Výroba sekundárních metabolitů: Metody výrobců kultivačních antibiotik

V současné situace, nejslibnější způsob pro kultivaci mikroorganismů producenty antibiotik uznává hluboké kultivační metodu. Způsob spočívá v tom, že se mikroorganismus vyvíjí v tloušťce kapalného média, kterým je sterilní vzduch kontinuálně přiváděn, a směs se míchá.

Existují čtyři hlavní modifikace hluboko kultivační metoda pro mikroorganismy.

1. Pravidelné kultivace. Podle této metody je, že celý proces zcela ukončen vývoj mikroorganismů ve fermentoru, a pak se uvolní z fermentační kultivační tekutině, důkladně se promyje, sterilizuje a znovu naplněné čerstvým médiem. Středa pěstebních plochách sledovaného mikroorganismu a proces pokračuje.

2. Způsob podle odstavu. Kultivace mikroorganismů se provádí ve fermentorech s periodickým odběrem vzorků objemu kultivační tekutiny ve fermentoru a přinesl čerstvé médium na původní úroveň.

3. Režim baterie. Mikroorganismy rozvíjející v řadě fermentorů do série zapojených. Kultura kapalina mikroorganismu v určitém stadiu vývoje z prvního fermentoru se přenese do druhé, pak od druhého do třetího a tak dále. D. uvolní okamžitě naplněna fermentor s čerstvým živným médiem, naočkuje mikroorganismu. V této funkci způsobu pěstování mikroorganismu se používá efektivněji.

4. Kontinuální kultivace. Tato metoda je založena na principu kontinuálního průtoku živného média, což umožňuje podporu rozvoje mikroorganismů v určité fázi svého růstu. Vývoj Krok mikroorganismus je určeno, že existuje maximální antibiotické biosyntézy nebo jiné biologicky aktivní sloučeniny během tohoto období. Bylo zjištěno, že v kontinuálním procesu syntézy některých antibiotik může dosáhnout dobrých výsledků, pokud se postup provádí ve dvou fázích. V prvním zařízení baterie se udržuje vysokou rychlost proudění, poskytující větší rychlost růstu producenta antibiotika, aby se dosáhlo vysoce aktivní biomasy, a druhá jednotka - poskytuje nízké rychlosti proudění a odpovídajícím způsobem malý růst. Kontinuální kultivace proces - perspektivní oblast moderních biotechnologií.

Sterilizace živných médií vyvinula optimální živnou půdou pro každého producenta antibiotika.

Prostředí musí splňovat určité požadavky:
a) K zajištění maximálního výtěžku antibiotika;
b) se skládají z poměrně levných součástí;
c) mít dobré filtrační kapacitu;
d) zajištění uplatňování nejúčinnějších způsobů izolace a čištění antibiotik.

Sterilizace živné půdě v průmyslových podmínkách se provádí dvěma způsoby: šarže a kontinuální.

Periodické způsob sterilizace je aplikována při použití malých objemů média, a skutečnost, že médium se zahřeje na teplotu 120-130 ° C přímo ve fermentorech nebo ve speciálních kotlů sterilizátorů, udržuje se při této teplotě po dobu 30-60 minut (v závislosti na objemu média, a jeho složení), a pak se ochladí na 27-30 ° C

V době, kdy je zapotřebí ohřívat médium na teplotu potřebnou pro sterilizaci a ochlazení, značný počet zničených mikroorganismy. Účinek sterilizace a uchování termolabilní látky, se dosáhne v případě, že sterilizace se provádí při vyšší teplotě a v kratším čase.
Kontinuální způsob sterilizace je vhodné aplikovat při použití velkých objemů médií.

Vaření médium ze speciální nádoby s čerpadlem se přivádí do kolony sterilizační přes který se vede ostrá pára (tlak páry okolo 50 5 Pa). Pára se přivádí v horní části vnitřní trubky, který má zářezy, takže se dostane do životního prostředí, se rychle ohřívá. Médium ve sloupci se přivádí zespodu a pohybuje spirálovitě kolem vnitřní trubky.

Medium se zahřívá ve sloupci na požadovanou sterilizační teplotu (~ 130 C), vstupuje do speciálního zařízení, kde je udržována po určitou dobu při teplotě 125-130 ° C, držení doba závisí na složení média a trvala 5-10 minut. Z toho sterilní médium proudí do chladicích hadů se ochladí na 30-35 ° C (výstup) a vstupuje do fermentoru.

Kontinuální způsob sterilizace má několik výhod: možnost automatického řízení procesu, rychlé a rovnoměrné topné médium, poskytující lepší ochranu a sterility al.

Příprava Způsob přípravy osiva inokula - jedním z kritických operací v cyklu biotechnologického procesu pro přípravu antibiotik. Množství a kvalita osiva závisí jak na rozvoj kultury ve fermentoru, a biosyntézu antibiotika. Produkující obvykle pěstuje na bohatých složení přírodního prostředí, které mohou zajistit nejvyšší fyziologickou aktivitu mikroorganismů. Příprava osiva - proces vícestupňový (obrázek 5.5).

