Биотехнологиялық үрдістерде асептиканың мәні

Асептика- бұл бөтен микроорганизмдердің ортаға түсуін алдын алуға бағытталған әдістердің жиынтығы.

Асептика бөлмені құрғақ тазалау, ультракүлгін сәулесімен оларды залалсыздандыру, антисептикалық әдістермен, стерильді құралдарды қолдану, технологиялық киімдер, стерильді ауаны жіберу жатады. Кезегінше қолдану жиынтығы, биотехнологиялық үрдістерді асептиклақы қамтамасыз ету тұрады: биообъектінің механикалық, физикалық және химиялық қорғанысы және оның тіршілік ортасы, қажет болған жағдайда – соңғы өнімдіде. Механикалық қорғанысына жатады: механикалық қосапысн жою, мысалы ауадан, культиватордан, герметизация құралынан тізбектер мен байланыстары оңашалу (изоляция); физикалық – ауаны және құралар мен аппараттардың жоғарғы бөлігін ультракүлгін сәулемен залалсыздандыру, қайнату, қысым арқылы бумен стерилдеу, ультрадыбыспен залалсыздандыру; химиялық – жоғарғы бөліктерді химиялық антисептиктармен залалсыздандыру.

Өндірістік жағдайда миркоағзаларың негізі – контаминаттар топырақ, су, қоршаған ауа, адамдар болуы мүмкін. Топырақтан биотехнологиялық үрдістер кеңістігіне спора түзетін таяқша-бациллалар, саңырауқұлақтар конидийлері, актомицеттер түседі; бұл микроорганизмдер шаңмен ауаға түсуі мүмкін, сол арқылы олар биообъектілерді өсіретін ортаға немесе соңғы өнім өндірісіне еніп кетуі мүмкін.

Биореакторларды өте жоғары сапалы болаттардан немесе кейбір кездері титаннан жасайды. Биореактордың ішкi жағы жылтырланған тегісті болуы қажет.

Биореакторларда көптеген мөлшердегітіріжасушалар немесе реагенттер мен ферменттердің қосындылары сақталуы мүмкін.

Биокаталикалықүдерістердің көпшілігі сулы ортада жүреді. Мұндағы басты мақсат, жасушаларды немесе реагенттерді адамдарға кажетті ақырғы өнімін алуға бағыттап индукциялау. Қондырғыда өтетінүдеріс аяқталып біткеннен кейін, дайын өнімдері жиналып алынады.

Биореакторлардағы басты артықшылық, үдерістер тоқтатылмай, ұдайы жалғасын тауып жатқанда, мұндағы түзілетінөнімдері белгілібip мерзімдер аралықтарында бірнеше қайталана жинап алынады. Ферментацияның көпқолданылатын қарапайым тәсілінде кажетті жасушалар, құрамында суы, қоректі заттары, азот көздері және ауасы бар ортаға салынады. Жасушалардың қоректі ортадағы белгілі бip тығыздыққа дейін өсіп-көбеюіне мүмкіндік беріледі. Мұндағы жүретінүдерістердің жақсы өтуiүшін, қоректік ортаныңқұрамында жасушаға қажетті барлық химиялық элементтер болуы қажет. Сондықтан, жасушалардың өсірілу ортасының жағдайы әрдайым қадағаланылып, басқарылып отырылуы тиіс. Қоректік ортадағы қоректік заттардың жасушаның айналасындағы айналымын қамтамасыз ету және зат алмасуы нәтижесінде пайда болатын көмірқышкыл газы мен басқа да қажетсіз заттардан арылту мақсатында, төмендеп шаралар жасалынып тұруы қажет:

1. 
   Деміл-деміл араластырылып тұруы.
   
2. 
   Циркуляцияланатын ортада микроорганизмдер суспензиясын пайдалану.
   

Өсірілетін дақылдар мен ондағы алынатын өнім түрлеріне байланысты, биотехнологиялық үдерістер өтуге арналған қондырғыларды:

1. 
   бактериялар мен микроскопиялык санырауқұлақтарды өндіруге арналған;
   
2. 
   өсімдіктер жасушалары мен ұлпаларын өcipyre арналған;
   
3. 
   хайуандар мен адамдардын жасушалары мен ұлпаларын өcipyгe арналған типтерге бөлуге болады.
   

Қондырғыларды бұлайша бөлу, бактериялар мен микроскопиялық саңырауқұлақтарды көбінесе өз құрылымында ферментатор, әртүрлі заттарды (қоректік орта, себепші материялдар, сулы заттар және т.б.) жеткізуге арналған көп корпусты стерильді бұрандалы тұтқалар (вентил), pH ортасын реттейтін жүйе, ауа жеткізушіқамтамасыз етуші жүйе, ионбасушы, электрліқоздырғышы бар бip типті биореакторларын қолдану мүмкіндігінен туындаған.

Жасушалық қабаты бар өсімдік жасушалары болса (бактериялар мен микроскопиялық саңыраукұлақтарындағы сияқты), бактериялар мен микроскопиялық саңыраукұлақтарға қарағанда көбейіп, өcyi мен дамуына ұзағырақ уақытты талап eтyi себепті, бұларда өтетін биотехнологиялық үдерістердің өзгешелеу жүруі және қондырғы құрылымының да бipшамa басқаша жасалуын қажет етеді.

Ал, хайуандар мен адамдардың жасушалары мен ұлпаларында жасуша қабаты болмағандықтан, басқа да эукариот және прокариот жасушаларымен салыстырғанда, өте бүлінгіш және өздерініңтіpшiлікету жағдайына аса сезімтал келеді. Сондықтан осындай биозаттардың баппен қаралып-күтілуіне жағдай жасау үшін, бұларғa арналған қондырғылар «баяу козғалатын» болып келуіқажет. Keйбip жағдайларда, мысалы, өсімдік жасушаларын тереңдете өcipy үшін (мысалы, адамтамыр өсімдігінің суспензиясын алуда), бактериялар мен микроскопиялық саңырауқұлақтарды өcipyre арналған қондырғылар да пайдаланылуы мүмкін.

Периодты әсермен жұмыс атқаратын ГСФ тобындағы ферментерді өндіріске 1944 жылдардан бастап антибиотиктер, дәрумендер өндіру мақсаттарында қолданысқа енгізді.

Негізінен, ферментаторлардың құрылысы мен атқаратын қызмeттepi бip-бipіне ұксас болғандықтан, оларды жалпылай алғанда - стеридті, яғни ауасыз жұмыс істейтін (анаэробты) және ауа жеткізіліп тұрылатын (аэробты) деп екіге бөліп те атайды.

Аэрацияланатын (аэробты) биореакторлар өз кезегінде араластырғыштары (қозғағыш) бар және жоқ болып бөлінеді.

Соңғы кездері мембраналы биореакторлар, жалпақ пішінділері және т. б сынақтан өткізіле бастады.

Биореакторларды құрастыру кезінде, әртурлі микроорганизмдер өкілдерінің биологиялық үдерістерініңөту мерзімі есепке алынады.

Ферментаторлардың көлемі, оның сыртқы диаметрінің биіктiгінe қатынасымен анықталады және бұл қатынас көбінесе 1:2 ден 1:6 дейін аралықта болады.

Әржақты және көп қолданылатын ферментаторлар қатарына, анаэробты және аэробты түрлер жатады. Бұл ферментаторларды өз кезегінде араластыру үшінқажетті энергия көздерінің жеткізілуіне байланысты:

1. 
   газды фазалы (ГФ);
   
2. 
   сұйыктық фазалы (СФ),
   
3. 
   газды және сұйықтық фа­залы (ГСФ) деп бөледі.
   

Осы үш типті ферментерлер­дің көптеген элементтерінде жалпылай ұқсастық бар. Мұндағы негізгі айырмашылықтар - аэрациялайтын және араластыратын белгілерінде ғана.

