Производство на вторични метаболити: Методи на производителите култивиране на антибиотици

В сегашните обстоятелства, най-обещаващ метод за култивиране на микроорганизми-производители на антибиотици признати дълбоко метод култивиране. Методът се състои в това, че микроорганизмът се развива в дебелината на течната среда, чрез която се подава стерилен въздух непрекъснато, и средата се разбърква.

Има четири основни модификации метод дълбоко култивиране на микроорганизмите.

1. Периодично култивиране. При този метод на целия процес е завършен развитие на микроорганизми в ферментатор, и след това освободени от течност култура ферментатор, старателно измити, стерилизирани и повторно напълнена с прясна среда. Сряда, засети учи микроорганизъм и възобновяване на процеса.

2. Метод съгласно отбиване. Отглеждането на микроорганизми се извършва в ферментатори с периодично вземане на проби от обема на културалната течност в ферментатор и подадена прясна среда към първоначалното ниво.

3. режим на батерията. Микроорганизмите развиващите се в редица последователно свързани ферментатори. течност култура на микроорганизма в определен етап на развитие от първия ферментатора се прехвърля към втория, след това от втория до третия, и така нататък. Г. освобождава незабавно попълнено ферментатора със свежа хранителна среда, се инокулира микроорганизъм. При този метод култивиране микроорганизъм капацитет се използва по-ефективно.

4. Непрекъснат култивиране. Методът се основава на принципа на непрекъснат поток на хранителна среда, която позволява да се подпомогне развитието на микроорганизма в определен етап от растежа. развитие Етап микроорганизъм е определено, че има повече от антибиотик биосинтеза или друго биологично активно съединение по време на този период. Установено е, че в един непрекъснат процес на биосинтеза на някои антибиотици, може да получите добри резултати, ако процесът се провежда в два етапа. В първото устройство на батерията се поддържа висока скорост на потока, която осигурява по-висока скорост на растеж на производителя на антибиотик, за да се получи високо активна биомаса и второто устройство - осигури ниска скорост на потока и съответно малка скорост на растеж. непрекъснат процес отглеждане - обещава площ от съвременните биотехнологии.

Стерилизация на хранителни среди, разработен оптимално почва за всеки производител на антибиотик.

Околна среда, трябва да отговарят на определени изисквания:
а) За да се гарантира максимален добив на антибиотик;
б) се състои от сравнително евтини компоненти;
в) имат добър капацитет филтруване;
г) осигуряване на прилагането на най-ефективните методи за изолиране и пречистване на антибиотици.

Стерилизация на хранителни среди при промишлени условия се извършва по два метода: партида и непрекъснати.

Периодичен метод стерилизация се прилага при използване на малки обеми на средата и на факта, че средата се нагрява до температура 120-130 ° С директно в ферментатори или в специални котли стерилизатори, се поддържа при тази температура в продължение на 30-60 минути (в зависимост от обема на средата, и състава), и след това се охлажда до 27-30 ° с

През времето, необходимо за загряване на среда до температура, необходима за стерилизация и охлаждане, значителен брой унищожават микроорганизмите. стерилизация ефект и запазването термолабилни вещества се постига, ако стерилизация се извършва при по-висока температура и по-кратко време.
Непрекъснато метод за стерилизация е препоръчително да се прилага при използване на големи обеми от медии.

Готвене среда от специален контейнер с помпа се подава в колоната за стерилизация чрез която се предава на живо пара (налягане на парата от около 50 5 Ра). Парата се подава от горната част на вътрешната тръба, която има ламели, така че да влиза в околната среда, тя бързо се нагрява. Средата в колоната се подава отдолу и се движи спираловидно около вътрешната тръба.

Среден нагрява в колоната до желаната температура стерилизация (~ 130 ° С), влиза в специален апарат, където се поддържа известно време при температура 125-130 провеждане времето С зависи от състава на средата и продължава 5-10 минути. От тази стерилна среда протича в охлаждащите намотки се охлажда до 30-35 ° С (на изхода) и навлиза ферментатора.

Непрекъснато метод стерилизация има няколко предимства: възможност за автоматичен контрол на процеса, бърз и равномерно отопление среда, осигуряване на по-добра защита и стерилност и др.

Получаване Получаване на инокулат семена - един от критичните операции в един цикъл на биотехнологичен метод за получаване на антибиотици. Количеството и качеството на семената зависи както от развитието на културата във ферментатора и биосинтезата на антибиотика. Производствен обикновено отглеждани на богат състав на естествени среди, които могат да осигурят най-високата физиологичната активност на микроорганизмите. Получаване на семена - процес на многоетапно (фигура 5.5).

Фиг. 4.5. Схема многостепенен получаване на инокулум А - култивиране в колби, B - в колби на клатачка 1 - консервирани изходен материално 2 - спори генерирани на наклонен агар probirke- 3 - II спори активния елемент твърда среда в sosude- 3a и 3b - I и III за генериране на течна среда в kolbe- 4 - предварителен ферментатор inokulirovaniya- 5 - ферментатор inokulirovaniya- 6 - главен ферментатор

Микроорганизмът предварително култивирани в агарова среда, в епруветката (1, 2), след това от тръбата направи посяване колбите с течна хранителна среда и се провежда два поколение през потопена култивиране с разклащане в продължение на два до три дни за всяко поколение (3a и 3b). От втората колба поколение култура да посев в малък (10 л) инокулатор 4, след което добре развита култура се прехвърля в по-голям 5 инокулатор (100-500 литра), от които правят посев в основната ферментатора 6. За инокулиране на основната ферментация, използвайки от 5 до 10% инокулум (инокулум).

Развитието на антибиотик производител във ферментатори развитие на микроорганизми във ферментатора се провежда под строг контрол на всички етапи и са изпълнени много прецизно регулиране на условията. Много внимание се обръща на поддържането на предварително определена температура на култивиране, киселинността (рН), степента на аериране и скорост на бъркалката. При разработването на биологичен контрол организъм се извършва, помисли основната прием на хранителни компоненти субстрат (източник на въглерод, азот и фосфор) тяло, тясно след образуването на антибиотика. Напоследък все повече и повече биологичен контрол се извършва с помощта на компютри.

Много внимание при разработването на производителя във ферментатори измъкне процес отпенващи. Когато въздух барботиране през култура на микроорганизма се произвежда обилна пяна, който метод дава значително за получаване на антибиотик във ферментатора. Възникване на голямо количество пяна, причинени от белтъчни вещества в околната среда, както и високата си вискозитет, поради обилно натрупване на биомаса.

За борба с пяна във ферментатори използват повърхностно активни вещества: растителни масла (соево масло, слънчогледово масло), животински мазнини (сланина, мазнини kashalotovy), а понякога и минерални масла (вазелин, парафин), алкохоли, и висша мастна киселина. Често се използва като антипенители специално синтезира вещество (силикони diazobutanankarbamil и др.).

Много вещества (масла, мазнини, алкохоли и т.н.), използван като антипепктели се консумират производители на антибиотици, като допълнителни източници на въглероден хранене. Тя често се наблюдава увеличение на антибиотик освобождаване. Въпреки това, въвеждането на антипенителят може да намали скоростта на кислород разтваряне, която от своя страна се отразява отрицателно на развитието на микроорганизма и биосинтетичен активност.

Понякога се използва механични методи отпенващи (пяна чрез специален аспирационната тръба колапс на пяна мехурчета силни струи течност, пара или газ).

Общият антибиотик производство верига от етапа на изолиране и химично пречистване е показано на фиг. 4.6.

Фиг. 4.6. Производство Схема антибиотици: I - Получаване на materiala- семена II - инокулатор за увеличаване семена materiala- III - стерилизатор среда за голям fermentatora- IV - инсталация за биосинтеза antibiotika- и - стерилизиране на средата в kolbah- б - охлаждане и засяване култури, произвеждащи kolbu- в - растеж в култура pokoe- г - растеж в култура kachalke- г - инокулатор стерилен sredoy- д - инокулатор със среда, се инокулира с култура produtsenta- w - kompressor- на филтри и - резервоар със сгъстен vozduhom- и - загряване до климатична - fermentator- л - ризи и за охлаждане на ферментатора

Предварителна обработка на културален бульон, изолиране и пречистване на химически антибиотици
В развитието на микроорганизми антибиотици, образувани от тях в повечето случаи почти напълно изолирани от клетките в околната среда. Въпреки това, в някои случаи, само част от антибиотика влиза в течна култура, а другата част се съхранява в клетките.

Редица производители на антибиотици е почти изцяло се съдържа в клетките на тялото. В зависимост от това къде антибиотик вещество се концентрира, прилага съответстваща на неговите методи за екстракция. Така, ако антибиотикът е в средата на културата, се изолира чрез екстракция с помощта на не разтворител смесва с течната фаза се утаява като неразтворими съединения или сорбиран йонообменни смоли.

Ако антибиотикът се съдържа в течност култура и продуциращи клетки, първият антибиотик се превръща във фаза, който е най-целесъобразно да се изолира. Например, антибиотик, съдържаща се в течна култура и клетките с антибиотик вещество се прехвърля в утайката, от които се екстрахира антибиотика.

Клон роден разтвор от биомасата и суспендирани твърди вещества се осъществява методи филтриране или центрофугиране.

Целта на химично третиране - извличане на антибиотика от естествени течни или от клетките на производители, концентрация и освобождение (всъщност, пречистване) на съпътстващи примеси и в крайна сметка получаване на високо пречистен препарат, подходящ за съответното приложение.

В някои случаи антибиотични вещества под влиянието на външни фактори твърди (висока температура, висока киселинност или алкалност и др.) Загуба техните свойства, са инактивирани. Ето защо, в тяхното изолиране и пречистване, е необходимо да се спазват максимално внимание.

Основни антибиотици методи за почистване включват: извличане, адсорбция йонообменна и утаяване.

LV Тимошенко, MV Chubik

Споделяне в социалните мрежи:

сроден