Výroba sekundárnych metabolitov: Metódy výrobcov kultivačných antibiotík

V súčasnej situácie, najsľubnejšie spôsob pre kultiváciu mikroorganizmov producentov antibiotík uznáva hlboké kultivačnú metódu. Spôsob spočíva v tom, že sa mikroorganizmus vyvíja v hrúbke kvapalného média, ktorým je sterilný vzduch kontinuálne privádzaný, a zmes sa mieša.

Existujú štyri hlavné modifikácie hlboko kultivačná metóda pre mikroorganizmy.

1. Pravidelné kultivácie. Podľa tejto metódy je, že celý proces úplne ukončený vývoj mikroorganizmov vo fermentore, a potom sa uvoľní z fermentačnej kultivačnej tekutine, dôkladne sa premyje, sterilizuje a znovu naplnené čerstvým médiom. Streda pestovateľských plochách sledovaného mikroorganizmu a proces pokračuje.

2. Spôsob podľa odstavení. Kultivácia mikroorganizmov sa vykonáva vo fermentoroch s periodickým odberom vzoriek objemu kultivačnej tekutiny vo fermentore a priniesol čerstvé médium na pôvodnú úroveň.

3. Režim batérie. Mikroorganizmy rozvíjajúce v rade fermentorov do série zapojených. Kultúra kvapalina mikroorganizmu v určitom štádiu vývoja z prvého fermentora sa prenesie do druhej, potom od druhého do tretieho a tak ďalej. D. uvoľní okamžite naplnená fermentor s čerstvým živným médiom, naočkuje mikroorganizmu. V tejto funkcii spôsobe pestovania mikroorganizmu sa používa efektívnejšie.

4. Kontinuálne kultivácie. Táto metóda je založená na princípe kontinuálneho prietoku živného média, čo umožňuje podporu rozvoja mikroorganizmov v určitej fáze svojho rastu. Vývoj Krok mikroorganizmus je určené, že existuje maximálna antibiotické biosyntézy alebo iné biologicky aktívne zlúčeniny počas tohto obdobia. Bolo zistené, že v kontinuálnom procese syntézy niektorých antibiotík môže dosiahnuť dobré výsledky, ak sa postup vykonáva v dvoch fázach. V prvom zariadení batérie sa udržuje vysokú rýchlosť prúdenia, poskytujúca väčšiu rýchlosť rastu producenta antibiotiká, aby sa dosiahlo vysoko aktívne biomasy, a druhá jednotka - poskytuje nízkej rýchlosti prúdenia a zodpovedajúcim spôsobom malý rast. Kontinuálne kultivácia proces - perspektívna oblasť moderných biotechnológií.

Sterilizácia živných médií vyvinula optimálne živnou pôdou pre každého výrobcu antibiotiká.

Prostredie musí spĺňať určité požiadavky:
a) Na zabezpečenie maximálneho výťažku antibiotiká;
b) sa skladajú z pomerne lacných súčastí;
c) mať dobré filtračné kapacitu;
d) zabezpečenie uplatňovania najúčinnejších spôsobov izolácie a čistenia antibiotík.

Sterilizácia živnej pôde v priemyselných podmienkach sa vykonáva dvoma spôsobmi: šarže a kontinuálne.

Periodické spôsob sterilizácie je aplikovaná pri použití malých objemov média, a skutočnosť, že médium sa zahreje na teplotu 120-130 ° C priamo vo fermentoroch alebo v špeciálnych kotlov sterilizátorov, udržuje sa pri tejto teplote po dobu 30-60 minút (v závislosti na objeme média, a jeho zloženie), a potom sa ochladí na 27-30 ° C

V čase, kedy je potrebné ohrievať médium na teplotu potrebnú pre sterilizáciu a ochladenie, značný počet zničených mikroorganizmami. Účinok sterilizácie a uchovanie termolabilné látky, sa dosiahne v prípade, že sterilizácia sa vykonáva pri vyššej teplote a v kratšom čase.
Kontinuálne spôsob sterilizácie je vhodné aplikovať pri použití veľkých objemov médií.

Varenie médium zo špeciálnej nádoby s čerpadlom sa privádza do kolóny sterilizačné cez ktorý sa vedie ostrá para (tlak pary okolo 50 5 Pa). Para sa privádza v hornej časti vnútornej rúrky, ktorý má zárezy, takže sa dostane do životného prostredia, sa rýchlo ohrieva. Médium v stĺpci sa privádza zospodu a pohybuje špirálovito okolo vnútornej rúrky.

Medium sa zahrieva v stĺpci na požadovanú sterilizačné teplotu (~ 130 C), vstupuje do špeciálneho zariadenia, kde je udržiavaná po určitú dobu pri teplote 125-130 ° C, držanie doba závisí od zloženia média a trvala 5-10 minút. Z toho sterilné médium prúdi do chladiacich hadov sa ochladí na 30-35 ° C (výstup) a vstupuje do fermentora.

Kontinuálne spôsob sterilizácie má niekoľko výhod: možnosť automatického riadenia procesu, rýchle a rovnomerné vykurovacie médium, poskytujúce lepšiu ochranu a sterility al.

Príprava Spôsob prípravy osiva inokula - jedným z kritických operácií v cykle biotechnologického procesu pre prípravu antibiotík. Množstvo a kvalita osiva závisí ako na rozvoj kultúry vo fermentore, a biosyntézu antibiotiká. Produkujúce zvyčajne pestuje na bohatých zloženie prírodného prostredia, ktoré môžu zabezpečiť najvyššiu fyziologickú aktivitu mikroorganizmov. Príprava osiva - proces viacstupňový (obrázok 5.5).

Obr. 4.5. Schéma viacstupňové príprava inokula A - kultivácia v bankách, B - vo fľašiach na trepačke 1 - konzervy predvolené materiálovo 2 - spora generovaných na šikmom agare probirke- 3 - II spory laserovanie pevné médium v sosude- 3a a 3b - i a III pre vytvorenie kvapalného média v kolbe- 4 - predbežné fermentora inokulirovaniya- 5 - fermentor inokulirovaniya- 6 - hlavný fermentor

Mikroorganizmus predtým kultivovaný na agare v skúmavke (1, 2), potom sa z trubice robiť naočkovaní banky s kvapalným živným médiom a vykonáva sa dve generácie v submerznú kultivácie za pretrepávania po dobu dvoch až troch dní pre každej generácie (3a a 3b). Z druhej generácie kultivačnej fľaše, aby siatie v malej (10 l) inokulátoru 4, načo dobre vyvinuté kultúra bola prevedená do väčšieho 5 inokulátoru (100-500 litrov), z ktoré tvoria výsevu v hlavnom fermentore 6. Pre inokulácii hlavné fermentora za použitia od 5 do 10% inokula (vakcíny).

Vývoj antibiotiká výrobca vo vývoji fermentoroch mikroorganizmov vo fermentore sa koná pod prísnou kontrolou všetkých fáz a plní veľmi presnú reguláciu podmienok. Veľká pozornosť je venovaná k udržaniu vopred určenej teploty kultivácie kyslosti (pH), stupeň prevzdušňovanie a rýchlosť miešadla. Pri vývoji biologického kontrolného organizmu sa vykonáva, za hlavný príjem telesný nutričných zložiek substrátu (zdroj uhlíka, dusíka a fosforu), tesne po vytvorení antibiotiká. V poslednej dobe sa stále viac a viac biologická kontrola sa vykonáva pomocou počítača.

Veľká pozornosť pri vývoji výrobca vo fermentoroch pokrčiť protipeniacej proces. Keď vzduch prebublávaním kultúrou mikroorganizmu je produkovaný veľkým množstvom peny, pričom tento spôsob poskytuje v podstate produkovať antibiotikum vo fermentore. Výskyt veľkého množstva peny, spôsobené bielkovinových látok v životnom prostredí, a jeho vysoká viskozita, vzhľadom k hojnej akumulácie biomasy.

Pre boj s pena vo fermentoroch za použitia povrchovo aktívne látky: rastlinné oleje (sójový olej, slnečnicový olej), živočíšne tuky (masť, tuk kashalotovy) a niekedy aj minerálne oleje (vazelína, parafín), alkoholy, a vyššie mastné kyseliny. Často sa používa ako odpeňovače špeciálne syntetizované látky (silikóny diazobutanankarbamil et al.).

Mnoho látok (oleje, tuky, alkoholy, a pod), používaný ako odpěňovadla sú konzumované producentmi antibiotík ako doplnkových zdrojov oxidu výživy. To je často pozorovaný nárast antibiotickej vydanie. Avšak, zavedenie odpěňovadla môže znížiť rýchlosť rozpúšťanie kyslíka, ktorý, podľa poradia, negatívne ovplyvňuje vývoj mikroorganizmu a jeho biosyntetické aktivity.

Niekedy sa používa mechanické metódy odstránenie peny (pena prostredníctvom zvláštnych zrútenie aspiračná trubica peny bubliny silné prúdy kvapaliny, pary alebo plyny).

Celková produkciu antibiotiká obvod do fázy čistenia izolácie a chemického je znázornené na obr. 4.6.

Obr. 4.6. Produkcia antibiotiká schémy: I - Príprava osiva materiala- II - očkovacieho pre zvýšenie osiva materiala- III - sterilizátor prostredie pre veľké fermentatora- IV - inštalácia pre biosyntézy antibiotika- a - sterilizácia média v kolbah- b - chladenie a naočkovaní kultúry produkujúce kolbu- v - rast v kultúre pokoe- g - rast v kultúre kachalke- d - očkovacieho sterilné sredoy- e - inokulátoru s médiom, naočkované kultúry produtsenta- w - kompressor- filtrov a - nádrže so stlačeným vozduhom- a - zahrievanie na vzduchotesných - fermentator- l - košeľa a pre chladenie fermentor

Predbežné ošetrenie kultivačného média, izolácie a chemického čistenia antibiotík na
Pri vývoji mikroorganizmov antibiotík tvorených nich vo väčšine prípadov takmer úplne izolovaných z buniek v prostredí. Avšak, v niektorých prípadoch iba časť antibiotiká vstupuje do kultivačnej kvapaliny a druhá časť je uložená v bunkách.

Rad výrobcov antibiotík je takmer úplne obsiahnutá v bunkách tela. V závislosti od toho, kde je antibiotická látka koncentruje, použitá zodpovedajúcu jeho extrakčných metód. Preto, ak je antibiotikum v živnej pôde, sa izoluje extrakciou za použitia rozpúšťadla, nemísitelného s kvapalnou fázou sa vyzráža vo forme nerozpustných zlúčenín alebo výmenné živice sorbovaného iónov.

Ak je antibiotikum obsiahnuté v kultivačnej tekutine a buniek produkujúcich, prvé antibiotikum sa prevedie do fázy, z ktorej je najviac výhodné izolovať. Napríklad antibiotikum, obsiahnuté v médiu, a bunky s antibiotikom sa prevedie do zrazeniny, z ktorého sa antibiotikum extrahuje.

Odbor natívne roztok z biomasy a suspendovaných pevných látok sa vykonáva filtráciou alebo odstredením metódy.

Účelom chemického ošetrenia - extrakcie antibiotiká z natívnych kvapalné alebo z produkčných buniek, jeho koncentrácia a oslobodenie (v skutočnosti, čistenie) sprievodných nečistôt a nakoniec získať vysoko purifikovaný prípravok vhodný na príslušné použitie.

V niektorých prípadoch antibiotické látky pod vplyvom vonkajších faktorov tvrdých (vysoké teploty, vysokej kyslosti alebo zásaditosti et al.), Strácať svoje vlastnosti, sú inaktivované. Z tohto dôvodu, v ich izolácie a čistenie je nutné dodržať maximálnu opatrnosť.

Základné antibiotiká čistiace metódy zahŕňajú: extrakciu, iónovej výmeny adsorpcie a zrážanie.

LV Timoshenko, MV Chubik

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno