Les biofermenteurs ou bioréacteurs contenant le milieu liquide peuvent avoir des volumes différents : de 100 ml à plusieurs litres ; ces récipients sont adaptés à une culture in vitro et reliés à des systèmes mécaniques, qui assurent une croissance et une aération adéquates des cellules.Les méthodes mécaniques possibles d'agitation sont différentes : de l'agitation à pales à l'agitation à l'air.La diversification de la structure des bioréacteurs est justifiée par la finalité ultime du procédé : le meilleur rendement en production de principes actifs ; en effet, dans la nature, les plantes synthétisent des métabolites secondaires en relation avec des conditions de stress environnemental de toute nature ; plus celles-ci sont intenses, plus la plante prend un intérêt officinal , donc l'agitation mécanique au moyen de pales représente dans de nombreux cas un stress suffisant pour stimuler les cellules à produire les principes actifs d'intérêt biotechnologique.
Les métabolites secondaires représentent le mécanisme de relation que la plante établit avec le milieu environnant. De la même manière que ce qui se passe dans la nature, nous essayons en laboratoire de recréer les conditions optimales de stress, qui sont souvent très différentes de celles que l'on trouve dans la nature. outils disponibles. Dans tous les cas, la condition recréée dans la culture en suspension vise non seulement la production d'ingrédients actifs, mais aussi la détermination de ces facteurs de stress qui induisent les cellules à produire des métabolites secondaires.
Les cultures à l'intérieur du bioréacteur doivent être adéquatement soumises à divers stress, qui miment des éléments stimulant la production de métabolites secondaires.Les bioréacteurs sont structurés de manière à déterminer différents types de cycle cellulaire.Comme cela se passe en milieu solide, avant d'induire les cellules pour produire des métabolites secondaires, il faut en effet stimuler leur multiplication ; cela permet d'obtenir un nombre remarquable et suffisant pour la synthèse des principes actifs.
Dans la préparation d'un sol liquide, les étapes suivantes sont effectuées:
1. Inoculation cellulaire en milieu liquide.
2. Conditions de culture adaptées à la multiplication cellulaire : le type de sol et le mode de culture dans un bioréacteur adapté doivent permettre d'obtenir la biomasse souhaitée.
3. Conditions de culture adaptées à la production de principes actifs ; le milieu de culture est modifié et la culture est soumise à des contraintes mécaniques, cela entraîne un fort ralentissement des phénomènes de duplication au profit de la production de métabolites secondaires.
Il faut se rappeler que, pour tout type de culture in vitro, un chemin de croissance précis suit au moment de l'inoculation : d'abord la cellule se stabilise dans le nouveau milieu de culture, après quoi elle commence à percevoir les stimuli dérivés des constituants du milieu . la phase d'adaptation est suivie d'une phase de croissance exponentielle, au cours de laquelle les cellules se multiplient considérablement en peu de temps; cette phase de croissance exponentielle est suivie d'une phase de croissance stationnaire, qui se produit lorsqu'au moins l'un des constituants éléments du sol s'épuise. L'atteinte de la phase stationnaire détermine le passage de la culture du stade duplicatif au stade productif. A ce niveau le biotechnologue induit le maintien de la phase stationnaire, ou plutôt productive, tout en minimisant la croissance numérique, pour assurer que les cellules produisent des métabolites secondaires le plus longtemps possible. Pour y parvenir, les constituants de la terre sont variés non, en particulier les hormones et les conditions de culture, telles que le pH, la température, l'aération, la lumière et l'élicitation (un moyen d'induire un stress physique ou biologique sur les cellules).
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