ГФ тобындағы ферментаторлардың iшіндегі конструктивті сипаты түрінде сыйымдылыгы 63 м³ келетін эрлифтіпішінін айтуға болады. Бұл қондырғыда механикалық араластырғыштың болмауы себепті, асептикалық жағдайды ұстап тұру оңай. Ортаның аэрациясына қажетті ауа ферментатордың ішінен вертикалды орналасқан түтік арқылы беріледі. Диффузордың төменгі жағында орналасқан және конструкциясы шығатын ауаныңұйытқуын тудыратын аэратор арқылы, қоректік орта ауамен камтамасыз етіледі. Газды-сұйықтық диффузор арқылы жоғары көтеріліп, оның шеті арқылы араластырылады. Дәл осы аймақта ауаның бip бөлігі қондырғыдан шығарылса, бұдан тығыз орта ферментатор мен диффузор аралықтарындағы дөңгелек алаңқайларға араластырғыштар, аэрациялық және жылудан босатуға арналған кұрылғылары болады.

Осындай жолмен ферментатордағы ортаныңқайталанатын циркуляциясы жүзеге асып отырылады. Ферментатор ішінде биологиялық үдерістер нәтижесінде пайда болатын ыстық ауаны шығаруға арналған арнаулы түтік (змеевик) болады, және қондырғы секциялық бөлімдер арқылы қорғалады. Казіргі кезде мұндай ферментаторлардың сыйымдылығы 25, 49, 63 және 200 м³ арналған түрлері бар.

Микробиологиялық өндірістерде, сұйық парафинде ашытқыларды өсіруде, арнайы сору қабілетті араластырғышы бар ферментатор пайдаланылады. Оның сыйымдылығы 800 м³ (жұмыс сыйымдылығы 320 м³) және олар 12 секцияға бөлінген. Ферментациялық орта осы секциялардың барлығынан кезеңмен өткізіліп, ең соңғысында құрамында парафин мөлшері аз, ал биомассаға өте байболып келетін культуралды сұйықтығы алынады.


Дәріс № 10. Араластыру жүйесі және аэрациясы.
Араластырғыш қондырғының функциясы культуралды сұйықтықтың тоқтап қалған аумағын болдырмау, сонымен қатар аппараттың барлық көлеміндегі культуралды сұйықтықтың барлық жеріндегі температураның біркелкі болуын қамтамасыз ету, жасушаға өнімді қоректендіруге өз уақытысында жеткізу және метаболит өнімінің шығарылуын қамтамасыз ету болып саналады.

Культуралды сұйықтықты араластыру үшін кеңінен таралған механикалық бұлғағыш. Бұлғағыштың қозғалуы сұйықтыққа беріледі, нәтижесінде құйындаған ағым пайда болады. Бұлғағыштың жоғары жылдамдықпен айналуының нәтижесінде ортасында иірім пайда болады. Орта мен бұлғағыш бірдей жылдамдықпен өсіріледі және жеткіліксіз араластырады. Аппарат ішіндегі жылдамдықта турбуленттілікті құру үшін шағылыстырғыш қоршаулар орнатылады. Олар тат баспайтын болаттан жасалған, радиальды тігіннен күрекшелер, ферментер қабырғасынан кішірек саңылау қалдырылып орналастырылады. Қоршау шағылыстырғыштың саны 4-тен 6-ға дейін болады. Ферментердегі жылуды шығару үшін, салқындататын суды циркуляциялауға ферментер сыртында жейде, ішінде жыланша жылу алмастырғыш орнатылған. Ферментердің кемшілігі механикалық араластырғыш бқлғағышты айналдыратын бөлшектердің көп болуы, сондай-ақ бұлғағыш орнатылған білік арқылы бөгде микрофлораның түсуі.

Құйылып ағып тұратын қабықша ферментер. Аппараттың құрылысында сұйық және газды фаза комбинирленген энергияны қолданады. Аппарат цилиндрлі ыдыс ішінде тігінен құбырлар толтырылған (1-сурет). Культуралды сұйықтық насостың көмегімен аппараттың жоғарғы жағынан беріледі және тік каналдармен жұқа қабықша тәрізді культуралды сұйықтық ағып өтеді. Ауа төменнен қысыммен беріледі. Берілген ауаның жылдамдығын культуралды сұйықтықтағы қаныққан оттегінің жылдамдығымен реттеуге болады.

Аэрациялауға арналған ауа ферментаторға олардың төменгі жағында орналасқан араластырғыштың астында бекітілген бароботер арқылы жеткізіледі. Барометрдің тесігі, биозаттармен бітеліп қалмау үшін төмен қаратылады. Тесіктің жалпы аумағы ауа алып келетін түтіктің көлденең қиындысынан 25% артық болуы керек. Барометрден шығатын ауа араластырғыштың аумағына ілінуі үшін, оның диаметрі араластырғыш диаметріне сай келуі қажет.

Ферментатордың тиімді жұмыс істеуі,оның жиі араластырылып тұруына байланысты. Араластырылудың мақсаты, қондырғының өн бойындағы температураның бірқалыпты сақталуы, жасушаларға қоректік заттарды дер кезінде жеткізіп, зат алмасу үдерісі барысында ыдырайтын метаболизм өнімдерін шығару мен оттегімен белсенді қамтамасыз ету болып табылады. Сонымен қатар, биологиялық үдеріс нәтижесінде бөлініп шығатын артық энергия көздерін дер кезінде шығарып тұру да, микроағзалардың қалыпты өмір сүруіне өз әсерін тигізеді.

Табиғи конвекция кезіндегі жылу берудің есептеулері.

Табиғи конвекциялы жылу беру есептеулерінің қажеттілігі жиі кездеседі, мысалы жылу жүргізуші құбырлардың, булы және су жылытушы қазандардың, жылу жоғалуының есептеулерінде, жылытушы және қыздырушы аспаптарының есептеулерін жүргізуде және т.б кездеседі.

Табиғи конвекция кезіндегі, жылу беру жағдайының екі түрін ажыратады: жылу берудің өте көп көлемде және жылу берудің шектелген (өлшемді) көлемдегі түрлері.

Өте көп көлмдегі жылу берілу. Жылудың өте көп көлемде берілуі, тек қана бір құбылыспен сипатталады, мысалы сұйықты қыздырумен өтеді. Сұйықтың салқындауы, өте қашықта болғандықтан процесстің өтуіне әсерін тигізбейді.

Шектелген кеңістіктегі жылу беруі.

Табиғи конвекция кезінде, осындай жылу беру сұйықтық қабатшаларында, әртүрлі орын алады, мысалы терезе рамаларының әйнектерінің арасында өтеді.

Табиғи конвекция, кезінде, сүйықтың көп көлемде салқындауы (жылытуы), бетінен қашықта өтеді де, конвекция процессіне әсерін тигізбейді. Егер, жылу беруші және жылу қабылдаушы бет жақын орналасса, онда, жоғары көтерілетін және төмен түсетін сұйық ағыны жылытушы құрылғылармен бөлмелерді жылыту, сұйық құбырларының сууы және т.б құбырларымен өтеді. Табиғи конвекциямен пайда болуын қарастыралық, мысалы, сумен жылытылатын радиатордың айналасындағы конвекция.

Қыздырылған қабырғамен ауа, тікелей жұғысқаннан кейін, қызып, жеңіл болады да, Архимед заңына байланысты бетіне көтеріледі де, оның орнына суыңқыраған ауа келеді. Осылайша, қабырға бойымен тоқтаусыз ауа алмасуы жүреді. Радиатордың төменгі қабырға жағында, ауаның өте жұқа қабаты, аз жылдамдық пен көтеріледі де, бұл жерде ламинарлы қозғалыста өтеді. Жылы ауа қабаты, жоғарлап көтерілген сайын, қабаты қалыңдай түседі, жылдамдығы артады. Қабырғаның жеткілікті биігінде өтпелі кезең шекарасынан кейін, ақырындап турбулентті қозғалысқа айналады. Сонымен, ламинарлы және турбулентті қозғалыстар, аралық аймағында өтпелі аймақ болады.

