Технологія виробництва антибіотиків

Лекция.

Виробництво антибіотиків. Схема виробництва пеніциліну (пін.), стрептоміцину (стор.), тетрацикліну (тет.) Єгоров «Основи вчення про антибіотиках» Навашин «Виробництво антибіотиків» Бекер «Біотехнологія» стор 239.

А/биотики — спеціальні продукти ж/деятельности м/организмов та його модифікації, які мають високої физиол. Активністю стосовно певним групам м/орг.(вирусам, биктериям, грибам, водоростям) або до злоякісним пухлин. Потрібні на вельми малих концентраціях (мають високої специфічністю). Використовуються до медицини, ветеринарії, с/г, харчової промисловості як консерванти). Відомо близько 6000 а/биотиков, які продукуються грибами, стрептомицетами (50% а/б), бактеріями. У мед. практике испольуются близько 100 а/биот. Отримують а/биот. шляхом хімічної чи б/хим. трансформації. Виникають резистентні форми м/орг — потрібні нові а/биот. Р+ - пеніцилін, еритроміцин. Ртетрациклін, стрептоміцин. Може бути вузького спектра: бензилпен, повобиоцин; широкого спектра — тетрациклін та інших. Пеніцилін і ценфалоспорин — придушують синтез клітинної стінки. Р- - пептидогликан — 5−10% від безлічі. Р+ - 50−90% пептидогликана, він утворює багатошарову структуру з поперечними сшивками. Пен діє Р+ бактерії. Не діє Р-. Утруднений синтез пептидогликана. Порушують мембранні функції і ингибирует синтез НК. А/биоткі придушують синтез білка: на рибосоме:

Тетрациклін ингибирует многоие металлоэнзимы. Не може проходити через мембрану эукариотической клітини. Великі видатки наукові исслед.(розробка а/биот).

Селекція активнішого штамма.

П 5−20 мг/л стрептомицин.

(мутації g 20−25 г/л сучасний стрептоміцин Спонтан.мут.

Використання иммобилизированных клітин та ферментів — для інтенсифікації. Безперервна ферментація (а/биот ставляться до вторинним метаболитам, їх синтез розпочинається після лимитации зростання продуцентів; клітини зросли). При с. П лимитирующем чинником явл. глюкоза При виробництві деяких а/биот-ков (стрептомицетами) — фосфаты.

Ферментація: аэробный процесс.

Vо2 = 0,3 — 1,5 хв -1. Прост.рект. з механічною мешалкой: V=30−200 м.куб. Системи охолодження і пеногашения. Після ферментації б/массу відокремлюють на різних фильтрах.

Ферментация.

(.

Фільтрація (екстракція, СФ, осадження як нерозчинних соединений).

(.

Сушіння (лиофильная) Сушіння в спосіб (лиофильная (сублімація льоду в.

(вакуумі), або распылительная) Лікарські форми (таблетирование, капсулювання) Пеніцилін: азотосодержащий гетероцикл. Пеніцилін (бензилпенициллин) і иммобилизатор — бентоніт. бП (6-АПК (використовують із синтезу). З хімічних властивостей: пенициллинамидаза (каталізує верхню реакцію). Його гидролитический розпад при pH >7, або підтримку деяких факторов.

Пенницилоиновая — неактивна дикарбоновая кислота (під впливом пеницилллиназа).

Володіє схильністю до різним перегруппировкам. Наводить до освіті різних ізомерів, які відповідають що за утворення аллергии. Пенициллин отримують методом глибинного культивування .Інтенсивний синтез пеніциліну розпочинається після накопичення великого кількості биомассы-мицеллия.При використанні глюкози і молочної кислоти в среде;рН нейтральный. Бензилпенициллин обр. из предщественников: фенилуксусная кислота.

Підготовка до ферментации: сначало розмножуються суперечки на пшене у флаконах при 25−27ОС протягом 4−5 діб. Отриманим спровым матералом засівають инокуляторы, потім посівні апарати (12−18 часов).

Ферментация.

Харчовий середовище: укурузный екстракт (2−3%), глюкоза (2%) легко усваяемая лактоза — 1% сульат аммония+фосфаты (0,5−1%) похідні ФУК — 0,3 — 0,6%.

Для стабілізації рН — крейда. Кашалотовый жир — пеногаситель, регулируе рН. Лактоза забезпечує повноцінний синтез а/биот. Її споживання починається не відразу. Спочатку фаза звикання, накопичується фермент, здатний її расщеплять.

При ферментації необхідна сувора асептика (стороння м/флора продукує пенициллазу, інактивує синтез).

Ферментація 100 000 ед/мл.

(.

Фільтрація міцелій використовують у животноводстве.

ЯЖ 3−6% СВ мінеральні в-ва 30−40% 15−30%пенициллина.

Велике у білка затпр. выб. пен.

Для удаленпия білка: 1) обробляють солями аллюминия, заліза, цинку. 2) Використовують коагуляцию з танином. 3) Термічна коагуляція (ЯЖ нагрівають для 65−70 град.).

Задля чистоти пеніциліну используюи екстракцію. Він, як кислота, добре розчинний в орг. растворителях, а вигляді солі - в воде.

1) Пен экстрагирует бутилацетатом, рН=2. Температура 4 град. (переведення у орг. фазу).

2) Розчин карбонату натрію. РН=6,5−7 (переведення у воду 30−50 тыс. ед/мл).

3) Екстракція бутилацетатом 50−70 тис. Ед/мл.

Стадії виділення укристалл. солей 1) стадія зневоднення шляхом охолодження до мінус 16−18 град із наступною фільтрацією льоду. Видалення пігменту забруднень — АУ. 2) Получ. концентрат 0,6 М КІН. РН=6,5, активність 150−250 тис. Усл. ед/мл. 3) Стерилизующая ф-ция і упаривание під вакуумом з додаванням бутанола (для сумішей, киплячих за більш низькою темп.).

Температура 16−25 гр., вакуум 5−10 мм.рт.ст.

Калієва сіль пеніциліну кристализуется. Її фільтрат промивається бутанолом. Грануляція пасти і сушіння в вакуум-сушильном шафі при 75−80 град. І 10 мм.рт.ст.

Цефалоспарин (-лактановый антибиотик).

Гідроліз (7 А цефалоспариновая к-та не дез-ся пенициллиназой.

Стрептоміцин (аминогликозидный а/биот). 2 основні гуанидиновые групи. Легко образубт солі з миню кислотами: 3-Clгідрат. У медицині часто використовують сернокислотную стрептомициновую сіль. Складний полісахарид. Вуглеводи як утворюють зростання м/орг., но і беруть участь у біосинтезі (глюкоза, крохмаль, фруктоза…). Може зростати на середовищах, містять белк. N: соєве борошно, сухі дріжджі, макуха. Додаються амонійні солі, фосфор, що сприяє засвоєнню вуглеводів. Посівної метериал спочатку готують в качалочных колбах, потім переносять в инокулят, потім у великий посівної апарат, потім у ферментер (70 годину). Харчовий середовище: глюкоза, кукурузнфй екстракт, азот, фосфор, цинк, марганець, магній, залізо, амонійні солі, крейда. Аерація, темп.26−28 град., перемішування 7−8 суток.

2 фази развитьия:

У трофофазе високе споживання кисню, ростуть клітини. Швидко споживають живильні в-ва.