Загальна біотехнологія - Биология и естествознание методичка

Главная

Биология и естествознание
Загальна біотехнологія

Оптимізація складу живильних середовищ для культивування продуцентів біологічно активних речовин, способи культивування. Мікробіологічний контроль ефективності методів стерилізації. Методи очищення кінцевих продуктів біотехнологічних виробництв.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Дисципліна «Загальна біотехнологія» є дисципліною бакалаврської підготовки фахівців-біотехнологів, належить до циклу професійної і практичної підготовки, що призначена надати базові знання з технологічного втілення процесів біосинтезу та отримання цінних речовин з використанням мікроорганізмів і інших біологічних об'єктів.
Дана дисципліна є однією з найбільш визначальних у підготовці майбутнього біотехнолога, що допомагає інтегрувати знання, отримані при вивченні таких дисциплін як «Загальна мікробіологія і вірусологія», «Біологія клітини», «Загальна біохімія», «Процеси та апарати біотехнологічних виробництв» і втілити їх у практичній діяльності.
Предметом навчальної дисципліни «Загальна біотехнологія» є вивчення технологій виробництва біологічно-активних речовин або мікробних мас за допомогою біологічних агентів із застосуванням наукових та інженерних методів, опанування основ кінетики фізіологічних перетворень, вивчення методів моделювання клітинних популяцій. У рамках дисципліни розглядаються базові технології, які застосовуються у різноманітних напрямках біотехнології та медицини.
Метою дисципліни є вивчення умов і особливостей культивування біологічних агентів (БА) - продуцентів біологічно-активних речовин (БАР), процесів біосинтезу цільового продукту, методів керування процесами біосинтезу, способів і прийомів промислової реалізації біотехнологічного процесу, а також ознайомлення студентів із принципами розробки біотехнології.
культивування біологічна активна речовина
Тема: Оптимізація складу живильних середовищ для культивування промислових штамів - продуцентів біологічно активних речовин.
Мета: Оптимізація якісного і кількісного складу середовища для зростання дріжджів роду Saccharomyces.
Матеріали, реактиви та обладнання : чиста (або накопичувальна) культура Saccharomyces cerevisiae, глюкоза, пептон, сульфат амонію, сахароза, мальтоза, лактоза, агар, МПА, пивне сусло, чашки Петрі, піпетки на 1-2 мл, бактеріологічна петля, тонке предметне та покривне скло, спиртівка (брикети сухого пального), кювета з містком для фіксованих препаратів, розчини метиленового синього (1:40), фуксину основного, генціанвіолету, імерсійне масло, бензин, серветки, фільтрувальний папір, дезінфікуючий розчин, дистильована вода.
Оптимізація біологічного процесу зводиться до експериментального визначення умов, за яких вихід процесу (накопичення біомаси або якого-небудь продукту життєдіяльності) досягає максимального значення. Умови протікання процесу визначаються комплексом чинників, від яких залежить його вихід.
При оптимізації процесу культивування мікроорганізму покращують склад живильного середовища і умови культивування мікроорганізмів: температуру, рН, перемішування, освітлення, аерацію та ін.
Оптимізацію можна проводити за усією сукупністю чинників, що впливають на вихід процесу за допомогою математичного планування експерименту. Це достатньо трудомістке дослідження. На практиці часто доводиться стикатися з більш вузьким завданням підбору оптимального складу середовищ за заданих умов культивування, тобто при постійному рівні решти чинників. З фізіологічних відомостей можна вивести загальну форму залежності врожаю культури від концентрацій кожного окремого компонента середовища. Вид цієї залежності надано на рисунку.
Відрізок АВ відповідає області концентрацій, що лімітують урожай культури («лімітуюча область»); відрізок ВС - області, в межах якої зміна концентрації даного компонента не викликає помітної зміни урожаю («стаціонарна область»); відрізок CD - області, в якій зростання культури пригнічується надмірною концентрацією компонента («інгібіруюча область»). Для різних компонентів загальний вид залежності буде зберігатися, але набуває індивідуальних особливостей, що виражаються в різному нахилі і кривизні ділянок АВ і CD, протяжності ділянки ВС. Розглянутий вид залежності визначає вплив одного чинника на врожай культури. Проте при складанні середовищ, що є сукупністю багатьох компонентів, потрібно враховувати ефект їх сумісного впливу на величину врожаю. Вибір критерію оптимізації визначається конкретними вимогами завдання. Величина критерію оптимізації, тобто «вихід процесу» може бути виражений різними одиницями (оптичною щільністю суспензії, числом клітин, сухою масою і т.д.). В усякому разі, критерій оптимізації повинен бути безперервною чисельною величиною в усьому інтервалі існування біологічної системи, виміряти яку дослідник може за допомогою наявних у його розпорядженні засобів (приладів). Важливим моментом є вибір тривалості досліджуваного процесу, оскільки вона впливає на вихід процесу. Проте, оскільки максимальна біомаса для екстенсивної культури накопичується в стаціонарну фазу, для якої характерна відсутність зміни біомаси в часі, представляється можливим заздалегідь призначити час досліду, відповідний цій фазі. Практичне вирішення даної задачі полегшується тим, що тривалість стаціонарної фази для більшості відомих культур мікроорганізмів порівняно велика.
При підборі середовища для культури, що оптимізується, необхідно вибрати найбільш відповідні форми хімічних сполук, в яких присутні, перш за все, біогенні елементи (С, N, P, S), а також макро- і мікроелементи. Особливо важко це зробити по відношенню до азоту (що використовується у вигляді NO 3 , NH 4 + , R-NH 2 , NO 2 , N 2 і т.д.) і вуглецю (хімічна форма якого визначає фізіологічний тип живлення мікроорганізмів, - авто - або гетеротрофія). Як відомо, багато організмів здатні використовувати велике число хімічно різнорідних джерел вуглецю та азоту, причому частина з них залучається до процесів метаболізму одночасно і незалежно один від одного. Це дає підставу іноді включати до складу середовища декілька різних сполук вуглецю.
Таким чином, першим етапом вибору оптимального складу середовища являється якісний відбір необхідних для даної культури хімічних форм біогенних елементів. Вирішення цієї задачі може бути значно полегшено наявністю апріорних відомостей про культуру, що вивчається. В основу складу середовища, що оптимізується, може покладатися раніше відомий для цієї культури склад середовища, до якого повинні бути додані речовини, що надають позитивний ефект на зростання культури.
Наступним етапом є кількісна оцінка впливу відібраних компонентів на врожай досліджуваної культури. З числа компонентів середовища виділяють тільки ті, зміна концентрацій яких найсильніше позначається на врожаї, що дозволяє провести ранжування компонентів відповідно до міри їх впливу на врожай культури.
Хлібопекарські дріжджі роду Saccharomyces cerevisiae являють собою біомасу дріжджових клітин, що містять багатий комплекс біологічно активних речовин та володіють ферментативною активністю, яка забезпечує інтенсивне зброджування цукрів борошна і розпушування тіста. Дріжджі багаті вітамінами (рибофлавін, ергостерин, пантотенова, нікотинова та фолієва кислоти) і тому являються цінним продуктом для вітамінізації хлібобулочних виробів. У зв'язку з цим, хлібопекарські дріжджі роду Saccharomyces cerevisiae було обрано об'єктом дослідження для оптимізації складу поживних середовищ для культивування промислових штамів - продуцентів біологічно активних речовин.
Дріжджі - це одноядерні клітини (відносно мікроорганізмів мають великі розміри) еукаріотичної будови, відносяться до сімейства грибів (мікроскопічні), але не мають здатності утворювати гіфи, характеризуються хемогетеротрофним типом живлення, являються факультативними анаеробами та мезофільними організмами, розмножуються брунькуванням або діленням.
Дріжджі не зброджують полісахариди (крохмаль, клітковину), тому для їх культивування треба застосовувати моносахариди або проводити попередню обробку сировини (зазвичай рослинної) амілолітичними та іншими ферментами для оцукрювання полісахаридів живильного середовища до простих моносахаридів - глюкози. Оптимальним середовищем для культивування дріжджів є середовище Сабуро - живильне середовище для грибів: складається з 2%-го агарового гелю, 1%-го пептону, 4%-ї мальтози, рН 6,5-7. Стерилізують дане середовище протягом 15 хв при 120°С. Для зберігання грибів застосовують «середовище зберігання», аналогічного складу, але без додавання вуглеводу.
