Для культивирования клеточной культуры ThalictrumminusL. требуется коэффициент массопередачи кислорода от 9 ч-1 до 16ч-1 в динамике роста.
Ключевые слова:суспензионная культура, ThalictrumminusL, дыхательная активность, коэффициент массопередачи.
Culturing the cell culture Thalictrum minus L. requires coefficient of mass transfer of oxygen from 9hr-1 to 16hr-1 in the dynamics of growth
Keywords:suspension culture, Thalictrum minus L, respiratory activity, the mass transfer coefficient.
В настоящее время представляется перспективным изучить возможности масштабирования биомассы василистника малого (Thalictrum minus L) в глубинных условиях культивирования в виде суспензионной культуры. Клеточная культура василистника малого продуцирует алкалоид берберин. Особенностью данной культуры является то, что берберин выделяется культурой в питательную среду. На основе данного алкалоида выпускается препарат “Берберин Бисульфат”. Препарат оказывает желчегонное и спазмолитическое действие [1,2].
Целью настоящих исследований является изучение физиологических особенностей клеточной культуры василистника малого для последующего использования её в качестве сырья при получении алкалоида берберина.
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
— изучить скорость потребления кислорода суспензионной культурой василистника малого в динамике своего развития в условиях глубинного культивирования.
—определить численные значения параметров, определяющих кинетику роста суспензионной культуры василистника малого, необходимых для оценки адекватности условий культивирования при увеличении масштаба процесса.
Работа проводилась с суспензионной культурой Thalictrum minus L. -штамм Tm-2–05 ВИЛАР [3].
Клеточная культура выращивалась в колбах на качалке, совершающей 98–100 об/мин, при температуре 26Со, в темноте. Для полной характеристики физиологического состояния культуры были использованы показатели: абсолютная скорость роста, скорость потребления кислорода [4,5]. Использование математической модели обратимого равновесного автокаталитического роста позволило определить коэффициент массопередачи по кислороду [6].
Результаты проведенного опыта показали прямую зависимость данных процессов: скорость поглощения культурой кислорода увеличивалась с нарастанием биомассы, на 10–12 сутки, что соответствовало выходу роста культуры на стационар, проходила через максимум и к 16–22 суткам резко снижалась. При этом максимальная скорость потребления кислорода составляла (21–22)•10–4 моль/(л∙ч).
Характеризуя процессы роста культуры абсолютной скоростью роста был установлен временной промежуток, в некоторой степени характеризующий цикл развития культуры — период регулярного роста, длительность которого составляла 7 суток. В течение этого периода можно отметить этап ускорения ростовых процессов (3–6 сутки роста) и этап замедления ростовых процессов (7–10 сутки роста).
Характеризуя процесс потребления культурой кислорода величиной дыхательной активности показано, что максимального своего значения данная величина достигала на 5–6 сутки роста, что соответствовало этапу ускорения ростовых процессов суспензионной культуры. При этом максимальное значение величины дыхательной активности соответствовало 1,8·10–4моль/гр.·ч. Располагая величиной дыхательной активности клеточной культуры, можно определить значение требуемого коэффициента массопередачи (KLa), знание которого необходимо при отработке режимов выращивания в культивационных сосудах.
Произведенные расчеты показали, что для культивирования клеточной культуры Thalictrum minus L. требуется коэффициент массопередачи кислорода от 9ч-1 до 16ч-1 в динамике роста.
ВЫВОДЫ
— максимальная скорость потребления суспензионной клеточной культурой Thalictrum minus L. кислорода составляла (21–22) 10–4 моль/(л•ч)
— величина дыхательной активности максимального своего значения достигала на 5–6 сутки и соответствовала 1,8 10–4моль/гр.•ч.
— для культивирования клеточной культуры Василистника малого требуется коэффициент массопередачи кислорода от 9 ч-1 до 16 ч-1 в динамике роста.
Литература:
1. Беккер М. Е. Биотехнология / М. Е. Беккер, Г. К. Лиепиныш, Е. П. Райпулис.- ВО «Агропромиздат» М. — 1990 — С.123–130.
2. Липский А. Х. Глубинное культивирование клеток высших растений / А. Х. Липский // Культура клеток растений под ред. Бутеноко Р. Г., М.: Наука — 1981 — С.51–67.
3. Даниличев М. В. Культура тканей василистника — продуцент берберина / М. В. Даниличев, С.А Рабинович, В.Н Давыденков, Е. В. Гребнева -1990.с..35- 38.- Деп. в ВИНИТИ 11.03.90 № 1312-В-90.
4. Лебедев С. И. Физиология растений / С. И. Лебедев.- М.: Агропромиздат, 1988г. -544 с.
5. Полярографическое определение кислорода в биологических объектах: материалы ІІ Всесоюзного симпозиума. Киев,1972.- Из-во «Наукова Думка», Киев,1974.с. 50–60.
6. Васильев Н. Н. Моделирование процессов микробиологического синтеза / Н. Н. Васильев, В. А. Амбросов, А. А. Складнев. — Из-во. «Лесная промышленность». М., 1975.-339 с.
