2.1. Методы хранения микроорганизмов (консервация)
Все микроорганизмы необходимо некоторое время хранить. Факторы внешней среды влияют на жизнедеятельность клеток микроорганизмов, в основном на обмен веществ. При охлаждении все жизненные процессы замедляются, а при обезвоживании наступает состояние анабиоза. Тем не менее клетки микроорганизмов сохраняют свою жизнедеятельность, и, если их потом поместить в определенные условия, они начинают расти и размножаться, т.е. полностью восстанавливают свои функции.
На биофармацевтическом производстве используют несколько методов хранения микроорганизмов.
Хранение в холодильнике при температуре от –4 °С до +4 °С
Культуру микроорганизмов вносят в пробирки с питательной средой, например с агар-агаром, закрывают ватными тампонами и хранят в течение 1–2 мес. При этом культуру микроорганизмов нельзя размораживать и снова замораживать. Температура в диапазоне от –4 °С до +4 °С должна быть постоянной.
Хранение микроорганизмов под слоем минерального масла
Питательную среду, например, агар-агар, вносят в стеклянные емкости и заливают стерильным минеральным маслом (вазелиновое масло, парафины). Важно, чтобы толщина слоя минерального масла была в пределах 1 см. Если толщина слоя будет больше, культура микроорганизмов может погибнуть от недостатка кислорода. Если толщина слоя будет меньше 1 см, это приведет к высыханию и к гибели культуры микроорганизмов.
Хранение в сыпучих материалах
Культуру микроорганизмов засевают на сыпучих материалах, таких как песок, глина, зерно. После этого испаряют воду при комнатной температуре. Такую высушенную культуру микроорганизмов хранят в течение нескольких месяцев. Когда необходимо восстановить ее функции, сыпучий материал с культурой микроорганизмов заливают водой в чашках Петри и выращивают на соответствующей питательной среде.
Хранение культуры микроорганизмов при глубоком охлаждении может быть осуществлено двумя способами:
- культуру микроорганизмов помещают в защитную среду, например, 10% раствор глицерина, затем полученную смесь заливают в ампулы и запаивают. Хранят при температуре ниже –20 °С. Данный метод позволяет сохранять культуру микроорганизмов несколько лет.
- культуру микроорганизмов помещают в защитную среду и хранят в жидком азоте при температуре от –175 °С до –195 °С в течение многих лет.
Лиофилизация (сублимационная сушка) — наиболее перспективный метод хранения микроорганизмов. Данный метод позволяет хранить культуру микроорганизмов в течение 5 лет.
Метод сублимационной сушки включает несколько этапов. Сначала культуру микроорганизмов помещают в защитную среду, например раствор сахарозы. Полученную смесь быстро замораживают при пониженной температуре от –35 °С до –40 °С. При быстром замораживании образуются мелкие кристаллы льда, которые не так значительно повреждают клеточную стенку микроорганизмов, как крупные. После этого происходит процесс сублимации. Сублимация — это переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Сублимация происходит в глубоком вакууме под давлением от 1 до 10 кПа при начальной температуре от –10 °С до –12 °С, с последующим досушиванием при комнатной температуре.