2.2 Подготовка посевного материала

Подготовка посевного материала - одна из ответственейших опе­раций в цикле биотехнологического способа получения антибиотиков. От количества и качества посевного материала зависит как развитие культуры в ферментаторе, так и биосинтез антибиотика. Продуцент обычно выращивают на богатых по составу натуральных средах, спо­собных обеспечить наивысшую физиологическую активность микроор­ганизмов. Подготовка посевного материала - процесс многоступенча­тый (рис. 1).

Рис. 1 Схема многоступенчатого приготовления посевного материа­ла А - выращивание во флаконах, Б - в колбах на качалках: 1 - законсервированный исходный материал; 2 - споровая генерация на ко­сом агаре в пробирке; 3 - II споровая генерация на твердой среде в сосуде; 3 а и 3б - I и III генерации на жидкой среде в колбе; 4 - ферментатор предварительного инокулирования; 5 - ферментатор инокулирования; 6 - основной ферментатор

Микроорганизм предварительно выращивают на агаризованной среде в пробирке (1, 2), затем из пробирки делают высев в колбы с жид­кой питательной средой и проводят две генерации при глубинном вы­ращивании на качалках в течение двух-трех суток для каждой генерации (3а и 3б). Из второй генерации культуры в колбе делают посев в не­большой (10 л) инокулятор 4, после чего хорошо развившуюся культуру переносят в более крупный инокулятор 5 (100-500 л), откуда и делают посев в основной ферментатор 6. Для посева в основной ферментатор используют от 5 до 10 % посевного материала (инокулята).

2.3 Развитие продуцента антибиотика в ферментаторах

Развитие микроорганизма в ферментаторах проходит при строгом контроле всех его стадий и очень точном выполнении регламента усло­вий развития. Большое внимание уделяют поддержанию заданной тем­пературы культивирования, активной кислотности среды (рН), степени аэрации и скорости работы мешалки. В процессе развития организма осуществляют биологический контроль, учитывают потребление орга­низмом основных питательных компонентов субстрата (источника угле­рода, азота, фосфора), внимательно следят за образованием антибиоти­ка. В последнее время все чаще биологический контроль проводят с по­мощью ЭВМ.

Большое внимание при развитии продуцента в ферментаторах об­ращают на процесс пеногашения. При продувании воздуха через куль­туру микроорганизма образуется обильная пена, которая существенно нарушает процесс развития продуцента антибиотика в ферментаторе. Появление большого количества пены обусловлено белковыми веще­ствами, находящимися в среде, и ее высокой вязкостью, что связано с обильным накоплением биомассы.

Для борьбы с пеной в ферментаторах используют поверхностно- активные вещества: растительные масла (соевое, подсолнечное), живот­ный жир (лярд, кашалотовый жир), а иногда минеральные масла (вазе­линовое, парафиновое), спирты и высшие жирные кислоты. Нередко в качестве пеногасителей используют специально синтезированные веще­ства (силиконы, диазобутананкарбамил и др.).

Многие вещества (масла, жиры, спирты и др.), используемые в ка­честве пеногасителей, потребляются продуцентами антибиотиков как дополнительные источники углеродного питания. При этом часто наблюдается повышение выхода антибиотика. Однако внесение пенога- сителя может снижать скорость растворения кислорода, что, в свою оче­редь, отрицательно сказывается на развитии микроорганизма и его био­синтетической активности.

Иногда используются механические способы пеногашения (отса­сывание пены через специальные трубы, разрушение пузырьков пены сильными струями жидкости, пара или газа).

Общая схема производства антибиотиков до стадии выделения и химической очистки представлена на рис. 2