Робота проводиться за трьома етапами.
1. Для з'ясування здатності культури дріжджів розвиватися на середовищах з різними цукрами приготувати 200 мл середовища наступного складу (г/100 мл): пептон - 0,2; КН 2 РО 4 - 0,25, вода водопровідна. Розлити середовище в 5 колб по 60 мл у кожну. У 1-у колбу додати глюкозу, у 2-у - лактозу, у 3-у - мальтозу, у 4-у - сахарозу. Цукри додавати в концентрації 2%. Середовище в 5-ій колбі - контрольне, тобто не містить джерела вуглецю. Всі приготовані середовища розлити по 20 мл у 10 мікробіологічних пробірок (по 2 пробірки на кожен варіант). Заздалегідь у кожну пробірку внести поплавець запаяним кінцем догори. Поплавець повинен бути цілком заповнений середовищем. Пробірки з середовищами віддати на стерилізацію при 0,5 атм.
2. Приготувати середовище для з'ясування аерації на зростання дріжджів. Для цього в дві однакові високі вузькі пробірки і дві однакові конічні колби налити один і той же об'єм пивного сусла (8°Б) або середовища Сабуро. Шар живильного середовища в колбах повинен бути не більше 1 см, що забезпечить вільний доступ кисню, тоді як шар рідини в пробірках повинен бути якомога вище, щоб ускладнити доступ кисню. Середовища в колбах і пробірках віддати на стерилізацію при 0,5 атм.
Готуємо 140 мл середовища (сахароза / глюкоза - 5%, пептон - 1%, КН 2 РО 4 - 0,05%). 40 мл середовища використовуємо для дослідження аерації (по 10 мл у кожну з 2-х пробірок та по 10 мл у кожну з 2-х колб). 100 мл середовища (для ЛР №2) розливаємо на 2 колби: 60 мл середовища залишаємо рідким, до 40 мл додаємо 2-2,5% агару і віддаємо на стерилізацію при 1 атм. Для дослідження стерильності (ЛР №2) із застосуванням бактеріальної культури треба застосовувати МПБ (60 мл) та МПА (40 мл).
3. З метою оптимізації середовища за концентрацією вуглеводу приготувати 40 мл живильного середовища, що містить 1% пептону. Розлити середовище в 2 колби по 20 мл у кожну. У першу колбу внести 1% глюкози (сахарози), у другу - 10%. Розлити по 10 мл у 4 мікробіологічні пробірки і віддати на стерилізації при 0,5 атм. (див табл. 1). Дані про культивування дріжджів із застосуванням 5% глюкози взяти з пункту 2 - дослідження впливу аерації (у пробірках).
4. Приготувати і віддати на стерилізацію 20 мл живильного середовища із 5% глюкозою (розлиті по 10 мл у 2 пробірки), але без пептону. Як джерело азотного живлення використовувати сульфат амонію у концентрації 0,5%. Результати порівняти із пунктом 2 - дослідження впливу аерації (у пробірках) при застосуванні 5% глюкози та 1% пептону.
5. Розлити водопровідну воду у 10 пробірок по 10 мл і віддати на стерилізацію при 1 атм.
6. Підготувати до стерилізації 5 піпеток на 1-2 мл.
7. Підготувати до стерилізації 4 чашок Петрі (для ЛР №2).
1. Приготувати суспензію чистої культури дріжджів у стерильній водопровідній воді (провести мікроскопію, оцінити чистоту і фізіологічний стан дріжджів).
2. Поставити досліди для з'ясування впливу аерації на зростання культури дріжджів і виявлення їх здатності використовувати цукор і джерела азоту. Засіяти живильні середовища в пробірках і колбах однаковою кількістю (2-3 краплі) приготованої суспензії. Поставити на культивування в термостат, через добу помістити в холодильник до наступного заняття.
