Биотехнология - Ю.О. Сазыкин 2006

Общая биотехнология
Основные этапы биотехнологического процесса
Стерилизация питательных сред

Используемые в промышленности среды (как правило, жидкие, комплексные, реже синтетические) стерилизуются тепловым методом (насыщенным паром).

Устойчивость микроорганизмов к тепловому воздействию определяется многими факторами, в частности видовой принадлежностью микроорганизма. Учитывается, что споры гораздо устойчивее к нагреванию, чем вегетативные клетки. На эффективность тепловой стерилизации влияет количество клеток в среде: чем их меньше, тем легче достигается стерилизующий эффект. Из этого следует, что перед стерилизацией необходимо понижать количество микробных клеток в среде.

Определяющее значение при тепловой стерилизации имеют температура и время ее поддержания. Чем выше температура, тем быстрее достигается стерилизующий эффект. Для оценки эффективности процесса стерилизации используют физические (по температуре и давлению пара), химические (по температуре плавления или изменению цвета), микробиологические (с высевом на стандартные среды), биоиндикаторные (с использованием Bacillus stearothermophilus) методы.

При тепловой стерилизации помимо гибели контаминирующих микроорганизмов могут разрушаться термолабильные вещества среды: витамины, ферменты, некоторые аминокислоты. С этим явлением, ухудшающим качество питательных сред, борются, повышая температуру и уменьшая время стерилизации.

Тепловая стерилизация жидкостей выполняется двумя способами: периодическим и непрерывным. При периодическом способе стерилизация происходит в самом ферментере. Одновременно нагревается весь объем жидкости (среды) до температуры стерилизации, которая выдерживается определенное время, после чего понижается до заданной. Этот способ прост и применяется в случае небольших аппаратов. Его недостатки: значительный градиент температуры по объему и «недостерилизация» в тупиках. При непрерывном способе (более прогрессивном и производительном) стерилизация осуществляется в специальных установках.

В результате температуру можно увеличить до 130—150 °С; при этом время стерилизации уменьшается до 3—10 мин, что положительно сказывается на качестве среды.

Недостатком в данном случае является увеличение протяженности трубопроводов, что повышает вероятность вторичной контаминации.