Глибинний метод виробництва ферментів

У цьому випадку мікроорганізми вирощуються в рідкому поживному середовищі Технічно цей метод більш досконалий, ніж поверхневий, тому що легко піддається автоматизації й механізації. Концентрація ферменту в середовищі при глибинному культивуванні зазвичай значно нижча, ніж у водних екстрактах поверхневої культури. Це викликає необхідність попереднього концентрування фільтрату перед його виділенням.

При глибинному культивуванні продуцентів ферментів виділяють, як й у будь-якому біотехнологічному процесі, 5 етапів.

1. Готування поживного середовища залежить від складу компонентів. Деякі попередньо подрібнюють, відварюють або гідролітично розщеплюють. Готові до розчинення компоненти подають при постійному помішуванні в ємність для готування середовища в певній послідовності. Стерилізацію середовища проводять або шляхом мікрофільтрації за допомогою напівпроникних мембран, або за допомогою високих температур. Час обробки в цьому випадку залежить як від інтенсивності фактора, так і від рівня забрудненості сторонніми мікроорганізмами об'єкта. Стерилізуються також всі комунікації й апарати. Повітря очищається до й після аерування. До початку, тому що містить частки пилу органічної й неорганічної природи, після – тому що несе клітини продуцента.

2. Одержання засівного матеріалу. Для засівання поживний матеріал середовища готують також глибинним методом. Вид його залежить від продуцента: для грибів це міцеліальна вегетативна маса, для бактерій – молода ростуча культура на початковій стадії спороутворення. Одержання посівного матеріалу складається в збільшенні маси продуцента в 3 – 4 стадії. Обсяг посівного матеріалу залежить від фізіологічних особливостей продуцента. Якщо продуцент розмножується тільки вегетативно, він різко росте (до 5 – 20%). Якщо ж відбувається швидке спороутворення – скорочується до 1%.

3. Виробниче культивування. Біосинтез ферментів у глибинній культурі протікає протягом 2 – 4 діб при безперервній подачі повітря й перемішуванні. Висока концентрація поживних речовин на перших етапах може гальмувати ріст біомаси продуцента, тому часто свіже середовище або деякі його компоненти вводяться у ферментер на стадії активного росту. Температурний оптимум перебуває в інтервалі 22 – 32°С. У сучасних технологічних процесах ведеться безперервне автоматичне визначення вмісту в середовищі вуглеводів, кількості метаболітів, що утворилися, і концентрації клітин. Дані надходять у комп'ютер, що визначає стратегію корекції процесу й автоматично регулює його. Цим досягається максимальна продуктивність і найкраща якість продуктів.

4. Виділення. У міцелії тридобової культури залишається не більше 15% ферментів. Інші виділяються в навколишні клітини або рідке середовище. У цьому випадку препарати ферментів виділяють із фільтратів після відділення біомаси.

5. Одержання товарної форми.