1. Порівняти розвиток дріжджів у різних умовах аерації. Вивчити морфологічні особливості дріжджів, звернути увагу на спосіб розмноження, провести мікроскопічні дослідження на наявність глікогену і волютину. Приготувати тимчасовий препарат «роздавлена крапля», із використанням метиленового синього (1:40) для визначення співвідношення мертвих і живих клітин. Зростання культури оцінити нефелометрично (див. МУ №980).
2. Дослідити інтенсивність зростання дріжджів на різних варіантах середовищ залежно від концентрації основного субстрату, що вміщує вуглевод (вуглевод) і джерела азотного живлення. Для цього зробити підрахунок клітин у камері Горяєва (див. МУ №1016). Аналогічно, приготувати мікроскопічні препарати та проаналізувати фізіологічний стан дріжджів після культивування на дослідних середовищах. Результати дослідження (у відносних одиницях) занести в таблицю 1. Оформити роботу, зробити висновки.
1. Що розуміють під поняттям «оптимізація умов культивування мікроорганізмів»?
3. Наведіть класифікацію живильних середовищ за фізичним станом, хімічним складом та призначенням.
4. За якими елементами проводиться оптимізація складу живильних середовищ під час культивування мікроорганізмів?
5. Від чого залежить вибір сировини, що використовується для приготування живильних середовищ?
6. Назвіть та коротко охарактеризуйте фази зростання мікроорганізмів при періодичному культивуванні.
7. За типом вуглецевого живлення мікроорганізми поділяються на…?
8. За відношенням до температури мікроорганізми поділяються на…?
9. За споживанням кисню мікроорганізми поділяються на…?
10. Перелічити оптимальні умови культивування хлібопекарських дріжджів роду Saccharomyces cerevisiae?
Тема: Асептика в біотехнологічній промисловості. Мікробіологічний контроль ефективності різних методів стерилізації.
Мета: Вивчити антибактеріальну дію фізичних, хімічних і механічних способів стерилізації.
Матеріали, реактиви та обладнання : чиста культура Saccharomyces cerevisiae, МПА, СА, середовище Сабуро, чашки Петрі, пробірки мікробіологічні, піпетки на 1-2 мл, бактеріологічна петля, тонкі предметні стекла, покривні стекла, спиртівка (брикети сухого пального), кювета з містком для фіксованих препаратів, розчини метиленового синього (1:40), фуксину основного, генцианвіолету, імерсійне масло, бензин, серветки, фільтрувальний папір, дезінфікуючий розчин, дистильована вода, МБР, МБІ, електроплитка.
Біотехнологічні процеси, як правило, проводять в асептичних умовах, хоча можуть бути виключення для деяких з них. Наприклад, при культивуванні окремих еукаріот (дріжджі) у негерметизованих ферментаторах (нестерильний процес) відбувається помітне зниження рН середовища, де домінуюче положення дріжджів не змінюється при потраплянні контамінуючих бактерій (від лат. contaminatio - забруднення, зараження) - вони не можуть скласти конкуренції основному вигляду.
Асептика (від греч. а - не, немає, sepsis - гниття) - це комплекс заходів, що спрямовано на запобігання потрапляння до середовища (об'єкта) сторонніх мікроорганізмів, включно хвороботворні. Отже, асептика в біологічній технології і, наприклад, в хірургії - це не одне і те ж поняття. У першому випадку припускають використання якого-небудь біооб'єкта (зокрема - мікроба) і повне виключення попадання інших мікроорганізмів, що є забруднювачами. У другому випадку прагнуть виключити будь-яку можливість потрапляння патогенних мікробів і мікробів-контамінатів на операційне поле або у рану.
Кожен з матеріальних потоків у біотехнологічних процесах - потенційне джерело мікробів-контамінатів. Джерелом сторонніх мікроорганізмів у біотехнологічних процесах являються сировина (компоненти живильного середовища), обладнання, вода, повітря та самі працівники.