Барлық жазық беттер түрі үшін, өте көп көлемдегі табиғи конвекция кезіндегі, жазық беттің орташа жылу беру коэффициентін анықтаудың есепті формуласы және оның бейімделу іс бағыты (ориентация), сонымен қатар, қандай сүйық және газ болмасын және қандай да қысым мен температураны анықтайды:

Биореактор - биотехнология өндірісінде микроорганизмдерді, өсімдік, жануар жасушаларын өсіру үшін қолданылатын аппарат.

Микроорганизмдерді осіретін аппараттарды биореактор немесе ферментер деп атайды.

Өсімдік клеткаларында вакуоль целлюлоза мен пектиннен тұратын сырткы кабығы олар оте оңай закымданады, әсіресе суспензияны қыздырған кезде. Клеткалар созылып өсу кезінде жиі бүлінеді. Ферментерлерде араластыру аркылы оттегімен камтамасыз ету жолмен өтеді. Былғауыш әрқалай жылдақдықпен айналады және оның қалақтары алуан түрлі болады. Өте шапшан айналдыру клеткалардың бүлінуіне әкеп соғады, ал араластыру жылдамдығы тым бәсендеп кетсе кейбір клеткалар тұнба боп шөгіп, акырында құриды. Ғалымдар зерттеулер жүргізіп, биомассаның өсуіне жағдай жасауға тырысады. Клеткалар саны тіпті көбейіп кеткен жағдайда суспензия өте қоюланып, оның тұтқырлығы артады да, өсіруді қиындатады. Өсімдік клеткаларының микроорганизмдерден тағы бір айырмашылығы, олар бір-біріне, ферментердін кабырғасына және былғауышқа оңай жабысады. Бұдан баска тағы бір қиыншылық - өсімдік клеткалары ыдыстын үстінгі жағында көбік боп жиналады. Өсімдік клеткаларынын осы айтылған ерекшеліктері ғалымдарды ферментердің түрі мен араластыру ережесін үлкен ұқыптылықпен таңдап алуға мәжбүр етеді. Суспензиядағы клеткаларды өсіру негізіңде микроорганизмдер үшін жеке зерттеліп, іс жүзінде кең пайдаланылатын хемостат шен турбидостат принциптері жатады. Хемостат ережесі бойынша, үздіксіз өсіру процесі өсуді тежейтін белгілі бір фактордың әсерімен өтеді. Хемостат әдісін қолданғанда, құрамыңда өсуді тежейтін, концентрациясы белгілі компоненті бір жаңа қоректік орта, тұракты жылдамдықпен биореакторға келіп түрады да, өскен клеткалар суспензиясы сондай жылдамдықпен шығарылып алынып отырады.


Дәріс № 12. Биотехнологиялық процесс, үздікті және үздіксіз аппарат жұмысы.
Микроорганизмдерді культивирлеу әдістері.

Биотехнологиялық синтез технологиясы микроорганизмдер – продуцентінің қасиетіне қарай құрастырылады. Микроорганизмнің осы түрі үшін жағдайының жаақсы болуы, тек өмір сүруіне қолайлы жағдай жасап, көп мол өнім алуға мүмкіндік береді және синтездей алады.

Микроорганизмдерді культивирлеудің кезеңді және үздіксіз әдістері белгілі.

Микроорганизмдерді кезеңді түрде культивирлеу.

Егіс материалын алу барысында көбінесе культивилеудің кезеңді әдісі қолданылады. Микроорганизмдерді культивирлеу кезінде компоненттер қоректік ортаға келіп түспей және одан шықпай тұрған кездк микроорганизмдер өсіріледі және көбееді.

Кезеңдік культивирлеу микробты биосинтез танысқанда алдымен кезеңді культуранаң өсу динамикасын зерттеуден басталады. Периодты культураның дамуы үшін қоректік ортаға егуден басталады. Егу процесі мынадай мөлшерде іске асырылады, минималдды ұстаумен немесе лаг фазасыз микроорганизмнің алдымен өсуімен қамтамасыз етіледі. Биосинтез барысында лаг фазаға түсінікті аз береді немесе өсу үшін қолайсыз жағдаймен түсіндіріледі. Көптеген микробиологиялық процесс үшін ортанаң көлемінің 2% -дей мөлшері «жаңадан жасалған» егіс материалына қатысады.

Тізбектелген ауысу фазалары графикалық түрде көрсетілуі мүмкін.Шыны ыдыста жассушаның саны егіс материалын еккен кезден бастап анықтаса, әрбір уақыт мерзімі белгіленіп, абцисса осіне жіберіледі, жасушаның белгілі санына сәйкестендіріліп ординат осіне жіберіледі.Бұл қисықты микроорганизмдердің өсу қисығы деп атайды және бірнеше фазаларға немесе периодтарға бөледі.

I-фаза лаг-фаза немесе бейімделу фазасы деп аталады. Мұнда жаңадан жасалған қоректік ортаға жіберілген микроорганизмдер көбеймейді, қайта бейімделеді. Бұл фаза 1-2 сағатқа созылады. Фаза аяқтплғаннан кейін жасуша көбее бастайды. Қоректік ортаны пайдалану қуатты түрде жүреді.

Микроорганизмдер көбейгенге дейін қоректік орта инокуляторға енгізіліп отырады. Бұл кезеңде культура жаңа ортаға бейімделеді, бұл фазаның ұзақтығы микроорганизмдердің физиологиялық ерекшелігіне және культивирлеу жағдайына, байланысты егіс материалына және өндірістік орта құрамына байланысты болады. Мұндай айырмашылық аз болған сайын және егілетін микроорганизмдердің мөлшері неғұрлым көп болса, онда 1 фазаның өсуі соғұрлым қысқа болады.

II-фаза өсу жылдамдығының фазасы немесе ауыспалы деп аталады. Бұл жасушаның бөліне бастауы болып сипатталады. Бұл сатыда жасушадағы нуклеин қышқылының ақуыз құрамы жоғарылайды, жасуша көлемі ұлғаяды. Жасуша беті белгі қатынасының аралық жетістігінің арқасында және оның көлемі жасушаның бөлінуімен жүргізіледі, нәтижесінде культураның өсу жылдамдығы мен популяция саны ұлғаяды. Әдетте бұл фазаның жалғасы жоқ.

III-фаза - жасуша санының анағұрлым активті өсу фазасы. Даму фазасы көбеюдің ең активті фазасы. Онда микроорганизмдер қарқынды дамиды, өсу шапшаңдығы да арта түседі. Кейбір жасушалар тіршілігі тежеле бастайды. Ол экспоненциалды немесе логорифмді фазаның өсуі деп аталады. Бұл фазада жасуша белгіленген өсу жағдайына толығымен бейімделгенен кейін басталады, культураның өсуі қоректік зат түспесе де, азықтық заттың зат алмасуы мол болмаса да шектелмейді. Өсу жылдамдығы максималды бекітіледі.

IV - фаза баяу өсу фазасы немесе өсу жылдамдығының төмендеуі бұл фазаның, экспоненциалды фазаға қарағанда жасушалар біртекті болмайды, себебі қолайсыз факторладың әсерінен қоректік зат концентрациясы төмендейді, зат алмасуда өнімнің жиналуы өседі.

V - фаза – стационарлы фаза деп аталады. Бұл фазада пайда болған жасушалар мен қырылған жасушалардың саны теңеледі. Сондықтан тірі жасушалар саны біраз уақыт тұрақты болып қала береді. Көбею кезінде түзілген өнімдер микроорганизмдер тіршілігіне нұқсан келтіре бастайды. Бұл фаза бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылады.

VI – фаза - қырылу фазасы немесе жойылу фазасы. Бұл фазада пайда болған жасушалар санынан қырылған жасушалардың саны басым болады. Қоректік ортаның физико-химиялық қасиеті мүлдем өзгеріп, микроорганизмдердің тіршілік етуіне зиянды жағдайға көшеді. Жасушалар қырылу жылдамдығы арта түседі.

Микроорганизмдерді кезеңді әдіспен өсіру көптеген өндірістерде, егіс материалдарын алу сатысында қолданылады, оның ең басты сатысы – ферментация, көптеген өндірістер үздіксіз немесе кезеңді әдіске байланысты емес.

Кезеңді культивилеуде микроорганизмдердің барынша максималды өсу қабілеті толық қолданылмайды. Тіршілік етудің ең белсенді кезеңі - логарифмдік фаза - өндірістік циклдің азырақ бөлігін алады,ал уақыттың көп бөлігі лаг фазаға кетеді және өсудің жәймен өсетін кезеңіне өтеді.

Кезеңді культивирлеу кезінде жасушалар барлық уақыт бойы ауыспалы жағдайда болады. Алдымен қоректік ортаға дер кезінде мол мөлшерде қоректік заттарды енгізсе, жасуша өсуініңингибирленуі сонда тіршілік етуші микроорганизм өнімнің жиналуы және қоректенудің жетіспеуі басталады. Егер қоректік ортаға бірден мол мөлшерге қоректік зат қосса, онда культураның өсуінің ингибирленуі болады, демек микроорганизмдердің катаболиттік репрессиясы деп аталады. Қоректік затты жәймен қосудың арқасында микроорганизмдердің өсуің ингибирленуін болдырмауға болады. Бұл әдіс субстратты аздап мөлшерлеумен микроорганизмдерді культивирлеу деп аталады.

Культивирлеу барысында қоректік көздерін қосу кезінде қоректік ортаның көлемін өзгертеді. Орта көлемін тұрақты және ортадағы тіршілік етуші микроорганизм өнімднрінің концентрациясын төмендетіп ұстап тұру үшін, культураларды сұйықтықтың бір бөлігін белгілі бір уақыт аралығында аппараттан алып тастауға болады. Мұндай кезеңді культивилеу процесі «көлемді -мөлшерлеуіш» деп аталады.

Субстратты аздап мөлшерлеуде кезеңді культивирлеудің тағы бір әдісі, бұл диализдеуші мембрана арқылы лимиттеуші субстраттың келуін бақылаушы процесс. Егер аппаратқа мембрана орнатқанда, тек белгілі бір заттар сол арқылы ғана енеді, мембранадан бөлінген, ерітіндіден еріген зат диффузиясы арқасында ортадағы оның концентрациясы тұрақты ұсталынып тұрады.

Үздіксіз культивирлеу, экспоненциалды даму фазасында микроорганизмдердің тіршілік етуін ұстан тұру үшін ферменттерге белгілі мөлшерде сандық және сапалық қатынастарда қоректік заттарды үздіксіз беріп отыру болып табылады. Мұндай жағдайларға қозғалмалы күйден тепе-тең күйге жеткізеді, бұл кезде жасушалардың үдіксіз ағдайда және бірден жылдамдықпен көбеюі, қоректік заттарддың келіп түсу жылдамдығымен сәйкес келеді. Культивирленетін жасушалар қоректік заттар мен унемі қамтамасыз етуіне қарамастан культураларды сұйықтықта іс жүзінде олар мүлдем жоқ, демек ағып өтетін сұйықтықта жоқ деген сөз.

Ферментация процесі аяқталғаннан кейін культуралды сұйықтықтың құрамында микроорганизмдердің тіршілік етуіне қажетті заттар, қоректік ортаның қалдықтары көбік сөндіргіш ерігіш және ерімеген заттар болады.