Obr. 4.5. Schéma vícestupňová příprava inokula A - kultivace v baňkách, B - v lahvích na třepačce 1 - konzervy výchozí materiálově 2 - spora generovaných na šikmém agaru probirke- 3 - II spory laserování pevné médium v sosude- 3a a 3b - i a III pro vytvoření kapalného média v kolbe- 4 - předběžné fermentoru inokulirovaniya- 5 - fermentor inokulirovaniya- 6 - hlavní fermentor

Mikroorganismus předtím kultivován na agaru ve zkumavce (1, 2), pak se z trubice dělat naočkování baňky s kapalným živným médiem a provádí se dvě generace v submerzní kultivace za třepání po dobu dvou až tří dnů pro každé generace (3a a 3b). Z druhé generace kultivační láhve, aby setí v malé (10 l) inokulátoru 4, načež dobře vyvinuté kultura byla převedena do většího 5 inokulátoru (100-500 litrů), z které tvoří výsevu v hlavním fermentoru 6. Pro inokulaci hlavní fermentoru za použití od 5 do 10% inokula (očkovací látky).

Vývoj antibiotika výrobce ve vývoji fermentorech mikroorganismů ve fermentoru se koná pod přísnou kontrolou všech fází a plní velmi přesnou regulaci podmínek. Velká pozornost je věnována k udržení předem stanovené teploty kultivace kyselosti (pH), stupeň provzdušňování a rychlost míchadla. Při vývoji biologického kontrolního organismu se provádí, za hlavní příjem tělesný nutričních složek substrátu (zdroj uhlíku, dusíku a fosforu), těsně po vytvoření antibiotika. V poslední době se stále více a více biologická kontrola se provádí pomocí počítače.

Velká pozornost při vývoji výrobce ve fermentorech pokrčit odpěňovací proces. Když vzduch probubláváním kulturou mikroorganismu je produkován velkým množstvím pěny, přičemž tento způsob poskytuje v podstatě produkovat antibiotikum ve fermentoru. Výskyt velkého množství pěny, způsobené bílkovinných látek v životním prostředí, a jeho vysoká viskozita, vzhledem k hojné akumulace biomasy.

Pro boj s pěna ve fermentorech za použití povrchově aktivní látky: rostlinné oleje (sojový olej, slunečnicový olej), živočišné tuky (sádlo, tuk kashalotovy) a někdy i minerální oleje (vazelína, parafín), alkoholy, a vyšší mastné kyseliny. Často se používá jako odpěňovače speciálně syntetizované látky (silikony diazobutanankarbamil et al.).

Mnoho látek (oleje, tuky, alkoholy, apod), používaný jako odpěňovadla jsou konzumovány producenty antibiotik jako doplňkových zdrojů oxidu výživy. To je často pozorován nárůst antibiotické vydání. Nicméně, zavedení odpěňovadla může snížit rychlost rozpouštění kyslíku, který, podle pořadí, negativně ovlivňuje vývoj mikroorganismu a jeho biosyntetické aktivity.

Někdy se používá mechanické metody odstranění pěny (pěna prostřednictvím zvláštních zhroucení aspirační trubice pěny bubliny silné proudy kapaliny, páry nebo plyny).

Celková produkci antibiotika obvod do fáze čištění izolace a chemického je znázorněno na obr. 4.6.

Obr. 4.6. Produkce antibiotika schématu: I - Příprava osiva materiala- II - očkovacího pro zvýšení osiva materiala- III - sterilizátor prostředí pro velké fermentatora- IV - instalace pro biosyntézy antibiotika- a - sterilizace média v kolbah- b - chlazení a naočkování kultury produkující kolbu- v - růst v kultuře pokoe- g - růst v kultuře kachalke- d - očkovacího sterilní sredoy- e - inokulátoru s médiem, naočkované kultury produtsenta- w - kompressor- filtrů a - nádrže se stlačeným vozduhom- a - zahřívání na vzduchotěsných - fermentator- l - košile a pro chlazení fermentor

Předběžné ošetření kultivačního média, izolace a chemického čištění antibiotik na
Při vývoji mikroorganismů antibiotik tvořených nich ve většině případů téměř zcela izolovaných z buněk v prostředí. Nicméně, v některých případech pouze část antibiotika vstupuje do kultivační kapaliny a druhá část je uložena v buňkách.

Řada výrobců antibiotik je téměř úplně obsažena v buňkách těla. V závislosti na tom, kde je antibiotická látka koncentruje, použita odpovídající jeho extrakčních metod. Proto, pokud je antibiotikum v kultivačním médiu, se izoluje extrakcí za použití rozpouštědla, nemísitelného s kapalnou fází se vysráží ve formě nerozpustných sloučenin nebo výměnné pryskyřice sorbovaného iontů.

Pokud je antibiotikum obsaženo v kultivační tekutině a buněk produkujících, první antibiotikum se převede do fáze, ze které je nejvíce výhodné izolovat. Například antibiotikum, obsažené v kultivačním médiu, a buňky s antibiotikem se převede do sraženiny, ze kterého se antibiotikum extrahuje.

Obor nativní roztok z biomasy a suspendovaných pevných látek se provádí filtrací nebo odstředěním metody.

Účelem chemického ošetření - extrakce antibiotika z nativních kapalná nebo z produkčních buněk, jeho koncentrace a osvobození (ve skutečnosti, čištění) doprovodných nečistot a nakonec získat vysoce purifikovaný přípravek vhodný pro příslušné použití.

V některých případech antibiotické látky pod vlivem vnějších faktorů tvrdých (vysoké teploty, vysoké kyselosti nebo zásaditosti et al.), Ztrácet své vlastnosti, jsou inaktivovány. Z tohoto důvodu, v jejich izolace a čištění je nutné dodržet maximální opatrnost.

Základní antibiotika čistící metody zahrnují: extrakci, iontové výměny adsorpce a srážení.

LV Timoshenko, MV Chubik

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné