9.1. Глибинне суспензійне культивування

Для глибинного культивування необхідно одержати лінії клітин, які утворюють невеликі агрегати (по 5—10клітин). Більш придатні пухкі калусні тканини. Трансплантат бажано об­робляти пектиназою. Рекомендується використовувати середови­ще, яке містить 2,4-дихлорофеноксіоцтову кислоту та іони каль­цію. У таких середовищах агрегати клітин не утворюються. Перед пересіванням первинну культуру фільтрують через два шари мар­лі або через-сита (нейлонові, металеві), щоб відокремити великі агрегати калусної тканини і залишки трансплантата. На утворен­ня клітинних агрегатів також впливає інтенсивність перемішу-

202

203

Глибинне культивування можна здійснювати в колбах на ка­чалках при частоті обертання 100—120об/хв.

На 60—100мл середовища використовують 2—3г свіжої ка-лусної тканини. Для культивування рослинних клітин викорис­товують також спеціальні металеві або скляні ферментатори різ­ної конструкції (з мішалками або барботажного типу). Режим ферментації періодичний або безперервний, головним чином xe-мостатний.

Біосинтез проводять в апараті об'ємом від 0,1до 63м³ і біль­ше (рис. 9.2).При управлінні процесом вирощування клітин важ­ливо мати гомогенну систему.

Аерацію культуральної біомаси здійснюють стерильним повіт­рям через барботер. Повітря стерилізують, як правило, фільтра­цією на двох-трьох послідовно встановлених фільтрах. При куль­тивуванні клітин рослини регулюють температуру (25—37 °С),pHі окисно-відновний потенціал.

Процес культивування ведуть доти, поки йде інтенсивний синтез цільового продукту та у середовищі не будуть вичерпані поживні речовини. При визначенні кінця культивування необ­хідно враховувати дані мікроскопічного контролю стану культу­ри, відсутність сторонньої мікро­флори, концентрацію основних поживних речовин, біомаси, цільо­вого продукту, pH.

Необхідно відмітити, що рос­линні клітини ростуть і розмно­жуються значно повільніше, ніж клітина мікроорганізмів. Час їх по­двоєння 1—3доби. Процес культи­вування рослинних клітин триває 2—3тижні, це посилює вимоги до забезпечення асептичних умов.

Нині при культивуванні клітин у промислових умовах отримують речовини вторинного метаболізму. Цінними є алкалоїди, глікозиди, полісахариди, терпеноїди, поліфе­ноли, ефірні масла, пігменти та ін. Деякі вторинні метаболіти, одержу­вані при культивуванні рослинних клітин, наведені в табл. 9.3.

Як у будь-якому біотехнологіч-ному процесі, при одержанні мета-

Таблиця 9.3 Продукти вторинного метаболізму, одержувані при культивуванні рослинних клітин

HgCO^^^^v^^s^ болітів за допомогою

клітин рослинного по­ходження важливого значення набуває ак­тивність продуцента. Останні досягнення клі­тинної інженерії пока­зали, що в деяких ви­падках метаболіти, які активно продукують рослинні клітини, мож­на одержати методом злиття протопластів двох вихідних рослинних клітин. При цьому гібридні клітини продукують не тільки метаболіти вихідних рос­лин, але й зовсім інші. Гібридизацію рослинних протопластів ус­пішно здійснюють методом електростимуляції злиття клітин або прямим мікроін'єкціюванням ДНК однієї клітини в іншу. Ямомо-то одержав таким способом гібридні клітини з Coptus japonica і Euphorbia millii, які активно продукували алкалоїд берберин — антибактеріальну і протитифозну речовину. Концентрація бербе­рину в культуральній рідині досягає 1,39г/л.