Получение посевного материала в производственных инокуляторах или посевных аппаратах

Эта важная технологическая операция, состоящая в обеспечении основного производства достаточным количеством высококачественной биомассы клеток продуцента для засева промышленных ферментеров.

Начало процесса ферментации в посевных аппаратах, как и в основных ферментерах, начинается с засева их производственным штаммом, выращенным в необходимом количестве на предыдущих стадиях культивирования. В зависимости от продуцента количество посевного материала, передаваемого в посевной аппарат, может варьировать в широких пределах от 1 до 20% (обычно 3−5%) по объему. Коэффициент заполнения посевного аппарата в зависимости от конструкции его отдельных узлов (способ перемешивания, наличие эффективных механических пеногасителей и др.) составляет 0,5−0,7. Перемешивание среды достигается либо в результате барботажа стерильного воздуха, либо турбинной мешалкой со скоростью вращения 300 об/мин.

При выращивании культуры продуцента состав питательных сред может несколько меняться в зависимости от употребляемого штамма и основного источника углерода (см. таблицу 1.4.2.1.).

Таблица 1.4.2.1. Питательная среда для культивирования продуцента лизина в посевном аппарате (в %)

Посевную культуру выращивают при температуре 28−32 °С в течение 18−24 ч и расходе воздуха 1 объем на 1 объем жидкости в 1 мин. В течение всего процесса культирования pH среды поддерживают на уровне 7,0−7,2. Об окончании процесса судят по оптической плотности культуральной жидкости и морфологическим признакам выросших клеток.

Культивирование продуцентов лизина на ацетатной среде характеризуется рядом особенностей. Поскольку присутствующий в среде ацетат угнетает биосинтез ферментов цикла трикарбоновых кислот, предельно допустимое содержание субстрата не должно превышать 2%. Поэтому при культивировании осуществляют его дробную подачу. Установлено, что наилучших результатов в производстве биомассы удается достичь при использовании в качестве источника углерода смеси уксусной кислоты с ацетатом аммония, взятых в определенном соотношении, устанавливаемом для каждого штамма экспериментально. При этом в пересчете на уксусную кислоту общая концентрация ацетат-ионов не должна превышать 1,5−2,0%.

Наиболее перспективным не только для роста клеток, но и для биосинтеза лизина оказалось применение в качестве субстрата смеси ацетата с легкоусвояемым углеводом — сахарозой или глюкозой. Источником последних обычно служит та же меласса или гидрол, в исходной питательной среде их количество должно быть сравнимо с ацетатом.

По завершении процесса ферментации в посевных аппаратах готовая культура не должна содержать фагов, посторонней микрофлоры и иметь титр около 10⁹ клеток на 1 мл. После проведения микробиологического контроля выращенный продуцент передают на стадию производственной ферментации.