техникасының ерекшелігі - бұл қоректік заттардың шектеулі мөлшерімен және белгілі бір уақыт кезеңі ішінде орындалады. Ферментатор қондырғысын жасау және өңдеу оңай. Ферментатор ішіндегі қоршаған орта жағдайлары уақыт бойынша өзгереді. Дегенмен, өнімнің сәтті қалыптасуына қол жеткізу үшін қажетті температура, рН жағдайлары, араластыру, қысым және т.б. дұрыс сақталады.
Пакеттік культура әдісі антибиотиктер, пигменттер және т.б. сияқты қайталама метаболиттерді тазарту үшін кеңінен қолданылады. Бұл әдіс өсумен байланысты бастапқы метаболиттер мен өнімдерді өндіруге жарамайды.
01-сурет: пакеттік мәдениет
Үздіксіз мәдениет дегеніміз не?
Үздіксіз өсіру - пайдалы микроорганизмдерді өсіретін тағы бір әдіс. Ол экспоненциалды фазада үздіксіз өсіп келе жатқан микробтық мәдениетті сақтауға бағытталған. Оған жаңа қоректік заттарды үздіксіз беру, жинақталған қалдықтар мен өнімдерді бірдей жылдамдықпен жою және басқа жағдайларды оңтайлы мәндерде сақтау арқылы қол жеткізуге болады. Ол 02-суретте көрсетілгендей химостат деп аталатын арнайы камераның ішінде жасалады. Дақыл көлемін тұрақты деңгейде ұстау үшін химостаттың екінші ұшынан метаболикалық өнімдер үздіксіз экстракцияланып, бір шетінен жаңа орта үздіксіз қосылады.
Үздіксіз культура амин қышқылдары, органикалық қышқылдар және т.б. сияқты пайдалы бастапқы метаболиттерді алу қажет болған кезде салаларда қолданылады.микроорганизмдерден. Бастапқы метаболиттер микроорганизмдер экспоненциалды фазасында болғанда ең жоғары жылдамдықпен өндіріледі. Сондықтан үздіксіз культура әрқашан микробтық биомассаны журнал фазасында ұстауды мақсат етеді. Бұл процесті үздіксіз бақылау және жүйені басқару арқылы жасалады.
02-сурет: Хемостатта үздіксіз мәдениет
Топтық және үздіксіз мәдениеттің айырмашылығы неде?
Топтама және үздіксіз мәдениет |
|
| Пакеттік культура әдісі белгілі бір уақыт аралығында жабық ферментаторда шектеулі мөлшерде қоректік заттардың астында пайдалы микроорганизмдерді өсіру үшін қолданылады. Пакеттік культураның ішіндегі микробтардың өсуі төрт түрлі фазаны анықтауға болатын типтік микробтық өсу қисығын көрсетеді. | Үздіксіз өсіру әдісі пайдалы микроорганизмдерді қоректік заттардың оңтайлы деңгейінде өсіру үшін пайдаланылады, онда қоректік заттар үздіксіз қосылып, өсуді экспоненциалды фазада сақтау үшін қалдықтар мен өнімдер бірдей жылдамдықпен жойылады. |
| Қоректік заттар | |
| Қоректік заттар ашыту процесін бастамас бұрын бір рет беріледі. | Қоректік заттар көп рет қосылады (процесс басында және арасында). |
| Жүйе түрі | |
| Пакеттік мәдениет жабық жүйе | Үздіксіз мәдениет - бұл ашық жүйе. |
| Процессті тоқтату | |
| Пакеттік мәдениет процесі өнім қалыптасқаннан кейін тоқтатылады. | Өнім түзілгенімен процесс тоқтатылмайды. Өнімді үздіксіз алып тастау үздіксіз мәдениетте процесті тоқтатпай орындалады. |
| Қоршаған орта жағдайлары | |
| Пакеттік мәдениет ішіндегі қоршаған орта жағдайлары тұрақты емес. | Үздіксіз мәдениет ішіндегі қоршаған орта жағдайлары тұрақты деңгейде сақталады. |
| Микробтық өсу | |
| Пахталық культураның ішіндегі микробтардың өсуі артта қалу, журнал және стационарлық фазалардан кейін жүреді. | Микробтық өсу экспоненциалды өсу кезеңі болып табылатын оңтайлы деңгейде сақталады. |
| Айналым жылдамдығы | |
| Айналым жылдамдығы төмен, себебі қоректік заттар мен басқа жағдайлар іште шектеулі. | Қоректік заттардың оңтайлы деңгейлері және басқа жағдайлар сақталғандықтан, айналым жылдамдығы жоғары. |
| Қолданылған ферменттер | |
| Үлкен өлшемді ферменттер культуралар үшін пайдаланылады | Үздіксіз культура үшін шағын өлшемді ферментатор пайдаланылады. |
| Қолдану | |
| Пахталық культура ашыту әдетте салаларда қолданылады | Үздіксіз мәдени ашыту өнеркәсіптерде аз қолданылады. |
| Мәдениет орнату | |
| Пакеттік мәдениетті орнату оңай. | Үздіксіз мәдениет орнатуды жасау және іске қосу оңай емес. |
| Ластану | |
| Пахталық дақылдарда ластанулар ең аз | Үздіксіз мәдениетте ластану ықтималдығы жоғары. |
| Бақылау әдістері | |
| Басқару әдістері оңай және жылдам. | Бақылау әдістері күрделі және көп уақытты қажет етеді. |
| Жарамдылық | |
| Пахталық культура антибиотиктер сияқты қайталама метаболиттерді өндіруге қолайлы. | Үздіксіз культура аминқышқылдары мен органикалық қышқылдар сияқты бастапқы метаболиттерді өндіруге қолайлы. |
Қорытынды – топтама және үздіксіз мәдениет
Топтық культура және үздіксіз культура - бұл микроорганизмдерді өнеркәсіптік және басқа мақсаттарда кең ауқымда өсіру үшін қолданылатын әдістердің екі түрі. Пакеттік культурада микроорганизмдер басында қоректік заттармен қамтамасыз етіледі және өсіріледі. Микробтар қолда бар қоректік заттарды пайдаланған кезде, белгілі бір уақыт кезеңінен кейін қоректік заттар шектеледі. Микроорганизмдер лаг, лог, стационарлық және өлу фазалары арқылы өседі. Ашыту процесі партиялық культура техникасында партия бойынша жүзеге асырылады. Әрбір партиядан кейін ферментатор тазаланады және келесі партияға жаңадан пайдаланылады. Үздіксіз культурада микроорганизмдер микроорганизмдердің бастапқы метаболиттерін алу үшін микробтарды үнемі лог фазасында ұстап тұру үшін жаңа қоректік заттардың жеткілікті деңгейлерімен үздіксіз қамтамасыз етіледі. Үздіксіз культураның көлемі жаңа қоректік заттарды қосу және процесті тоқтатпай бірдей жылдамдықпен өнімдерді алу арқылы тұрақты мәнде сақталады. Топтамалық культура салыстырмалы түрде үлкен жабық ферменттер қажет, ал үздіксіз культураға шағын ашық ферменттер қажет. Бұл топтама мен үздіксіз мәдениет арасындағы айырмашылық.
