Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Инфекционный кератоконъюнктивит (ИКК) крупного рогатого скота, вызываемый бактериями Moraxella bovis, регистрируется среди поголовья крупного рогатого скота в разных регионах земного шара, в том числе и России (Карайченцев В.Н., 2003; Иванов А.В. с соавт., 2005; Гаффаров Х.З. с соавт. 2008, СпиридоновГ.Н., 2008; Conceio F.R. et al., 2003; Burns M.J., Connor A.M., 2008). Заболевание наносит значительный экономический ущерб животноводству.
Для специфической профилактики этой болезни в ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» разработана «Ассоциированная вакцина против ИКК крупного рогатого скота на основе антигенов бактерии Moraxella bovis и герпесвируса типа 1» (Патент РФ на изобретение №2264227).
Технология промышленного производства этой вакцины требует наработки больших объемов бактериальной массы. Получение поверхностным способом на плотной питательной среде больших объемов бактериальной массы трудоемко и не является технологичным при серийном промышленном производстве вакцины. В этом аспекте перспективным и наиболее продуктивным методом культивирования бактерий считается глубинное выращивание в ферментерах с жидкими питательными средами различного состава. Применение глубинного культивирования при производстве бактериальных вакцин по сравнению с поверхностным способом позволяет значительно повысить продуктивность процесса выращивания микроорганизмов, уменьшить количество и продолжительность подготовительных операций и затраты ручного труда (Озеренко О.А. с соавт., 2004; Самуйленко А.Я. с соавт., 2009; Меньшенин В.В., Школьников Е.Э., 2009; Макаев Х.Н., Сабирова В.В., 2010;Еремец В.И. с соавт., 2012).
Наиболее употребляемые при выращивании различных бактерий жидкие среды готовят на основе гидролизата мышечной ткани. Однако, мясо является ценным пищевым продуктом. Ряд авторов предлагают использовать среды на основе гидролизатов из различных органов и тканей промысловых видов ластоногих, казеиново-дрожжевых и кровяно-дрожжевых лизатов, белков молока, куриных эмбрионов, отходов рыбной промышленности, соево-эритроцитарного гидролизата (Шептун Н.Г., 1989; Абрамов Д.В., 1990; Рязанова Л.А. c соавт., 1991; Заерко В.И., 1996; Телишевская Л.Я., 2000).
Исходя из того, что рекомендуемые питательные среды для выращивания бактерий Moraxella bovis в стационарных условиях дорогостоящие и не предусмотрены для крупномасштабного культивирования бактерий в биореакторах, изыскание оптимальной по компонентному составу питательной среды из непищевого сырья для глубинного культивирования бактерий Moraxella bovis является актуальной задачей.
1.2 Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось усовершенствование технологии изготовления вакцины против инфекционного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота путем применения дешевой жидкой питательной среды и разработки оптимальных условий глубинного культивирования бактерий Moraxella bovis для получения биомассы при промышленном производстве вакцины.
Для выполнения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изыскать жидкую питательную среду на основе гидролизата непищевых отходов мясокомбината для выращивания бактерий Moraxella bovis;
2. Разработать технологию глубинного культивирования бактерий Moraxella bovis с использованием предложенной среды в условиях биореактора;
3. Изучить культурально-морфологические, биохимические свойства бактерий Moraxella bovis, выращенных в предложенной питательной среде;
4. Усовершенствовать технологию изготовления вакцины против ИКК крупного рогатого скота путем применения жидкой питательной среды и разработки глубинного способа получения биомассы бактерий Moraxella bovis;
5. Провести в лабораторных и производственных условиях сравнительную оценку эффективности серий вакцины против ИКК крупного рогатого скота, изготовленных из биомасс, полученных на плотной и в жидкой питательных средах.
1.3 Научная новизна. Усовершенствована технология изготовления вакцины против инфекционного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота применением биомассы бактерий Moraxella bovis, полученной глубинно-суспензионным методом культивирования в биореакторе с использованием жидкой питательной среды.
Впервые разработана рецептура жидкой питательной среды на основе ферментативного гидролизата маточно-плацентарно-эмбриональной массы коров с концентрацией 120 мг% аминного азота и содержащая по 5 % сыворотки крови крупного рогатого скота и дрожжевого экстракта к общему объему среды для культивирования моракселл глубинно-суспензионным способом.
Впервые установлено, что при выращивании бактерий Moraxella bovis в реакторных условиях в разработанной среде на основе ФГМПЭМ не изменяются их основные культурально-морфологические и биохимические свойства, а также антигенная и иммуногенная активности.
1.4 Практическая значимость. На основе проведенных исследований предложена жидкая питательная среда на основе ферментативного гидролизата маточно-плацентарно-эмбриональной массы коров с добавлением сыворотки крови крупного рогатого скота и дрожжевого экстракта для выращивания бактерий Moraxella bovis методом глубинного культивирования.
Усовершенствована технология глубинного культивирования бактерий Moraxella bovis с применением жидкой питательной среды на основе ФГМПЭМ для увеличения производства вакцины против ИКК крупного рогатого скота.
Разработана «Методическая рекомендация по изготовлению питательной среды из ферментативного гидролизата маточно-плацентарно-эмбриональной массы крупного рогатого скота для культивирования бактерий Moraxella bovis», утвержденная 25 января 2013 г. директором ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ».
1.5 Апробация работы. Материалы диссертации доложены и получили положительную оценку на: ежегодных заседаниях Ученого совета ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» при обсуждении отчетов о НИР за 2006-2012 гг.; Международных, Всероссийских и Республиканских съездах, симпозиумах и научно-практических конференциях (Казань, 2006, 2010, 2011, 2013; Краснообск, 2010; Курск, 2010; Владимир, 2010; Москва, 2011).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Эффективность питательной среды, приготовленной на основе ферментативного гидролизата маточно-плацентарно-эмбриональной массы коров с добавлением сыворотки крови крупного рогатого скота и дрожжевого экстракта для выращивания бактерий Moraxella bovis;
-
Оптимизация условий глубинного культивирования бактерий Moraxella bovis в жидкой питательной среде на основе ФГМПЭМ;
-
Культурально-морфологические и биохимические свойства моракселл, полученных при глубинном культивировании в питательной среде на основе ФГМПЭМ;
-
Сравнительная оценка антигенной и иммуногенной активности экспериментальной серии вакцины против ИКК крупного рогатого скота, изготовленной на основе биомассы Moraxella bovis, полученной в жидкой питательной среде методом глубинного культивирования при введении лабораторным и сельскохозяйственным животным.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах компьютерного набора и включает следующие разделы: общая характеристика работы, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы, практические предложения, библиографический список использованной литературы, состоящий из 250 источников, в том числе 91 иностранных авторов, и приложения. Диссертация содержит 13 таблиц и иллюстрирована 6 рисунками.
