Производство антибиотиков

также их полусинтетические аналоги и производные, обладающие способностью избирательно подавлять

в организме больного возбудителей заболеваний и (или) задерживать развитие злокачественных новообразований.

Антибиотики

от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после

окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2-3 недели, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным 40-50 чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал культуры одну за другой, чтобы не пропустить что-нибудь интересное. В одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала высеянную культуру бактерии. Отделив плесень, он установил, что «бульон», на котором разрослась плесень, приобрел выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также имел бактерицидные и бактериологические свойства.

форму пенициллина в Оксфорде

1940г., Э.Чейн доказал, что пенициллин имеет форму

В-лактама

Г.Флори и фирма «Мерк» в США запустили производство пенициллина в й943г.

1943 г. при участии Ермольевой З.В.

И Р У Ю Т С Я

пенициллина образовывали не более 20 единиц (12 мкг) антибиотика на

1 мл культуральной жидкости.
В результате широкой научной работы по селекции новых активных штаммов продуцентов пенициллина получены различные штаммы Penicillium chrysogenum, которые, в отличие от исходных штаммов, обладают высокой продуктивностью и используются в промышленности.
В настоящее время в промышленных условиях получают культуральные жидкости с содержанием пенициллина более 15000 ед/мл, а отдельные штаммы способны синтезировать антибиотик в количестве до 25 тыс. ед/мл.

Производство пенициллина

промышленного производства;

2. Биосинтез антибиотика;

3. Выделение и очистка антибиотика;

4. Концентрирование, стабилизация

антибиотика и получение готового продукта.

около 7,0); при более кислом или более щелочном рН рост

и развитие микроорганизма замедляются
окислительно-восстановительные условия
температура культивирования
методы совместного выращивания двух или большего числа микроорганизмов

с мясным экстрактом и пептоном входят хлорид натрия, фосфат калия,

иногда глюкоза или сахароза
Картофельные среды с глюкозой и пептоном
Среды с кукурузным экстрактом, соевой мукой, бардой и другими веществами, в состав которых входят сульфат аммония, карбонат кальция, фосфаты, глюкоза, сахароза, лактоза или иные углеводы и ряд других соединений

Среды успешно применяются в промышленности, т. к. являются дешевыми и обеспечивают хорошее развитие микроорганизмов с высоким выходом антибиотиков

кислоты, аммонийные соли органических и неорганических кислот, аминокислоты, белки и

продукты их гидролиза
S – сульфаты
Необходимы: ионы железа, цинка, кобальта, меди, галогены

26–30°С
Для большинства мицелиальных грибов оптимальная температура составляет 25–28 °С.

флаконов.
Основной задачей при культивировании продуцента пенициллина в посевных аппаратах на

стадии подготовки инокулята является быстрое получение большой массы мицелия

средней густоты
Мицелий, выращенный в инокуляторах, передается в количестве 10% по

объему в посевные аппараты, где культивируется в течение 12-18 часов, а затем передается в большие ферментеры в количестве 15-20% (t=24-26°)

Пенициллы - продуценты пенициллина являются типичными аэробами и требуют для своего роста и развития наличия кислорода, поэтому выращивание осуществляют при непрерывном перемешивании и бесперебойной подаче воздуха в аппараты

на которой формируется целевой продукт

В промышленности применяется метод глубинной ферментации,

при котором культура микроорганизма выращивается в питательной среде, заполняя весь ее объем

чтобы культура, потребляя питательные вещества и выделяя продукты обмена, сама

создавала необходимые условия и осуществляла переход от фазы роста мицелия к фазе пенициллинообразования.
Высокий выход антитибиотика получают только при наличии в среде лактозы в качестве основного источника углевода. Лактоза находится в культуральной жидкости на протяжении всего процесса ферментации, благодаря чему мицелий обеспечен сахаром, биомасса в течение пенициллинообразования медленно растет, и накопление антибиотика достигает максимального уровня.

УГЛЕВОД

ЛЕГКОУСВАЕВАЕМЫЙ

ТРУДНОУСВАЕВАЕМЫЙ

быстрый рост и образование обильной биомассы

создает условия, благоприятные для биосинтеза антибиотика

Глюкоза
Гидрол

Лактоза

включающиеся в молекулу получаемого продукта.
Предшественником бензилпенициллина является

фенилуксусная кислота (ФУК) или ее производные.
Оптимальная концентрация предшественника в среде устанавливается в зависимости от эффективности его использования для биосинтеза пенициллина данным штаммом.

регулировать его с помощью автоматического добавления кислоты или щелочи
В

синтетических средах в качестве регуляторов рН чаще всего применяют органические кислоты, в комплексных средах - мел.
Своеобразным регулятором рН при промышленном получении пенициллина является кашалотовый жир, который добавляется в среду в процессе ферментации как пеногаситель.

полное исчезновение углеводов в культуральной жидкости и прекращение биосинтеза антибиотика.

Процесс ферментации в производственных условиях осуществляется при температуре 26±10С и продолжается обычно 120-125 часов.

антибиотика!
Многие распространенные микроорганизмы способны образовывать фермент пенициллиназу,

расщепляющий пенициллины.
Попадание даже небольшого числа бактерий, способных вырабатывать пенициллиназу, приводит к полной инактивации пенициллина, в связи чем следует уделять особое внимание стерильности питательных сред, воздуха и вспомогательных материалов.

Автоматизация производства

Фильтрацию начинают до начала автолиза (самопереваривания) мицелия, поскольку при фильтрации

автолизированной культуры мицелий не образует плотной пленки на фильтрующей поверхности барабана, а налипает в виде отдельных тонких комков, которые сами не отходят в зоне «отдувки» фильтра, и их приходится удалять вручную. При этом продолжительность фильтрации увеличивается в 2 - 3 раза, выход фильтрата резко падает, а сам фильтрат получается очень мутным.

Необходимо тщательно соблюдать условия, препятствующие разрушению пенициллина во время фильтрации, - охлаждение нативного раствора до 4-6°С и систематическая (после каждой загрузки) обработка фильтра

культуральной жидкости) представляет собой мутную, окрашенную в желто-коричневый или зеленовато-коричневый

цвет жидкость.

Очень важной характеристикой нативного раствора является содержание в нем белковых веществ.

Применяется несколько способов предварительной обработки нативного раствора с целью освобождения от белковых примесей:
осаждение солями многовалентных металлов
коагуляция танином
термическая коагуляция при температуре 60-75°С и рН 5,5 - 6,0
осаждение примесей катионными детергентами типа четвертичных аммониевых оснований

Потери – 5-15%

веществ.
На минеральные вещества приходится 30-40% сухого остатка, от

15 до 30% приходится на пенициллин, а остальное представляет сложную смесь органических веществ, включая белки, полипептиды, низкомолекулярные азотистые соединения, углеводы, различные органические кислоты и, в зависимости от штамма продуцента, то или иное количество пигмента.
Для выделения пенициллина из этой сложной смеси можно пользоваться методами, основанными на адсорбции, экстракции или осаждении.