1.2 Стерилизация питательных сред

Для каждого продуцента антибиотика разрабатывается оптимальная питательная среда. В зависимости от природы используемого микроорганизма в качестве источника углерода возможно применение различных субстратов. Например, для получения пенициллина лучшим источником углерода и энергии является глюкоза и лактоза; грамицидина – глицерин и соли янтарной кислоты; стрептомицина и неомицина – глюкоза. [2] Среда должна соответствовать определенным требованиям:

1) обеспечивать максимальное образование антибиотика;

2) состоять из относительно дешевых компонентов;

3) иметь хорошую фильтрующую способность;

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

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

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

За время, затрачиваемое на нагрев среды до температуры, необходимой для стерилизации, и ее охлаждение, происходит разрушение значительного числа микроорганизмов. Хорошо известно, что для нагревания до температуры стерилизации больших объемов среды и затем ее охлаждения требуется больше времени, чем для маленьких объемов, а поэтому время, затрачиваемое на поддержание наиболее высокой стерилизующей температуры в больших объемах, может быть меньшим, чем для небольших объемов с тем же эффектом стерилизации.

Наилучший эффект стерилизации и сохранения термолабильных веществ среды получается в том случае, если стерилизация проводится 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 колонку, через которую пропускается острый пар. Пар подается сверху по внутренней трубе, имеющей щелевидные прорези, благодаря чему пар поступает в среду и происходит быстрый ее нагрев. Среда в колонку подается снизу и движется по спирали вокруг внутренней трубы.

Среда, нагретая в колонке до температуры около 130°, поступает в специальный аппарат, где она выдерживается определенное время при температуре 125—130°С. Время выдержки зависит от состава среды и составляет 5—10 минут. Из выдерживателя стерильная среда поступает в змеевиковый холодильник, охлаждается до 30—35°С (на выходе) и поступает в ферментер.

Непрерывный метод стерилизации имеет ряд преимуществ по сравнению с периодическим:

1) при непрерывном методе стерилизации каждый элементарный объем среды находится при высокой температуре короткое время;

2) благодаря более высоким температурам стерилизации и короткой экспозиции деструкция компонентов питательной среды минимальна;

3) процесс стерилизации всего объема питательной среды растянут во времени, этим обеспечивается более равномерная разгрузка котельной;

4) процесс легко контролируем и управляем.

При применении в качестве отдельных компонентов субстрата термолабильных веществ их, как правило, следует стерилизовать отдельно в условиях более мягкого режима.