Все процессы микробиологического синтеза проводят с чистыми культурами микроорганизмов. Чистота посевных и готовых культур является основным условием производства биопрепаратов.

В течение всего микробиологического производства проводятся разнообразные мероприятия, обеспечивающие сохранение чистоты культуры на всех этапах технологического цикла – от хранения эталонных штаммом в лаборатории и промышленного выращивания микроорганизмов в аппаратах-культиваторах (АКВ) до момента получения готовой лекарственной формы биопрепарата.

К первоочередным мероприятиям относятся: стерилизация оборудования и коммуникаций; обеспечение их герметичности; очистка и стерилизация воздуха, подаваемого в аппарат; стерилизация питательных сред; специальные методы отбора проб и их анализ; внесение в АКВ питательных веществ, пеногасителей, посевного материала и процесс выращивания.

Необходимость обеспечения асептических условий в биотехнологических процессах продиктована целым рядом факторов:

• во-первых, посторонние микроорганизмы – контаминанты – потребляют компоненты питательных веществ и при этом выделяют метаболиты, тормозящие рост основной культуры. Это тем более существенно, что такие наиболее распространенные контаминанты, как Вас. subtilis, Вас. megaterium, Вас. stearothermophilis и другие, характеризуются очень высокими скоростями роста по сравнению с основной культурой;
• во-вторых, развитие контаминантов неконтролируемо влияет на условия роста и развития основной культуры;
• в-третьих, наличие в культуральной жидкости посторонней микрофлоры и продуктов ее жизнедеятельности затрудняет выделение целевого продукта и снижает его качество.

Посторонняя микрофлора может попадать с питательной средой, водой, добавками, воздухом, подаваемым для барботирования, или из окружающей среды с любым из видов сырья, а также при взятии проб на анализ.

Загрязненность воды и воздуха микроорганизмами характеризуется следующими данными:
– содержание микроорганизмов в 1 мл воды из артезианских скважин до 10³, из городского водопровода – 10³–10⁴ из рек или водохранилищ – 10⁴–10⁶, в сточных водах – 10⁸–10¹²;
– содержание взвешенных частиц в воздухе составляет до 10⁹ в 1 м³, в том числе микроорганизмов – 0,8 • 10³ (10⁴) в 1 м³. Среди этих микроорганизмов обнаружены бактерии и их споровые формы, вирусы, дрожжи, грибы и др.;
– среднее содержание бактерий и их спор достигает 1000–1500 микробных клеток в 1 м³ воздуха.

Методы, применяемые для исключения попадания в культуру посторонней микрофлоры, основаны на задержке или уничтожении микроорганизмов. Добиться требуемой чистоты вещества возможно установкой физической преграды для микроорганизмов или уничтожив их до подачи в стерильный объект.              

К способам, основанным на принципе задержки микроорганизмов, относят стерилизующую фильтрацию воздуха и жидкостей, герметизацию технологического оборудования и коммуникаций. Эти способы по своей сути являются физическими. К способам стерилизации, основанным на уничтожении микроорганизмов, относят термическую, химическую и радиационную стерилизацию, которые применяют для обеззараживания оборудования, коммуникаций, питательных сред и технологических растворов.

В качестве стерилизующего агента при термической стерилизации обычно используют водяной пар, подаваемый под различным давлением и разной температурой.

Химическую стерилизацию применяют для тех элементов оборудования, которые не выдерживают нагревания до 130 °С, к их числу относятся датчики, воздушные фильтры.

В качестве агентов химической стерилизации используют формальдегид, оксид этилена, пероксид водорода, щелочи, спирты, кислоты.

Радиационная стерилизация вызывает гибель микроорганизмов за счет воздействия ионизирующего излучения. В силу многих технических причин этот способ пока не нашел широкого применения в микробиологической промышленности.

Способ стерилизующей фильтрации обеспечивает полную или частичную задержку микроорганизмов. Он широко применяется для очистки газов (аэрирующего воздуха) и жидкостей (главным образом, на конечных стадиях производства фармацевтических препаратов).

Термическая стерилизация оборудования, коммуникаций, питательных сред, отходов и других технологических жидкостей основана на том, что при высоких температурах погибают как вегетативные клетки, так и споры микроорганизмов. Режим стерилизации зависит от вида микроорганизмов, их свойств, состава и других факторов. Наиболее устойчивы к высоким температурам термофильные микроорганизмы, способные не только выживать, но и размножаться при температуре, губительной для большинства микроорганизмов. Термофильные микроорганизмы (Вас. stearothermophilis) следует рассматривать как основу посторонней микрофлоры при расчете режимов термической стерилизации, гарантирующих их уничтожение.

Практическое применение термической стерилизации связано прежде всего с характеристикой стерилизуемого объекта. Так, пустые аппараты и коммуникации чаще всего стерилизуют насыщенным водным паром, питательные среды и другие жидкости – путем нагревания под давлением, в ряде случаев применяют горячий воздух (сухой жар).

Наибольшим бактерицидным эффектом обладает насыщенный водяной пар, подаваемый под давлением. При стерилизации паром время гибели спор, наиболее устойчивых термофилов, составляет 25 мин при 121 °С, 4 мин – при 132 °С, тогда как при использовании сухого воздуха споры гибнут за 60 мин при 160 °С, при 180 °С за 10 мин. Инактивация таких спор в кипящей воде при 100 °С происходит чрезвычайно медленно – они гибнут через 7–10 ч.

Гибель микроорганизмов под действием высоких температур происходит в результате коагуляции белков. Важное значение при этом играет объем воды, содержащейся в клетке, – чем больше воды, тем ниже температура коагуляции белков. Именно этим объясняется высокий стерилизующий эффект насыщенного водяного пара – он не только нагревает, но и дополнительно увлажняет клетки, что повышает их термочувствительность.

Сухой горячий воздух используют для стерилизации материалов и предметов, которые могут быть испорчены при обработке паром: безводные жиры, масла, порошки, предметы, подверженные коррозии.

Гибель микроорганизмов под действием высокой температуры происходит не мгновенно, концентрация клеток или спор постепенно снижается в течение определенного промежутка времени до тех пор, пока не погибнет последняя спора.

Важным технологическим процессом в биологических производствах является очистка от механических включений и стерилизация воздуха, используемого для вентиляции цехов и боксов, передачи под давлением стерильных культуральных жидкостей и растворов, поддержания избыточного давления в стерильных емкостях.

В значительно больших объемах стерильный воздух используется для аэрации процесса культивирования.

Отводимый от оборудования, лабораторных и производственных помещений воздух также должен подвергаться очистке от присутствующих в нем микроорганизмов и контролироваться на чистоту.

Основным требованием к техническим системам очистки и стерилизации воздуха на биопредприятиях является очистка его от микрофлоры и других примесей. Кроме обеспечения этого требования, рассматриваемые системы должны обеспечивать получение воздуха с определенными термодинамическими характеристиками (температура, влажность, давление), от которых, в конечном счете, зависит эффективность работы систем в целом.

Необходимость обеспечения высокой степени очистки воздуха от микроорганизмов обусловила использование метода удаления аэрозольных частиц из газа путем пропускания его через различные материалы – волокнистые (бумага, картон) или пористые (полимеры, металлы, керамика) и т.д.

При выращивании микроорганизмов, клеток животных и вирусов в глубинных условиях требуется подача стерильного воздуха или других газов в биореактор для аэрации культуральной жидкости. Воздух или другие газы, подаваемые в биореактор, не только снабжают растущую культуру кислородом, азотом, углекислым газом и другими, но и отводят продукты газообмена и физиологическое тепло, выделяемое микроорганизмами в процессе биосинтеза, способствуют гомогенизации суспензии, увеличивают скорость процессов массо- и теплообмена.

Удаление любых частиц из газа (в том числе и бактерий) происходит при минимальной производительности фильтра под действием следующих механизмов: гравитационных, диффузионных и электростатических сил захвата частиц, тогда как при высокой скорости газа основную роль играют силы инерции.

Большое значение также имеет относительная влажность стерилизуемого воздуха или газа. Если она слишком высока, то работа фильтра становится неустойчивой. Эффективность работы фильтров для стерилизации воздуха определяется следующими факторами: эффективность и механическая прочность фильтрующего материала; герметичность крепления фильтрующего материала в корпусе фильтра; удобство и быстрота смены фильтра.

По конструкции фильтры для стерилизации воздуха делятся на две группы:

1) фильтры глубинного типа с применением волокнистых фильтрующих материалов;
2) фильтры с отдельными фильтрующими элементами.

5.2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД
ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Всем организмам присущ постоянный обмен веществ с окружающей средой. Для осуществления процессов питания и размножения необходимы определенные условия и, в первую очередь, наличие питательных материалов, из которых микробы синтезируют составные части и получают путем окисления необходимую энергию.

По типу питания бактерии подразделяют на аутотрофные (прототрофные) и гетеротрофные.

Аутотрофные (от греч. autos – сам, trophe – пища) микроорганизмы

Обладают способностью создавать органические вещества из неорганических, они не нуждаются в органических соединениях углерода. Синтез составных частей микроорганизмов осуществляется путем усвоения углекислоты, воды и простых азотистых соединений (аммиака, его солей, солей азотистой кислоты). К микробам аутотрофного питания принадлежат нитрофицирующие бактерии, многие серобактерии, а также азотфиксирующие бактерии (Azotbacter, некоторые виды Clostridium), которые усваивают азот из атмосферы. Синтез сложных веществ происходит у них за счет энергии, получаемой при окислении аммиака до нитратов (Nitrosommonas) и нитритов (Nitrobacter), а серы, сульфидов, тиосульфатов –до серной кислоты (Thiobaillus thiooxidans).

Некоторые виды микроорганизмов – анаэробные пурпурные и зеленые серобактерии содержат хлорофилл и используют солнечную энергию для фотосинтеза. При изучении аутотрофных бактерий было установлено, что в процессе синтеза органических веществ клетки используют углекислоту в качестве единственного источника углерода и не в состоянии усваивать более сложные соединения углерода, а следовательно, не могут быть патогенными для человека и животных.

Гетеротрофные (от греч. heteros – другой) бактерии

Нуждаются для своего питания в органическом углероде (углероды, кето-, амино-, окси- и жирные кислоты), различных азотистых Соединениях (нитраты, аммиак), неорганических веществах (калий, магний, марганец, железо, фосфаты, сульфаты), микроэлементах и «наминах. Гетеротрофные микробы подразделяются на сапрофиты и паразиты.

Сапрофиты (от греч. sapros – гнилой, phyton – растение) живут за счет органических веществ, находящихся во внешней среде. К ним относятся большинство видов бактерий, населяющих нашу планету. Их иначе называют метатрофными.

Паразиты (от греч. parasitos – нахлебник, живущий на поверхности или внутри другого организма, хозяина и питающийся за его счет). Эту группу составляет сравнительно небольшое количество видов микроорганизмов, приспособившихся в ходе эволюции к паразитическому образу жизни. Некоторые исследователи называют их паратрофами, поскольку они питаются за счет органических соединении животных и человека. Однако подразделение гетеротрофных микробов на сапрофитов и паразитов не является абсолютным, поскольку невозможно установить резкую грань между этими подгруппами.

Основное отличие гетеротрофных организмов от аутотрофных заключается в том, что они нуждаются в органических соединениях, содержащих асимметрический атом углерода. Однако за последнее время доказано, что отдельные виды гетеротрофных бактерий, простейших, грибов, дрожжей, а также животные усваивают углекислоту и аммиак, синтезируя из них сложные углеводы и аминокислоты.

Эти данные подтверждают положение, высказанное в 1921 г. А.Ф. Лебедевым, что абсолютно гетеротрофных микроорганизмов нет. Усвоение углекислоты, как было установлено, не является монополией зеленых растений и пурпурных серобактерий, оно имеет место и среди многих гетеротрофных микробов; не лишены этой способности и патогенные виды.

Отдельные виды патогенных для животных и человека микробов могут существовать во внешней среде как сапрофиты и, наоборот, некоторые сапрофиты при неблагоприятных условиях могут вызывать у людей и животных различные заболевания.