Асептика може включати вологе прибирання приміщень, обробку їх ультрафіолетовими променями, антисептичними засобами, використання стерильних інструментів, середовищ, технологічного одягу, подачу стерильного повітря (столи з ламінарним потоком стерильного повітря в боксових приміщеннях, надходження у ферментатор стерильного повітря через барботер - від франц. barbotage - перемішування) та ін. Отже комплекс засобів, що забезпечує асептику біотехнологічних процесів, включає: механічний, фізичний і хімічний захист біооб'єкта і місця його існування, а при необхідності - і кінцевий продукт. До механічного захисту належать: видалення механічних домішок, наприклад, з повітря, культиваторів, герметизація устаткування, ізоляція вузлів і з'єднань; до фізичної - обробка повітря і поверхонь приладів і апаратів ультрафіолетовими променями, кип'ятіння, стерилізація парою під тиском, обробка ультразвуком; до хімічної - обробка поверхонь хімічними антисептиками.
У виробничих умовах джерелами мікробів-контамінатів можуть бути ґрунт, вода, навколишнє повітря, люди. З ґрунту в сферу біотехнологічних процесів потрапляють спороутворюючі палички-бацили, конідії грибів, актиноміцети; ці ж мікроорганізми з пилом можуть потрапити у повітря, завдяки якому вони здатні проникнути у середовище вирощування біооб'єкта або у кінцевий продукт виробництва.
Якісний склад і розміри часток у повітряному пилу коливаються в широких межах. У виробничих приміщеннях це залежить від конструкційних особливостей будівлі, рози вітрів, географічної зони розташування міста і підприємства, наявності або відсутності потоків автомобільного та іншого транспорту, кількості безпосередньо зайнятих у технологічному процесі людей, характеру і локалізації складських приміщень і так далі.
Пил, що утворюється, та крапельки вологи у повітрі, як правило, містять на своїй поверхні шар адсорбованого повітря і більшу або меншу кількість мікроорганізмів. Газова оболонка запобігає змочуванню часток. Такі частки є дисперсною фазою аерозолю, стійкість якого залежить від розмірів (величини) часток, їх електричного заряду і поверхневої енергії.
З водою у сферу технологічного процесу можуть потрапляти грамнегативні бактерії з групи ентеробактерій, псевдомонад і деяких інших. У природних відкритих водоймищах виявляються целюлозоруйнуючі, нітрифікуючі і денітрифікуючі бактерії, ціанобактерії, амоніфікатори, залізобактерії і багато інших. Лише вода артезіанських колодязів, глибоких свердловин і джерел відрізняється високою чистотою. Слід пам'ятати, що чим більше вода забруднена органічними речовинами, тим більше в ній міститься мікробів. З урахуванням всіх характеристик необхідно здійснювати підготовку води для використання її в біологічній технології.
Люди, зайняті в біотехнологічному виробництві, також можуть бути джерелом контамінуючої мікрофлори - грамнегативних бактерій, коків, мікоплазм, вірусів і ін. Тільки на поверхні шкіри може зосереджуватися до 10 10 мікробних клітин. Найбільш забрудненими є руки, ступні, лікті, шия, груди, промежина, пахові області. Різноманітна і численна мікрофлора ротової порожнини: бактерійні і кокові форми, вібріони, спірили і спірохети, нокардії, дифтероїди, протозойні організми, аспорогенні дріжджі роду Candida, мікоплазми, віруси та ін. При розмові, кашлі, чханні мікроби у великому числі потрапляють у повітря. Встановлено, що здорова людина за одне чхання виділяє до 20000 мікробних клітин, здатних розповсюджуватися по горизонталі, в середньому, до 1,5 м. Крапельки носового слизу, слини і мокроти, підсихаючи, утворюють частинки, покриті білковою або глікопротеїновою оболонкою, що містять і мікробні клітини. У таких частинках мікроорганізми тривало зберігаються і можуть бути причиною нестерильності матеріалів (об'єктів) на яких-небудь технологічних операціях.
Джерелом мікробів-забруднювачів можуть бути деякі компоненти живильних середовищ, наприклад, кукурудзяний екстракт (фаги, дріжджі та ін.). Рослинні віруси часто виявляються в культурах калусних тканин та у культурах клітин тваринних тканин і клітин людини, так як вони являються сприятливими середовищами для контамінаційної мікрофлори.
Мікроби-контамінанти не тільки можуть подавляти розвиток і функції біооб'єкта через конкуренцію, але і дезорганізовувати яку-небудь тканину - середовище вирощування; більш того, деякі з них здатні продукувати токсичні речовини, які можуть потрапити в цільовий продукт (так само як і самі мікроби-забруднювачі).
