Получение посевного материала
Для получения посевного материала используют исходную музейную культуру продуцента, которая поступает в заводскую лабораторию из научно-исследовательского института или с посевной станции. Как правило, посевной материал, содержащий молодые, растущие клетки микроорганизмов из начальной стадии спорообразования (споры, конидии), поступает в пробирках на скошенных агаризованных средах, в виде чистых культур в ампулах. Каждая производственная культура имеет паспорт, в котором указаны продуцент и его коллекционный номер, серия и дата изготовления, средняя активность серии и срок годности. В паспорте представлена характеристика среды для выращивания и хранения культуры. Полученный посевной материал подвергают тщательному микробиологическому и биохимическому контролю, так как от его активности и чистоты зависит дальнейший производственный цикл.
В зависимости от вида продуцента, его физиолого-биохимических особенностей приготовление посевного материала (до стадии производственной ферментации) проходит в несколько этапов: исходная культура > скошенная агаризованная среда > выращивание на качалке в колбах на жидкой питательной среде (одна-две стадии) > посевные аппараты (одна - несколько стадий) > стадия производственной ферментации.
Исходную культуру при оптимальных температурах выращивают в пробирках на скошенной агаризованной питательной среде. Для микроскопических грибов, актиномицетов выращивание длится до наступления обильного (72-120 ч) спорообразования, для бактериальных культур наиболее благоприятный возраст устанавливают экспериментально.
Выращенную культуру (1-5% к объему) с поверхности скошенной агаризованной среды стерильно смывают водой и переносят в колбы Эрленмейера на 750 мл, содержащие 50-100 мл жидкой питательной среды. Засеянные колбы выращивают на качалке (120-240 об/мин) при температуре 28-30 °С в течение 18-36 ч. Выращивание на качалке при перемешивании (встряхивании) увеличивает скорость роста культуры, что связано с интенсификацией массообмена. Эту стадию выращивания контролируют по морфологическим показателям микроорганизма. Наилучшие результаты дает культура, которая находится в стадии физиологической зрелости в конце логарифмической фазы роста. Для повышения титра клеток в инокуляте и увеличения количества посевного материала культуру выращивают в несколько стадий.
Готовую культуру стерильно переносят в посевной аппарат (малый инокулятор) с предварительно простерилизованной питательной средой. Посевной аппарат оснащен мешалкой, аэрирующим устройством, а также контрольно-измерительной аппаратурой для регулирования температуры, pH среды, уровня пенообразования и т. д. Вместимость посевного аппарата может быть различной (0,1-10 м3), а количество стадий выращивания определяется объемом производства и нормой расхода посевного материала для каждого продуцента.
Ниже приведены характеристики типовых аппаратов с механическим перемешиванием, используемых в качестве посевных.
Большое значение имеет качество посевного материала. Перенос микробных клеток из одной стадии выращивания в другую желательно осуществлять тогда, когда рост популяции происходит с максимальной скоростью, т. е. в фазе так называемого экспоненциального роста. Коэффициент перехода от одного аппарата к другому будет зависеть от конкретных условий выращивания каждого микроорганизма. Если этот переход осуществляется в фазе экспоненциального роста, то типичным коэффициентом перехода по отношению к объему последующей используемой аппаратуры для практических расчетов следует принимать величину, равную 10.