Нельзя не отметить, что создание промышленности антибиотиков яв-
Ляется крупнейшим достижением биологии нашего столетия. Организация
Этого производства потребовала коренных преобразований существующей
микробиологической промышленности: при этом были решены вопросы
Обеспечения строжайших условий стерильности в ходе всех стадий био-
Технологического процесса, разработаны и созданы эффективная аппара-
Тура с высокими газо-динамическими характеристиками, средства борьбы
С сильным пенообразованием, методывполучения стерильных препаратов
Антибиотиков высокой степени чистоты. Распространение этих достиже-
Ний и применение их в других, сложившихся биотехнологических процес-
Сах, основанных на жизнедеятельности микроорганизмов, сыграло ре-
Шающую роль в становлении современной биотехнологии в целом.
В процессах производства антибиотиков очень большое значение име-
Ет правильный выбор состава питательной среды. В зависимости от при-
Роды используемого микроорганизма в качестве источника углерода воз-
Можно применение различных субстратов. Например, для получения пе-
Нициллина лучшим источником углерода и энергии является глюкоза и
лактоза; грамицидина – глицерин и соли янтарной кислоты; стрептомици-
на и неомицина – глюкоза. При разработке состава среды для каждого
Отдельного продуцента индивидуально подбирают не только тип углерод-
Ного субстрата, но и его концентрацию. В качестве источника азота мно-
Гие продуценты антибиотиков используют восстановленные формы (ам-
Моний и аминокислоты), однако некоторые предпочитают нитраты. Когда
Источник азота должен присутствовать в виде готовых аминокислот, по-
Липептидов или белков, используют пшеничную и кукурузную муку, экс-
Тракты дрожжевой биомассы. Большое значение имеет также концентра-
Ция в среде фосфора, а также других минеральных элементов (серы, мар-
Ганца, железа, кобальта и др.). В ряде случаев существенного увеличения
Выхода антибиотического вещества достигают в результате внесения в
Среду предшественников синтеза конкретного антибиотика. В связи c ин-
Тенсивным пенообразованием, сопровождающим процесс синтеза анти-
Биотиков, в состав среды вводят пеногасители (растительные и животные
Жиры, минеральные масла).
Помимо состава среды, большое влияние на выход антибиотиков ока-
зывают другие физико-химические факторы среды: рН, температура,
Обеспечение кислородом, которые подбираются и задаются индивидуаль-
Но для каждого продуцента.
На предферментационной стадии получают инокулят из музейной
Культуры и готовят питательную среду. После стерилизации технологиче-
Ского оборудования и среды в ферментер вносят требуемое количество
Инокулята и начинают процесс ферментации. В промышленности исполь-
Зуют аппараты различной емкости, от 500 л до 100 м3 и более. В ходе фер-
Ментации культура непрерывно аэрируется стерильным подогретым воз-
Духом. Температура среды, рН и ряд других параметров автоматически
Регулируются в соответствии с регламентом производства конкретного
Антибиотика.
Процесс ферментации осуществляется в строго стерильной, глубин-
Ной, аэробной и периодической культуре и носит выраженный двухфаз-
ный характер (рис. 2.6). Первая фаза сбалансированного роста (тропо-
Фаза) характеризуется быстрым накоплением биомассы продуцента на
Фоне исчерпания углеродного субстрата, а также азота, фосфатов и др.
2 4 6 8
мг/100 мл
Фаза I Фаза II
Время, сут
Рис. 2.6. Процесс развития Streptomyces fradiae 3535 и образования неомицина
(по Ваксману, 1953).
1 – глюкоза, 2 – мицелий, 3 – неомицин.
При этом может наблюдаться некоторое изменение величины рН; синтез
Антибиотиков не наблюдается или имеет место в незначительных количе-
Ствах. На второй фазе (идио-фаза) прирост биомассы прекращается, и мо-