Спосіб приготування живильних середовищ

Реферат: UA 106914 U UA 106914 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить сільського господарства і може бути використана в сільськогосподарській біотехнології та селекції На сьогодні в фітобіотехнології, при приготуванні живильних середовищ їх стерилізацію проводять в автоклавах за допомогою пари, яка подається в автоклав за надлишкового тиску. Завдяки парі в автоклаві можна отримати температуру, що вища за 100 °C (130-140 °C). Відомий спосіб, що включає попередню стерилізацію агару в автоклаві під тиском 1 атм протягом 40 хв., додавання його в підігріте живильне середовище з макро-мікроелементами, вітамінами, гормонами, вуглеводами та іншими компонентами, стерилізацію живильних середовищ в автоклаві під тиском 1,3 атм. протягом 40 хвилин (ДСТУ 6055:2008. Буряки цукрові. Методи отримання розсади клональним мікророзмноженням). Відомий та пропонований способи мають спільні суттєві ознаки: - стерилізацію агару та живильних середовищ для культивування біомаси за допомогою термічної обробки. Але відомий спосіб: - не забезпечує максимального збереження біологічної цінності цукрів, вітамінів, регуляторів росту, амінокислот, тому що їх стерилізацію проводять в автоклавах протягом 40 хвилин під тиском за допомогою пари, температура якої значно вища за 100 °C (130-140 °C); - термін стерилізації складових живильного середовища складає 1 годину 20 хвилин: 40 хвилин - стерилізація агару +40 хвилин - стерилізація живильного середовища з макромікроелементами, вітамінами, гормонами, вуглеводами та іншими компонентами. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб стерилізації живильних середовищ для розмноження та культивування in vitro рослинного матеріалу (насіння, мікророслин, пагонів бруньок, калусів, пиляків, пилку, насіннєвих зачатків на ін.), що забезпечує отримання стерильних живильних середовищ в коротші строки без автоклавування, що дозволяє розмножувати та культивувати рослинний матеріал з максимальним збереженням живильних властивостей середовища, включає швидке нагрівання агару та середовищ до 100 °C з використанням мікрохвильової печі (НВЧ-печі). Перевагою НВЧ-печей є швидкість приготування, зберігання в субстраті вмісту та біологічної цінності органічних та мінеральних речовин, оскільки мікрохвилі діють тільки на молекули води, вони розігрівають субстрат тільки до температури кипіння води - 100 °C та економічність процесу за рахунок приготування живильних середовищ в короткі терміни. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі приготування живильних середовищ стерилізацію агару та агаризованого живильного середовища, що включає попередню стерилізацію агару в автоклаві під тиском 1 атм протягом 40 хв., додавання його в підігріте живильне середовище з макро-мікроелементами, вітамінами, гормонами, вуглеводами та іншими компонентами, стерилізацію живильних середовищ в автоклаві під тиском 1,3 атм. протягом 40 хвилин згідно з пропонованою корисною моделлю для стерилізації агару та агаризованих живильних середовищ використовують мікрохвильові печі, де проводять як попередню стерилізацію агару, так і агаризованого живильного середовища, ємності з якими після закипання (появи перших бульбочок) витримують протягом 2-3 хвилин при 750-900 Вт або у пульсуючому режимі - 1) 30 секунд при 750-900 Вт + 1-2 хвилини при 500Вт+30 секунд при 750-900 Вт, 2) 30 секунд + 30 секунд+30 секунд при 900 Вт. Новими суттєвими ознаками пропонованої корисної моделі є: - використання для стерилізації агару та агаризованих живильних середовищ мікрохвильових печей замість автоклаву; - короткі терміни стерилізації - 2-3 хвилини замість 1 години 20 хвилин; - стерилізація мікрохвилями за температури не більше 100 °C замість пари під тиском за температури 120-140 °C. Таким чином, пропонований спосіб приготування живильних середовищ для культивування мікроклонів та інших видів біологічного матеріалу у порівнянні з відомим дозволяє отримувати стерильні живильні середовища з високим вмістом нативних цукрів, вітамінів, регуляторів росту, амінокислот за рахунок скорочення часу на їх стерилізацію. Результати досліджень, які наведені в таблиці 1, свідчать, що при стерилізації живильних середовищ протягом до 2 хвилин включно з рівнем мікрохвильової потужності 500-750 Вт спостерігається наявність інфекції середовищ, тоді як за потужності 900 Вт протягом 2 хвилин, живильні середовища залишаються стерильними. 1 UA 106914 U Таблиця 1 Вплив режимів стерилізації живильних середовищ на їх якість (стерильність та щільність) Режими стерилізації: проміжок часу 1 1 хв. 2 хв. 3 хв. 5 хв. 1 хв.+2 хв. 1 хв.+1 хв.+1 хв. 30 сек.+1 хв. +30 сек. 30 сек.+2 хв. +30 сек. 30 сек.+30 сек. +30 сек. 500 750 2 ІС ІС С СЩ С 3 ІС ІС С СЩ С Рівень мікрохвильової потужності 750+500 900+500 750+750 900 +750 +900 +750 4 5 6 7 ІС C СЩ СЩ С С С С 900+900 +900 8 СЩ ІС C С С С C С СЩ ІС ІС ІС С ІС - інфіковані живильні середовища С - стерильні живильні середовища В - щільні живильні середовища. 5 10 Ущільнення живильних середовищ внаслідок википання рідини відмічали при збільшенні часу стерилізації з 3 хвилин до 5 хвилин, а також при використанні мікрохвиль високої потужності - 900 Вт при (стерилізація 3 хвилини), навіть у пульсуючому режимі. Найкращими були варіанти стерилізації живильних середовищ 2-3 хвилин при 750-900 Вт або у пульсуючому режимі - 1) 30 секунд при 750-900 Вт +1-2 хвилини при 500 вт+30 секунд при 750-900 Вт, 2) 30 секунд+30 секунд+30 секунд при 900 Вт. Пульсуючий режим стерилізації був застосований для запобігання їх википання та підвищення щільності живильного середовища, внаслідок випаровування рідини. Але зменшення сумарного часу на стерилізацію до 1,5 хвилини (30+30+30) секунд з рівнем мікрохвильової потужності 500-750 Вт не дало позитивного результату. Інфекції не спостерігалось при такому режимі стерилізації тільки при 900 Вт рівня мікрохвильової потужності. Таблиця 2 Характеристика способів приготування живильних середовищ Способи стерилізації Прилад, що живильних використовується середовищ для стерилізації Стерилізуючий агент Відомий (прототип) автоклав пара Пропонований (корисна модель) НВЧ піч мікрохвилі розігріта рідина Температура стерилізації 130-140 °C. та 100 °C Проміжок часу, необхідний для стерилізації 40 хвилин під тиском 1,3 атм 2-3 хвилини після закипання 15 20 25 Згідно з даними, що наведені в таблиці 2, стерилізація живильних середовищ з використанням автоклавів у відомому способі відбувається завдяки нагрітій до 130-140 °C парі під тиском 1,3 атм, тоді як у пропонованому способі стерилізація відбувається завдяки мікрохвилям, які розігрівають внутрішню рідину тільки до 100 °C. Проміжок часу, що необхідний для стерилізації, у пропонованому способі складає 2-3 хвилини - в 13-20 разів менший, ніж у відомому способі, що значно, зменшує загальні витрати на стерилізацію живильних середовищ. Спосіб приготування живильних середовищ з використанням НВЧ надає значні переваги при проведенні біотехнологічних робіт, особливо розмноженні, пасивуванні мікророслин, коли є необхідність приготувати малі партії живильних середовищ різних за складом компонентів в короткі строки. 2 UA 106914 U 5 10 15 20 Спосіб здійснюється таким чином. 1. Стерилізація агару. Для приготування 1 літру живильного середовища наважку агару (6-8 г) заливають дистильованою водою - ½ від об'єму середовища, ретельно розміщують, закривають накривкою і поміщають в мікрохвильову піч, де витримують після закипання агару (появи перших бульбочок) протягом 2 хвилин при 900 вт, 3 хвилин при 500-750 Вт або у пульсуючому режимі 1) 30 секунд при 750-900 Вт +1-2 хвилини при 500 Вт+30 секунд при 750-900 Вт, 2) 30 секунд + 30 секунд+30 секунд при 750-900 Вт. 2. Стерилізація живильних середовищ. В приготоване живильне середовище, що містить макро-мікроелементи, вітаміни, гормони, вуглеводи та інші необхідні компоненти додають розчин агару. Середовище розливають в колби об'ємом 100-250 см 2 по 15-35 мл залежно від об'єму колби. Колби накривають накривками і поміщають в мікрохвильову піч, де витримують після закипання середовища (появи перших бульбочок) протягом 2-3 хвилин при 750-900 Вт або у пульсуючому режимі - 1) 30 секунд при 750-900 Вт +1-2 хвилини при 500 Вт+30 секунд при 750-900 Вт, 2) 30 секунд + 30 секунд+30 секунд при 900 Вт. Впровадження запропонованого способу приготування живильних середовищ забезпечить стерильність та збереження біологічної цінності органічних та мінеральних речовин та економічність процесу, зокрема енергетичну, за рахунок приготування живильних середовищ в короткі терміни. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб приготування живильних середовищ для розмноження та культивування in vitro мікроклонів та інших видів рослинного матеріалу за допомогою їх термічної обробки, що включає попередню стерилізацію агару в автоклаві під тиском 1 атм протягом 40 хв., додавання його в підігріте живильне середовище з макро-мікроелементами, вітамінами, гормонами, вуглеводами та іншими компонентами, стерилізацію живильних середовищ в автоклаві під тиском 1,3 атм протягом 40 хвилин, який відрізняється тим, що для стерилізації агару та живильних середовищ використовують мікрохвильові печі, де проводять як попередню стерилізацію агару, так і агаризованого живильного середовища, ємності з якими після закипання (появи перших бульбочок) витримують протягом 2-3 хвилин при 750-900 Вт або у пульсуючому режимі - 1) 30 секунд при 750-900 Вт+1-2 хвилини при 500 Вт+30 секунд при 750900 Вт, 2) 30 секунд+30 секунд+30 секунд при 900 Вт. 35 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3