Захист біотехнологічних процесів від мікробів-контамінантів ефективно здійснюється за допомогою різних фільтрів. Останнім часом широкого розповсюдження набула мембранна фільтрація в цілях отримання стерильних повітря і різних рідин (різновид холодної стерилізації). Більш того, мембрани знайшли застосування в рДНК-біотехнології, в дисперсійному та інших аналізах біомолекул. Багато термолабільних речовин стерилізують такими ж способами.
У біологічній технології, незалежно від умов проведення процесів, широко використовують стерильне повітря, що подається: у ферментатори для аеробних організмів (клітин, клітинних систем); у спеціальні приміщення у вигляді ламінарних потоків для асептичного приготування лікарських засобів, у бокси та операційні аварії, в розпилювальні сушарки для висушування деяких речовин, у шлюзи між (перед) асептичними блоками. Стерилізуюча мембранна фільтрація тут виявляється найбільш прийнятною.
Промисловий випуск мембранних фільтрів був початий з кінця 40-х років поточного сторіччя. Згідно з Р.Е. Кестінгому (1971) найбільш поширеними процесами фільтрації є звичайна фільтрація (її можна назвати макрофільтрацією), мікрофільтрація, ультрафільтрація, діаліз (зворотний осмос). Для макрофільтрації застосовують зазвичай паперові або скляні фільтри. При цьому відокремлюють частинки, розміри яких знаходяться в межах від 1 до 10 3 мкм. Для інших типів фільтрації використовують нітроцелюлозу, ацетилцелюлозні, полівінільні, поліамідні, фторвуглеводневі мембрани товщиною менше 0,1 мкм із високим ступенем пористості і з діаметром пори у межах від 10 4 до 10 мкм. У випадках мікрофільтрації відокремлюють частинки розмірами 2Ч10 2 -10 мкм, у випадках ультрафільтрації розміри макромолекул, що відділяються при цьому, знаходяться приблизно у межах від 0,001 до 0,02 мкм, а їх молекулярні маси відповідають 1-1000 кДа.
При діалізі через мембрани відокремлюють невеликі молекули, що співставляються за розміром з молекулами розчинника (10 -3 мкм і менше або до 1 нм). Тут речовини розділяються унаслідок різних швидкостей дифузії через мембрану. Розчини, що підлягають стерилізації фільтруванням, повинні зберігатися перед розливом і при подальшому розливі в асептичних умовах. При цьому час між початком приготування розчину і його стерилізацією фільтруванням повинен бути якомога менше.
Будь-який фільтр, що використовується для стерилізуючої фільтрації, не винен якісно і кількісно змінювати кінцевий продукт (у тому числі й антибіотичну активність культуральних рідин після їх стерилізуючої фільтрації через батареї фарфорових свічок).
Повітря, що подається у ферментатори, повинне бути чистим і стерильним. У цих випадках ще використовують і інші матеріали, що фільтрують, якими заповнюються загальні та індивідуальні (для кожного ферментатора) фільтри, наприклад, з перхлорвінілу (у фільтрах Петрянова - ФП), скловати та ін. Профільтроване повітря стискується у компресорах, охолоджується в теплообміннику, надходить у ресивер (від англ. гесiеvег - ємкість), що знімає пульсації повітря, з якого через бризкоуловлювач проходить загальний і індивідуальний фільтри, і лише після цього надходить через барботер в культуральну рідину.
Живильне середовище перед засівом біооб'єктом також повинно бути стерильним. У таких випадках застосовують теплову стерилізацію, піклуючись при цьому про збереження стабільності інгредієнтів середовища. У мікробній біотехнології зазвичай використовують методи періодичної і безперервної стерилізації. Першу з них здійснюють в апаратах малої ємності безпосередньо у ферментаторах глухою або гострою парою під тиском протягом 30-40 хв при температурі 134°С (2,02650Ч10 5 Па) після видалення повітря з апарата при нагріві до 100°С. Потім середовище охолоджують водою через змійовик або сорочку апарата і засівають тим або іншим біооб'єктом.
Метод безперервної стерилізації заснований на тому, що концентрат живильного середовища подають насосом через систему конструкцій, що включає нагрівач, витримувач (власне стерилізатор) і теплообмінник (охолоджувач, в якому охолоджування середовища відбувається до температури, оптимальної для культивування клітин).
Названі вище методи знезараження відносять до найбільш поширених, проте, враховуючи необхідність стерилізації досить широкого асортименту різних матеріалів, доводиться вдаватися і до інших способів. Цим підтверджується те положення, що універсальних методів стерилізації не існує.
Робота проводиться за трьома етапами.
І . На першому занятті приготувати живильне середовище для проведення експерименту: (підготовка може відбуватися на першому занятті лабораторної роботи №1).
1. МПА для роботи із бактеріальною культурою, наприклад Bacillus subtilis.
2. Приготувати 100 мл середовища Сабуро для роботи з грибною культурою, наприклад дріжджі роду Saccharomyces (%) 100 мл: сахароза (глюкоза) - 4
Для глибинного культивування 60 мл живильного середовища залишити рідким, для поверхневого культивування до 40 мл додати 2-2,5% агар-агару.
3. Приготувати посуд до стерилізації:
Живильне середовище розлити в пробірки і віддати на стерилізацію.
ІІ. На другому занятті провести засів рідкого та агаризованого (попередньо розплавленого) живильного середовища Сабуро культурою мікроорганізмів Saccharomyces cerevisiae (або МПА будь-якою іншою бактерійною культурою). Після цього середовище простерилізувати різними методами.
1. Вивчення антибактеріальної дії високих температур.
У чотири пробірки з живильним середовищем помістити по 2 краплі суспензії досліджуваного мікроорганізму. Першу пробірку піддати автоклавуванню, другу - кип'ятінню протягом 20 хв (100°С), третю витримати у сухожаровій шафі протягом 20 хв (60°С), четверту (контроль) ніякій дії не піддавати. Посіви витримати в термостаті при 28°С протягом 4-7 діб.
2. Вивчення антибактеріальної дії УФ-промен ів
Суспензію досліджуваного мікроорганізму помістити на стерильне годинникове скло та опромінити лампою БУВ-30 протягом 15 хвилин на відстані 10-20 см від центру лампи. Опромінену і неопромінену (контроль) суспензії засіяти в живильне середовище та інкубувати в термостаті при сприятливій температурі.
3. Визначення а н тимікробної дії антисептичних речовин
До суспензії досліджуваного мікроорганізму додати невелику кількість антисептичної речовини: фенолу (5%), лізолу (5%), хлорного вапна (10%), етилового спирту (70%), оцтової кислоти. Потім цим мікроорганізмом засіяти живильне середовище. Як контроль використовувати необроблену культуру. Посіви витримати в термостаті.
Диски із фільтрувального паперу змочити розчинами досліджуваних речовин і помістити на поверхню живильного агаризованого середовища в чашки Петрі, засіяні газоном тест-культурою. Чашки інкубувати в термостаті.
Всі досліди провести в декількох (2-3) повторностях.
ІІІ . На третьому занятті проаналізувати отримані результати.
Інтенсивність зростання та облік мікроорганізмів провести кількісно (під мікроскопом у камері Горяєва або нефелометрично).
Про антибактеріальну дію антисептичних речовин, при дослідженні на щільному живильному середовищі, судять по зонах затримки зростання мікроорганізму навколо дисків.
Всі дані занести у таблицю 2 і зробити висновки.
Інтенсивність зростання мікроорганізмів
4. Наведіть джерела інфекції під час виробництва біотехнологічного продукту?
5. Наведіть методи стерилізації поживних середовищ.
6. Наведіть методи стерилізації за принципом дії.
7. Перелічить методи стерилізації спрямовані на створення умов для відмирання мікрофлори.
8. Наведіть приклади фізичних методів стерилізації.
9. Наведіть приклади хімічних методів стерилізації.
10. Наведіть приклади механічних методів стерилізації.
11. Поясніть методику механічного фільтрування та можливості її застосування.
Тема: Отримання засівного матеріалу для поверхневого і глибинного культивування промислових мікроорганізмів.