В настоящее время установлено, что некоторые микроорганизмы, раньше считавшиеся типичными гетеротрофами, хорошо растут в синтетических средах с сернокислым аммонием и добавлением витаминов. Многие патогенные микробы, культивируемые на средах, содержащих кровь, асцитическую жидкость, сыворотку и т. д., можно выращивать в синтетических средах.

В питании микробов большое значение имеют азот и его соединения. По характеру азотистого питания микроорганизмы подразделяются на группы: фиксирующие азот из воздуха; усваивающие минеральные формы азота (сульфат аммония); развивающиеся в присутствии отдельных аминокислот и их смеси; культивируемые в белковых питательных средах.

Источниками углерода для микробов могут служить различные углеводы, многоатомные спирты, органические кислоты и их соли.

Наряду с пептонами, углеводами, жирными кислотами и неорганическими элементами бактерии нуждаются в специальных веществах – витаминах или факторах роста, играющих роль катализаторов в биохимических процессах клетки и являющихся структурными единицами при образовании некоторых ферментов.

В культурах плесневых грибов Я.Я. Никитинским в 1904 г. были выявлены органические вещества – стимуляторы их роста. Значительная часть микроорганизмов требует для своего развития наличия биотина.

Одни микробы не нуждаются в добавлении к питательной среде витаминов, так как они сами могут их синтезировать, другие недостаточно хорошо растут в безвитаминных средах, но дают более пышный рост при добавлении витаминов; такие микробы, как пневмококк и гемолитический стрептококк, совсем не культивируются в безвитаминных средах.

Клетка микроорганизма является сложной биологической системой развивающейся при определенных условиях. Она состоит из комплекса органических и минеральных веществ, причем их содержание в клетках различных микроорганизмов может колебаться в зависимости от ее рода и вида, состава питательных сред, способов и условий культивирования, возраста культуры и т. д.

5.3. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕОБХОДИМЫХ
КОМПОНЕНТОВ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД,
ПРИМЕНЯЕМЫХ В БИОТЕХНОЛОГИИ

Для размножения микроорганизмов должны быть созданы оптимальные условия. При этом питательная среда должна содержать: вещества, необходимые для роста и размножения микроорганизмов, а также для построения клеток – источники азота, углерода, водорода и кислорода; неорганические соединения в виде различных солей; бактериальные витамины или так называемые «факторы роста»; воду.

Однако наличие всех указанных субстратов само по себе, без учета физико-химических показателей среды, не обеспечивает оптимальных условий для существования микроорганизма. Такими показателями являются: рН среды; окислительно-восстановительный потенциал; вязкость; плотность; влажность; осмотические свойства.

Так как виды бактерий характеризуются значительными различиями в обмене веществ, то естественно, что для их выращивания используются разные питательные среды. При составлении питательных сред особо важное значение имеет вопрос об источниках углерода и азота, так как кислород, водород и сера могут потребляться микроорганизмами из воды и сульфатов.

В зависимости от состава и назначения питательные среды подразделяют по консистенции на жидкие, полужидкие и плотные (твердые). К плотным средам относят обычно агаризованные среды, хотя в качестве уплотняющих веществ можно использовать и другие вещества (желатина, агар-агар, селикагель, карбоксиметилцеллюлоза и др.). К ним относятся также свернутая сыворотка, свернутый яичный белок и т. п.

На плотных средах легче проводить бактериологические исследования культур, легче выявить заражение посторонней микрофлорой и выделить чистую культуру из отдельных колоний. Для хранения микроорганизмов, как правило, применяются плотные среды. Однако поскольку плотные среды получают главным образом включением в их состав агара, то вместе с ним могут быть внесены в качестве примесей различные катионы, питательные вещества и ростовые факторы в количестве, достаточном для проявления роста некоторых культур (имеются данные о росте микроорганизмов на агаре, приготовленном только на одной воде, без добавления питательных веществ).

Жидкие среды используют для проведения более точных исследований, их составом проще варьировать.

По составу питательные среды подразделяют на простые или обычные – пептонная вода, мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар, питательная желатина – их иногда называют универсальными, и сложные, политропные, или специальные – кровяной агар, асцитический агар и бульон, свернутая сыворотка.

По назначению питательные среды разделяют на дифференциально-диагностические, элективные, накопительные (среды обогащения, насыщения), ингибиторные, селективные, индикаторные, среды для консервирования. По составу бывают натуральные, синтетические и полусинтетические.

Дифференциально-диагностические – это сложные среды, на которых микроорганизмы разных видов растут по-разному в зависимости от биохимических свойств культуры.

Селективные, ингибиторные и элективные среды предназначены для выращивания строго определенного вида микроорганизма. Для других они неблагоприятны или недостаточно благоприятны. Эти среды служат для выделения бактерий из смешанных популяций и дифференцирования их от сходных видов. В их состав добавляют различные вещества, подавляющие рост одних видов и не влияющие на рост других.

Среду можно сделать селективной за счет величины рН. Примерами являются среда Сабуро для культивирования дрожжей с низким рН, а также среды с рН от 8 до 9 для выделения холерного вибриона. В последнее время в качестве веществ, придающих средам селективный характер, применяют антимикробные агенты, такие, как антибиотики и другие химиотерапевтические вещества.

Элективные среды нашли широкое применение при выделении возбудителей кишечных инфекций. При добавлении малахитовой или бриллиантовой зелени, солей желчных кислот, значительных количеств хлорида натрия или лимонно-кислых солей подавляется рост кишечной палочки, но рост патогенных бактерий кишечной группы не ухудшается. Некоторые элективные среды готовят с добавлением антибиотиков.

Среды для поддержания культуры составляют так, чтобы в них не было селективных веществ, способных вызвать изменчивость культур.

Консервирующие среды, как правило, служат для первичного посева и транспортировки исследуемого материала.

Накопительные среды (обогащения, насыщения) – это среды, на которых определенные виды культур или группы культур растут быстрее и интенсивнее сопутствующих. При культивировании на этих средах обычно не применяют ингибиторные вещества, а наоборот, создают благоприятные для определенного, присутствующего в смеси вида, условия. Основой сред накопления очень часто являются желчь и ее соли, тетратионат натрия, различные красители, селенитовые соли, антибиотики и др.

Натуральные среды – природные, комплексные, органические среды неизвестного или неопределенного состава – включают различные вещества растительного и животного происхождения. К ним относятся пептоны, кровь, экстракты, сусло, молоко, сыворотка, картофель и др.

Синтетические среды готовят из точно определенных количеств органических и неорганических химических соединений известного состава и воды. Преимущество синтетических сред – постоянный состав и воспроизводимость. Однако, как правило, в них требуется вносить различные добавки, в частности факторы роста.

Полусинтетические среды, кроме органических и неорганических веществ известного состава, содержат в незначительных количествах продукты природного происхождения. Примером может быть картофельная среда с глюкозой, состав которой зависит от сорта и возраста картофеля. Так, содержание аспарагина и глутамина в клубнях разных сортов картофеля может отличатся более чем в два раза. Следует отметить, что среды, содержащие агар, нельзя рассматривать как синтетические из-за сложности и недостаточной определенности состава агара.

Основополагающим принципом конструирования питательных сред является полноценность их состава, который должен удовлетворять питательным потребностям культивируемых микроорганизмов. В процессе роста микроорганизмы потребляют из окружающей их питательной среды целый ряд разнообразных химических веществ, составляющих основу энергетического и конструктивного обмена в клетках.

Поступление питательных веществ в цитоплазму может осуществляться через всю поверхность клетки и связано с их диффузией, а также с действием специальных транспортных систем. Причем необходимые для роста и жизнедеятельности клетки элементы должны находиться в определенной, легкоусвояемой форме. К основным компонентам, формирующим клеточное вещество, относятся углерод, азот, кислород и водород. Содержание этих элементов в различных микроорганизмах практически постоянно.

В работах Р. Снелла, Ф. Герхардта, М.К. Перта и других авторов широко рассмотрены потребности микроорганизмов в тех веществах, которые используются для синтеза клеточных компонентов, а также их взаимосвязь между собой. Исследователи отмечают, что синтетические возможности микроорганизмов и способы получения ими энергии разнообразны, следовательно, и очень индивидуальны их потребности в источниках питания. Отсюда ясно, что универсальных сред, одинаково пригодных для роста всех без исключения микроорганизмов и клеток, не существует.

Ряд авторов в своих работах подчеркивает, что разнообразие микроорганизмов проявляется прежде всего в отношении к источникам углерода и азота, эти элементы представлены в средах различными веществами и именно они определяют специфичность сред.

В зависимости от типов используемых азотистых соединений микроорганизмы разделяют на две группы: протеолитические, расщепляющие высокомолекулярные белковые вещества и пептиды; дезаминирующие, требующие присутствия в среде готовых аминокислот, расщепление которых сопровождается выделением аммиака.

Очень часто микроорганизмы и клетки нуждаются во многих природных аминокислотах, которые являются универсальными компонентами питания. Они целиком включаются в структуру клетки. Было отмечено, что хотя такая потребность объясняется неспособностью к синтезу этих аминокислот, она все же не абсолютная. Например, аминокислота, необходимая в отсутствие витамина В₆, может быть синтезирована в его присутствии.

Исследователи подчеркивают, что баланс аминокислот в питательной среде должен учитывать специфику обмена клеток, взаимный антагонизм аминокислот, способность многих из них изменять мембранный потенциал и влиять на электрическую активность микроорганизмов и клеток.

Проведенными исследованиями установлено, что из всех незаменимых аминокислот ключевая роль принадлежит глутамину, а также аргинину, который имеет принципиальное значение для обезвреживания токсичных метаболитов незаменимых аминокислот и аммиака.

Неорганические соли, входящие в состав питательных сред (ПС), удовлетворяют потребности микроорганизмов в ионах К⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ Fe²⁺ или Fe³⁺, PO₄^3–, SO ₄^2–. Они же определяют необходимое осмотическое давление среды, величину рН и буферную емкость.

В питательных средах необходимо также наличие некоторых других ионов, в частности Zn²⁺, Сu²⁺, Со²⁺, Са²⁺, Сl^– и др. Обычно они присутствуют в достаточном количестве в виде примесей в питательных основах, минеральных компонентах среды или содержатся в водопроводной воде, используемой для приготовления ПС.

Ионы металлов, необходимые микроорганизмам и клеткам, служат активаторами и кофакторами многих ферментов, кроме того, участвуют в регуляции синтеза белка, являются компонентами белковых комплексов.

Считается также, что в ПС должны присутствовать факторы роста, различные по химической природе соединения, главным образом органические вещества (витамины, аминокислоты, жирные кислоты, пуриновые и пиримидиновые основания), добавление которых в очень незначительных количествах стимулирует рост и размножение микроорганизмов.

Функции факторов роста разнообразны. Они участвуют в процессах обмена веществ, отсутствие или недостаток их в среде приводит к бактериостатическому эффекту.

В настоящее время существует множество различных схем и алгоритмов определения потребностей питания микроорганизмов, учитывающихся при конструировании ПС

5.4. ВЫБОР СЫРЬЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ
ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД

Основным принципом конструирования питательной среды является выбор сырьевых источников, т. е. питательной основы. Качество питательной среды во многом определяется полноценностью состава питательных субстратов и исходного сырья, используемого для их приготовления. Определяющую роль в данном вопросе играют прежде всего биохимические показатели состава сырья, от которых зависит выбор способа и режимов его переработки с целью наиболее полного и эффективного использования содержащихся в нем питательных веществ. Для получения питательной среды с особо ценными свойствами используют прежде всего традиционные источники белка животного происхождения – мясо крупного рогатого скота (КРС), казеин, рыбу и продукты ее переработки. Хорошо изучены и широко применяются питательные среды на основе мяса КРС, кильки, сухого криля, отходов переработки мяса криля, минтая и его перезрелой икры. Наибольшее распространение получила рыбная кормовая мука (РКМ), удовлетворяющая требованиям биологической ценности, доступности и относительной стандартности.

Широкое распространение получили питательные среды на основе казеина, который содержит все компоненты, имеющиеся в молоке: жир, лактозу, витамины, ферменты и соли. Однако необходимо отметить, что в связи с удорожанием продуктов переработки молока, а также повышением спроса на казеин на мировом рынке применение его имеет несколько ограниченный характер.

Из непищевых источников белка животного происхождения в качестве сырья для конструирования полноценных питательных сред необходимо выделить кровь убойных животных, которая богата биологически активными веществами и микроэлементами и, кроме того, содержит продукты клеточного и тканевого обмена. Гидролизаты крови сельскохозяйственных животных используются в качестве заменителей пептона в дифференциально-диагностических питательных средах.

К другим видам белоксодержащего сырья животного происхождения, которые могут быть использованы для конструирования питательной среды, относятся: плацента и селезенка КРС, сухой белковый концентрат – продукт переработки мясных отходов, спилковая обрезь, получаемая при обработке кожи, эмбрионы домашних птиц – отходы вакцинного производства, кровезаменители с истекшим сроком годности, творожная сыворотка, мягкие ткани моллюсков и ластоногих, мясо тушек пушных зверей.

Питательные среды, приготовленные из сырья животного происхождения, имеют высокое содержание основных питательных компонентов, являются полноценными и сбалансированными по аминокислотному составу, достаточно хорошо изучены и описаны в литературе.

Из продуктов растительного происхождения в качестве белкового субстрата для питательной среды используют кукурузу, сою, горох, картофель и др. Однако растительное сырье содержит белок, несбалансированный состав которого зависит от условий выращивания культур, а также липиды в количествах, больших чем в продуктах животного происхождения.

Обширную группу составляют питательные среды, изготовляемые из белкового сырья микробного происхождения (дрожжи, бактерии и т. д.). Аминокислотный состав микроорганизмов, служащих субстратом для приготовления питательной среды, хорошо изучен, и можно лишь подчеркнуть, что биомасса используемых микроорганизмов является полноценной по составу питательных веществ и характеризуется повышенным содержанием лизина и треонина.

Разработан целый ряд питательных сред комбинированного состава из белковых субстратов различного происхождения. К ним относятся дрожжевая-казеиновая, дрожжевая-мясная и т. д. Основой большинства известных питательных сред являются гидролизаты казеина, мяса КРС и рыбы (до 70 %). Удельный же вес непищевого сырья в технологии конструирования питательных сред составляет всего 30 % и в дальнейшем будет увеличиваться.

Результаты исследования разных авторов показывают, что используемое для получения питательной основы (ПО) непищевое сырье должно удовлетворять определенным требованиям: полноценным по составу; доступным; технологичным; экономичным; стандартным.

Выбор сырьевых источников питательных веществ имеет принципиальное значение при конструировании сред для культивирования микроорганизмов.

В настоящее время широкое применение нашли питательные среды, имеющие постоянный состав аминокислот, минералов, жирных кислот, углеводов, витаминов, углеводородов, антибиотиков и других компонентов.

Многогранность и сложность проблемы стандартизации обусловливает необходимость использования комплексного подхода к решению данных задач, которые предусматривают не только разработку требований к качеству исходного сырья, материалов, полуфабрикатов, унификацию технологии оснастки оборудования, но также и разработку совокупности мероприятий, методов и средств, направленных на обеспечение и поддержание необходимого уровня качества препарата на всех стадиях его приготовления и применения. Наиболее качественными по составу являются сухие питательные основы и питательные среды.

Примером может служить технология приготовления сухого ферментативного гидролизата казеина неглубокой степени расщепления, который широко используется при конструировании многих питательных сред, а также сухого экстракта кормовых дрожжей.

Работы, направленные на повышение стандартности, приводят к Удорожанию питательных сред, но это считается оправданным, так как применение разнокачественных сред может привести к появлению брака и к получению различных по качеству иммунобиологических препаратов.

Создание и развитие системы оценки стандартности состава и свойств питательной среды, воспроизводимость технологии их приготовления являются одними из основных принципов конструирования питательной среды.