Методи культивування

У природі зустрічається безліч мікроорганізмів. Але у виробництві для мікробіологічного отримання різних речовин використовують головним чином чисті культури, т. Е. Однорідні популяції мікроорганізмів одного певного види і штаму. Чисту культуру зазвичай отримують з однієї ізольованої клітини, яку потім поступово розмножують в стерильному середовищі. Цю роботу проводять у стерильному боксі.

Для вирощування аеробних мікроорганізмів використовують глибинний і поверхневий методи культивування.

При вирощуванні мікроорганізмів глибинним методом клітини суспендировані в рідині і знаходяться в підвішеному стані. У невелику (50-250 мл) колбу наливають рідку живильне середовище, в яку засівають чисту культуру або з поверхні косого агару, або з амплітуд. Потім колбу на добу або більше поміщають в термостат з певною температурою, де культура росте і розмножується. Чисто аеробні мікроорганізми вирощують в спеціальних колбах, які ставлять на гойдалку в термокамері. Після цього культуру пересівають в лабораторні ферментатори з середовищем такого ж або трохи зміненого складу. Подальше розмноження чистої культури у виробничих умовах йде в декілька стадій при використанні металевих інокуляторов об’ємом від 0,1 до 100 м3 і більше. Для кожної наступної стадії необхідно 3-20% посівного матеріалу.

Останню стадію, в якій одержують потрібний продукт, називають робочою ферментацією. У культуральної рідини, отриманої після неї, суспендировані мікробна біомаса, залишки поживного середовища і екстрацелюлярний метаболіти. Методами хімічної технології з культуральної рідини отримують біомасу або потрібну речовину – спирт, кислоту, амінокислоту, антибіотики та інше.

Аналогічно вирощують і анаеробні мікроорганізми, тільки в цьому випадку живильне середовище не продуваються повітря.

Використовуючи метод поверхневих культур, мікроорганізми вирощують на твердих середовищах (вологі висівки та ін.) Або на рідких середовищах, залитих тонким шаром (2-20 см) в спеціальні кювети. У цьому випадку біомаса розташовується на поверхні середовища. Найчастіше цим методом вирощують гриби. Спочатку розмножують суперечки, які інфікуються стерильне середовище. В камерах з кюветами підтримують потрібну температуру і забезпечують аерацію – циркуляцію повітря між кюветами.

Культивування мікроорганізмів може бути:

  • 1. безперервним;
  • 2. періодичним.

При періодичному процесі весь обсяг живильного середовища завантажують в апарат відразу, додають посівний матеріал і при оптимальних умовах продовжують процес до тих пір, поки не нагромадиться потрібну кількість біомаси або певного метаболіту. З фізіологічної точки зору періодичне культивування невигідно. У ході його виникає також ряд технологічних труднощів – циклічний хід операцій, змінні режими, що ускладнює контроль і регуляцію процесу.

Зазначені недоліки усуваються при безперервному культивуванні, методи якого розробили С. В. Лебедєв, А. А. Андрєєв, Н. Д. Єрусалимський та ін. З безперервних процесів найкраще розроблений метод глибинної ферментації. У цьому випадку ферментатор з культурою продуцента безперервним потоком подається стерильна середовище, а зи нього безупинно випливає готова культуральна рідина. Процес може бути гомо – і гетерогенно безперервним.

Посилання на основну публікацію