Мета: Вивчити способи отримання засівного матеріалу в промисловості та отримати засівний матеріал промислового мікроорганізму.
Матеріали, реактиви та обладнання : чисті культури Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, середовище Сабуро, МПА, сусло-агар, фізіологічний розчин, стерильна вода, стерильний посуд (піпетки, чашки Петрі, пробірки), бактеріологічна петля, тонкі предметні скельця, покривні скельця, спиртівка (брикети сухого пального), кювета з містком для фіксованих препаратів, розчини фарбників, імерсійне масло, бензин, серветки, фільтрувальний папір, дезінфікуючий розчин, дистильована вода.
Будь-який біотехнологічний процес починається з підготовки біооб'єкта. Біооб'єкт, або промисловий штам в ідеалі повинен задовольняти наступним основним вимогам:
- стабільність структурно-морфологічних ознак і фізіологічної активності при тривалих зберіганнях і експлуатації у виробництві;
- підвищені швидкості росту і біосинтезу цільового (-их) продукту (-ів) у лабораторних і виробничих умовах;
- достатньо широкий діапазон стійкості до дії несприятливих зовнішніх чинників (коливання температури, рН, аерація, перемішування, в'язкість середовища);
- помірна вимогливість до обмеженого числа джерел живлення; чим ширший набір джерел вуглецю, азоту та інших елементів може використовувати виробничий штам, тим легше його культивувати і з більшою економічною вигодою.
Насправді кожен штам має свої особливості і не за всіма показниками відповідає вимогам, що висуваються для промислових робочих штамів.
Штами промислових мікроорганізмів на біотехнологічні виробництва надходять, в основному, в ампулах або у флаконах, де вони законсервовані у вигляді чистих культур. Штами міцеліальних грибів - на скошеному агаризованому живильному середовищу в мікробіологічних пробірках (під шаром мінеральної олії або без нього). Кожна культура має паспорт з описом живильних середовищ, морфологічних, фізіологічних і інших характеристик, умов для їх підтримки, вирощування і терміну зберігання. Режим зберігання культур припускає охолоджування, заморожування або зневоднення; у всіх випадках повинен бути різко скорочений або повністю припинений клітинний обмін речовин.
Культури мікроорганізмів зберігають:
- на косому агарі при температурі мінус 1-5°С або плюс 1-5°С;
- замороженими при температурі нижче мінус 20°С (неприпустимо повторне відтавання і заморожування);
- ліофілізованими в ампулах, що зберігаються протягом декількох років.
Більшість культур клітин ссавців, у тому числі і клітин людини, вдається зберігати невизначено довгий час замороженими в спеціальном
Загальна біотехнологія методичка. Биология и естествознание.
Реферат: Регулювання грошового обігу в Україні
Реферат: Автоматизированные системы управления техническими средствами
Реферат: Правовое регулирование налогообложения в зарубежных странах
Курсовая работа: Менталитет русской диаспоры в странах Балтии. Скачать бесплатно и без регистрации
Этика Делового Общения Руководители И Подчиненные Реферат
Реферат: Division Of The Sciences Essay Research Paper
Дидактический Материал 10 Класс Контрольная Работа
Реферат На Тему Восприятие Рекламы Как Социального Явления
Реферат: Планирование рекламной кампании на примере ОАО "Вимм-Билль-Данн". Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат Rup
Дипломная Работа На Тему The Tax Law
Черты Сентиментализма В Бедной Лизе Сочинение
Курсовая работа по теме Романтизм в русской культуре
Курсовая Работа На Тему Организация Деятельности Аккредитованной Испытательной Лаборатории
Реферат: Понятие и сущность избирательных систем в России
Героизм Вывод Для Сочинения
Курсовая работа по теме Договір перевезення вантажу
Реферат: Теория монополистической конкуренции
Теплопроводность Реферат По Физике 8 Класс
Реферат: Кредитная система и ее развитие в период перехода к рынку
Роль человеческого фактора в управлении рисками и обеспечении безопасности системы "человек-среда обитания" - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда презентация
Естествознание в системе наук - Биология и естествознание контрольная работа
Условия труда на предприятии и пути их улучшения - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа