Подготовка посевного материала

Каждая производственная куль­тура, которая используется в качестве продуцента целевого про­дукта, должна иметь свой паспорт, в котором указаны: ее назва­ние, род (вид), коллекционный номер, средний уровень актив­ности, серия, дата выпуска, срок годности, характеристика сре­ды для выращивания и хранения культуры.

Процесс подготовки посевного материала многоступенчатый, состоит из нескольких последовательных этапов.

При выращивании посевных доз инокулята применяют принцип масштабирования, то есть проводят последовательное наращивание биомассы продуцента в колбах, бутылях, далее в серии последовательных ферментеров. Каждый последующий этап данного процесса отличается по объему от предыдущего обычно на порядок. Полученный инокулят по стерильной посевной линии направляется далее в аппарат, в котором реализуется ферментационная стадия.

Сначала ис­ходная культура выращивается на агаризированной среде в про­бирке. На этом этапе при высеивании исходной культуры на агаризированной среде можно посмотреть ее морфологию с целью изучения чистоты этой культуры.

Далее выращивание ведется в колбах в жидкой среде на качалке. На этой стадии уже включается процесс аэрации и происходит перемешивание ис­ходной культуры с жидкой питательной средой при определен­ной температуре.

Затем исходную культуру, перемешанную с жидкой питательной средой, переливают в посевной аппарат (инокулятор) в количестве 10 —25 % объема инокулятора. Здесь также осуществляются перемешивание и аэрация. Иногда по­севной аппарат называют маленьким ферментером, а произ­водственный аппарат — большим, функциональных различий между ними нет.

При подготовке посевного материала происходит ступенчатое увеличение биомассы – масштабирование инокулята. Поэтому могут использоваться один или несколько посевных аппаратов, возрастающие по объему (выра­щивание посевного материала осуществляется доливным методом примерно до уров­ня 5—10% объема основного ферментера). У инокулятора есть устройство подачи и фильтрации воздуха. Этот ферментер, как и основной, снабжен технологическими окнами, датчиками, отбой­никами и т.д.

В посевном аппарате питательная среда стабильна. В ферменте­ре же по мере накопления целевого продукта концентрация угле­рода и азота падает, т.е. с течением времени состав питательной среды изменяется. Поэтому микроорганизмы начинают испыты­вать дефицит питания, и их ответом на такое воздействие являет­ся выработка (выброс), например, антибиотика.

Поддержание и подготовка чистой культуры является очень важным моментом предферментационной стадии, так как продуцент, его физиолого-биохимические характеристики и свойства определяют эффективность всего биотехнологического процесса. В отделении чистой культуры осуществляют хранение производственных штаммов и обеспечивают их реактивацию и наработку инокулята в количествах, требуемых для начала процесса.

Выращивание производственной культуры (производственное куль­тивирование) составляет основную и самую длительную стадию тех­нологического процесса.

Процесс осуществляется в ферментерах. Ферментер представляет собой цилиндрическую емкость из нержавеющей стали со сферической крышкой. Аппарат снабжен термостатирующим, переме­ривающим, аэрирующим и регулирующим рН среды устройствами, оборудован системой подачи среды, воды, пара и т.д.

Основное тре­бование, предъявляемое к ферментеру, - сохранение стерильности при интенсивной аэрации питательной среды.

Стадия ферментации – биосинтеза- является основной стадией в биотехнологическом процессе, так как в ее ходе происходит взаимодействие продуцента с субстратом и образование целевых продуктов (биомасс, эндо- и экзопродуктов).

Эта стадия осуществляется в биохимическом реакторе (ферментере) и может быть организована в зависимости от особенностей используемого продуцента и требований к типу и качеству конечного продукта различными способами. Ферментация может проходить в строго асептических условиях и без соблюдения правил стерильности (так называемая «незащищенная» ферментация); на жидких и на твердых средах; анаэробно и аэробно. Аэробная ферментация, в свою очередь, может протекать поверхностно или глубинно (во всей толще питательной среды).

Дата добавления: 2015-07-25