Подготовка посевного материала в производстве антибиотиков
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 18.09.2024
Первый слайд презентации: Производство антибиотиков
Слайд 2: Антибиотики
химиотерапевтические вещества, полученные из микроорганизмов или иных природных источников, а также их полусинтетические аналоги и производные, обладающие способностью избирательно подавлять в организме больного возбудителей заболеваний и (или) задерживать развитие злокачественных новообразований. Антибиотики
Слайд 3: История открытия антибиотиков
Слайд 4: История открытия антибиотиков
Слайд 5: История открытия антибиотиков
В нашей стране промышленное производство пенициллина запущено в 1943 г. при участии Ермольевой З.В.
Слайд 6
АБ (природные) Микроорганизмы Бактерии Актиномицеты Низшие растения Дрожжи Водоросли Плесневые грибы Животные Высшие растения П Р О Д У Ц И Р У Ю Т С Я
Слайд 7: Производство пенициллина
Первые выделенные из естественных субстратов штаммы как наиболее активные продуценты 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
Слайд 8: Основные стадии
1. Получение соответствующего штамма — продуцента антибиотика, пригодного для промышленного производства; 2. Биосинтез антибиотика; 3. Выделение и очистка антибиотика; 4. Концентрирование, стабилизация антибиотика и получение готового продукта.
Слайд 9: Факторы, влияющие на синтез АБ:
состав среды ее активная кислотность ( рН 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
Слайд 10: Используются следующие среды для культивирования:
М ясопептонная среда, в состав которой одновременно с мясным экстрактом и пептоном входят хлорид натрия, фосфат калия, иногда глюкоза или сахароза К артофельные среды с глюкозой и пептоном С реды 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 С реды успешно применяются в промышленности, т. к. являются дешевыми и обеспечивают хорошее развитие микроорганизмов с высоким выходом антибиотиков
Слайд 11: Источники микроэлементов:
С - картофельный крахмал, кукурузная мука N - соли азотной кислоты, аммонийные соли органических и неорганических кислот, аминокислоты, белки и продукты их гидролиза S – сульфаты Необходимы: ионы железа, цинка, кобальта, меди, галогены
Слайд 12: Температура
Для бактерий - 30–37 °С Актиномицеты, как правило, культивируются при температуре 26–30°С Для большинства мицелиальных грибов оптимальная температура составляет 25–28 °С.
Слайд 13: Подготовка инокулята (посевного материала)
сухими спорами из 2-3 флаконов. Основной задачей при культивировании продуцента пенициллина в посевных аппаратах на стадии подготовки инокулята является быстрое получение большой массы мицелия
Слайд 14: Подготовка инокулята (посевного материала)
Выращивание продолжается 36-50 часов до получения биомассы 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
Слайд 15: Ферментация (получение целевого продукта)
Ферментация является основной стадией в производстве пенициллина, на которой формируется целевой продукт В промышленности применяется метод глубинной ферментации, при котором культура микроорганизма выращивается в питательной среде, заполняя весь ее объем
Слайд 16: Ферментация (получение целевого продукта)
Ферментационная среда должна быть составлена таким образом, 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
Слайд 17: Н еобходимо присутствие предшественников в среде
Предшественниками называются вещества, непосредственно 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.
Слайд 18: Регулирование рН
Для поддержания в культуральной жидкости определенного уровня рН рекомендуется 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.
Слайд 19: Окончание ферментации
Основными показателями, свидетельствующими об окончании ферментации, являются 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.
Слайд 20: Стерильность процесса!
П опадание посторонних микроорганизмов резко снижает выход 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
Слайд 21: Фильтрация
Слайд 22: Предварительная обработка нативного раствора
Нативный раствор (фильтрат 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 т ермическая коагуляция при температуре 60-75°С и рН 5,5 - 6,0 осаждение примесей катионными детергентами типа четвертичных аммониевых оснований Потери – 5-15%
Слайд 23: Экстракция и очистка пенициллина
Нативный раствор содержит 3-6% сухих 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.
Читайте также: