2. Методы культивирования продуцентов антибиотиков

В современных условиях наиболее перспективным методом выращивания микроорганизмов-продуцентов антибиотиков признан метод глубинного культивирования. Метод состоит в том, что микроорганизм развивается в толще жидкой питательной среды, через которую непрерывно подается стерильный воздух, и среда перемешивается.

Существует четыре основных модификации глубинного способа выращивания микроорганизмов.

1. Периодическое культивирование.

При этом способе весь процесс развития микроорганизмов полностью завершается в одном ферментаторе, после чего ферментатор освобождается от культуральной жидкости, тщательно промывается, стерилизуется и вновь заполняется свежей питательной средой. Среда засевается изучаемым микроорганизмом, и процесс возобновляется.

2. Отъемный метод.

Культивирование микроорганизмов осу­ществляется в ферментаторах с периодическим отбором части объема культуральной жидкости в ферментаторе и доводится свежей питатель­ной средой до исходного уровня.

3. Батарейный способ.

Микроорганизмы развиваются в ряду по­следовательно соединенных ферментаторов. Культуральная жидкость на определенной стадии развития микроорганизма перекачивается из пер­вого ферментатора во второй, затем из второго в третий и т. д. Освобож­денный ферментатор немедленно заполняется свежей питательной сре­дой, засеянной микроорганизмом. При этом способе выращивания мик­роорганизмов емкости используются более рационально.

4. Непрерывное культивирование.

В основе метода лежит прин­цип непрерывного протока питательной среды, что позволяет поддер­живать развитие микроорганизма на определенной стадии его роста. Стадия развития микроорганизма определяется тем, что в этот период происходит максимальный биосинтез антибиотика или другого биоло­гически активного соединения.

Установлено, что в условиях непрерывного процесса биосинтеза некоторых антибиотиков можно получить хорошие результаты, если процесс вести в две стадии. В первом аппарате батареи поддерживают высокую скорость потока, обеспечивающую большую скорость роста продуцента антибиотика, с тем, чтобы получить высокоактивную био­массу, а во втором аппарате обеспечивают низкую скорость потока и соответственно небольшую скорость роста. Процесс непрерывного культивирования - перспективное направление современной биотехно­логии.

2.1 Стерилизация питательных сред

Для каждого продуцента антибиотика разрабатывается оптималь­ная питательная среда. Среда должна соответствовать определенным требованиям:

а) обеспечивать максимальный выход антибиотика;

б) состоять из относительно дешевых компонентов;

в) иметь хорошую фильтрующую способность;

г) обеспечивать применение наиболее экономичных приемов вы­деления и очистки антибиотиков.

Стерилизация питательных сред в промышленных условиях осу­ществляется двумя методами: периодическим и непрерывным.

Периодический метод стерилизации применяется при использова­нии небольших объемов среды и состоит в том, что среда нагревается до температуры 120-130 ^оС непосредственно в ферментаторах или в специ­альных котлах-стерилизаторах, выдерживается при этой температуре в течение 30-60 минут (в зависимости от объема среды и ее состава), по­сле чего охлаждается до 27-30 ^оС.

За время, затрачиваемое на нагрев среды до температуры, необхо­димой для стерилизации, и ее охлаждение, уничтожается значительное число микроорганизмов. Эффект стерилизации и сохранение термола­бильных веществ достигаются в том случае, если стерилизацию прово­дят при более высокой температуре и за более короткое время.

Непрерывный метод стерилизации целесообразно применять при использовании больших объемов среды. Приготовленная среда из спе­циального сосуда с помощью насоса подается в стерилизационную ко­лонну, через которую пропускают острый пар (давление пара около 50⁵ Па). Пар подают сверху по внутренней трубе, имеющей щелевидные прорези, благодаря чему он поступает в среду, быстро ее нагревая. Сре­да в колонну подается снизу и движется по спирали вокруг внутренней трубы.

Среда, нагретая в колонне до необходимой для стерилизации тем­пературы (~130 ^оС), поступает в специальный аппарат, где она выдержи­вается определенное время при температуре 125-130 ^оС. Время выдерж­ки зависит от состава среды и длится 5-10 минут. Отсюда стерильная среда поступает в змеевиковый холодильник, охлаждается до 30-35 ^оС (на выходе) и поступает в ферментатор.

Непрерывный метод стерилизации имеет ряд преимуществ: воз­можность автоматического регулирования процесса, быстрый и равно­мерный нагрев среды, обеспечение более полной стерильности среды и др.