Producerea de metaboliți secundari: Metode de producători de cultură de antibiotice

În condițiile actuale, metoda cea mai promițătoare pentru cultivarea microorganismelor producători de antibiotice recunoscute metodă de cultivare adâncă. Metoda constă în faptul că microorganismul se dezvoltă în grosimea mediului lichid prin care aerul steril este furnizat în mod continuu, iar mediul este agitat.

Există patru modificări majore metodă de cultivare adâncă pentru microorganisme.

1. Cultivarea periodică. În această metodă întregul proces este finalizat complet dezvoltarea microorganismelor într-un fermentator, iar apoi eliberat din lichidul de cultură din fermentator, se spală minuțios, sterilizate și re-umplut cu mediu proaspăt. Miercuri semănate studiat microorganism, iar procesul este reluat.

2. Metoda înțărcării. Cultivarea microorganismelor se efectuează în fermentatoare cu eșantionarea periodică a volumului lichidului de cultură într-un fermentator și adus mediu proaspăt la nivelul inițial.

3. Modul baterie. Microorganismele în curs de dezvoltare într-un număr de fermentatoare conectate în serie. Fluidul de cultură a microorganismului la o anumită etapă de dezvoltare din primul fermentator este transferat la al doilea, apoi de la al doilea la al treilea și așa mai departe. D. eliberat Fermentatorul imediat umplut cu mediu nutritiv proaspăt, inoculat microorganisme. În această capacitate metodă de cultivare microorganisme sunt utilizate mai eficient.

4. Cultivarea continuă. Metoda se bazează pe principiul unui flux continuu de mediu nutritiv, care permite să susțină dezvoltarea microorganismului la o anumită etapă a creșterii sale. dezvoltare Etapa microorganism se determină că există un număr maxim de biosinteză antibiotic sau alt compus biologic activ pe parcursul acestei perioade. Sa constatat că într-un proces continuu de biosinteza a unor antibiotice pot obține rezultate bune în cazul în care procesul se desfășoară în două etape. În primul dispozitiv baterie este menținut viteza mare de curgere, oferind o viteză mai mare de creștere a producătorului de antibiotice pentru a se obține o biomasă foarte activă, iar a doua unitate - asigură viteză redusă de curgere și o rată de creștere corespunzător mici. proces de cultivare continuă - zona promițătoare a biotehnologiei moderne.

Sterilizarea medii nutritive a dezvoltat un teren optim de reproducere pentru fiecare producător al unui antibiotic.

Mediul trebuie să îndeplinească anumite cerințe:
a) Pentru a asigura randamentul maxim al antibioticului;
b) constau din componente relativ ieftine;
c) să aibă o capacitate de filtrare bună;
d) să asigure aplicarea celor mai eficiente metode de izolare și purificare a antibioticelor.

Sterilizarea mediile nutritive în condiții industriale se realizează prin două metode: lot și continuu.

Metoda de sterilizare periodică se aplică atunci când se utilizează cantități mici de mediu și faptul că mediul este încălzit la o temperatură de 120-130 C direct în fermentatoare sau în sterilizatoare cazane speciale, menținut la această temperatură timp de 30-60 minute (în funcție de volumul mediului, și compoziția sa), și apoi se răcește la 27-30 ° C

Pe parcursul timpului necesar pentru a încălzi mediul la o temperatură necesară pentru sterilizare și răcirea acestuia, un număr semnificativ de microorganisme distruse. Efectul sterilizarea și conservarea termolabile substanțe se realizează în cazul în care sterilizarea se efectuează la o temperatură mai mare și într-un timp mai scurt.
Metoda continuă de sterilizare este recomandabil să se aplice atunci când se utilizează cantități mari de medii.

medie Gătit dintr-un container special cu o pompă este alimentat în coloana de sterilizare prin care trece aburul (presiunea aburului de aproximativ 50 5 Pa). Aburul este alimentat din partea superioară a tubului interior, care are crestături, astfel încât să intre în mediul înconjurător, se încălzește rapid. Mediul din coloana este alimentată de mai jos și se deplasează elicoidal în jurul țevii interioare.

Mediu încălzit în coloana la temperatura de sterilizare dorită (~ 130 ° C), intră într-un aparat special, în cazul în care se menține o anumită perioadă de timp, la o temperatură de 125-130 C. Timpul de exploatație depinde de compoziția mediului și a durat 5-10 minute. Din acest mediu steril curge în bobinele de răcire este răcită la 30-35 C (evacuare) și intră în fermentator.

Metoda de sterilizare continuă are mai multe avantaje: posibilitatea unui control automat al procesului, un mediu de încălzire rapidă și uniformă, oferind o mai bună protecție și sterilitate al.

Prepararea Prepararea inocul - una dintre operațiunile critice într-un ciclu al unui procedeu biotehnologic pentru prepararea antibioticelor. Cantitatea și calitatea semințelor depinde atât de dezvoltarea culturii în fermentator, și biosinteza antibiotic. Producing obicei cultivate pe compoziția bogată mediilor naturale care pot asigura cea mai mare activitate fiziologică a microorganismelor. Prepararea semințelor - un procedeu în mai multe etape (figura 5.5).

Fig. 4.5. Schema de preparare multietajată a inoculului A - cultivare în baloane, B - în baloane pe un agitator cu 1 - conserve de pornire 2 material car - spori generate pe agar probirke- oblic 3 - II spor lasing mediu solid în 3a sosude- și 3b - i și III pentru generarea unui mediu lichid in kolbe- 4 - fermentator preliminare inokulirovaniya- 5 - fermentator inokulirovaniya- 6 - fermentatorului principal

Microorganismul se cultivă în prealabil pe un mediu de agar-agar în eprubetă (1, 2), apoi din tubul face însămânțarea baloanelor cu un mediu nutritiv lichid și se realizează cu două generații în timpul cultivarea submersă, cu agitare timp de două-trei zile pentru fiecare generație (3a și 3b). cultură din balon a doua cultură generație face semănat într-un mic (10 l) inoculator 4, după care bine dezvoltată a fost transferată într-un 5 inoculator mai mare (100-500 litri), din care fac semănat în fermentator principal 6. Pentru a inocula fermentatorul principal folosind între 5 și 10% inocul (inocul).

Dezvoltarea producător antibiotic în dezvoltarea fermentatoare microorganismelor în fermentatorului se desfășoară sub controlul strict al tuturor etapelor și îndeplinirea reglare foarte precisă a condițiilor. O atenție deosebită este acordată menținerea unei temperaturi predeterminate de cultură, aciditate (pH), gradul de aerare și viteza agitatorului. În dezvoltarea organismului de control biologic se realizează, ia în considerare aportul corpului principal al componentelor substratului de nutrienți (sursă de carbon, azot și fosfor), urmând îndeaproape formarea antibioticului. Recent, mai mult controlul biologic se realizează cu ajutorul calculatoarelor.

O atenție deosebită în dezvoltarea producătorului în fermentatoare din umeri proces antispumant. Când barbotarea aerului prin cultura microorganismului se produce spumă abundentă, procedeu care dă în mod substanțial de a produce antibiotic în fermentator. Apariție unei mari cantități de spumă cauzate de substanțe proteiforme în mediu, și vâscozitatea ridicată, datorită acumulării abundente de biomasă.

Pentru combaterea spumei în fermentatoare utilizând agenți activi de suprafață: uleiuri vegetale (ulei de soia, ulei de floarea soarelui), grăsimi animale (untură, grăsime kashalotovy) și, uneori, uleiuri minerale (vaseline, parafină), alcooli și acizi grași superiori. Adesea utilizate ca substanță despumanți special sintetizat (siliconi diazobutanankarbamil și colab.).

Multe substanțe (uleiuri, grăsimi, alcooli, etc.) utilizate ca agenți anti-spumare sunt consumate producătorii de antibiotice ca surse suplimentare de nutritie de carbon. Acesta este adesea observată o creștere a eliberării de antibiotice. Cu toate acestea, introducerea antispumantul poate reduce viteza de dizolvare a oxigenului, care, la rândul său, afectează în mod negativ dezvoltarea microorganismului și activitatea biosintetice.

Uneori, utilizate metode mecanice antispumant (spumă prin colaps special tub de aspirație de spumă bule de jeturi puternice de lichid, vapori sau gaze).

totală Circuitul de producție antibiotic la etapa de izolare și purificare chimică este prezentată în Fig. 4.6.

Fig. 4.6. Producție antibiotice Schema: I - Prepararea materiala- seminței II - inoculator pentru creșterea semințelor de materiala- III - mediu sterilizator pentru mari fermentatora- IV - instalare pentru biosinteza antibiotika- și - sterilizarea mediului în kolbah- b - răcire și însămânțarea culturilor care produc un kolbu- în - creșterea în cultură pokoe- g - creșterea în cultură kachalke- d - inoculator e steril sredoy- - inoculator cu mediu, se inoculează cu cultură produtsenta- w - kompressor- filtrelor și - un rezervor cu vozduhom- comprimat și - încălzirea la aer - fermentator- l - Camasi și pentru răcirea fermentatorului

Pre-tratarea bulion de cultură, izolarea și purificarea chimică a antibioticelor
In dezvoltarea microorganismelor antibiotice formate de acestea, în cele mai multe cazuri aproape complet izolate de celulele din mediul înconjurător. Cu toate acestea, în unele cazuri, doar o porțiune a antibioticului intră lichidul de cultură, iar cealaltă parte este stocată în interiorul celulelor.

Un număr de producători de antibiotice este conținut aproape în întregime în celulele corpului. În funcție de unde este concentrată substanța antibiotic, aplicată corespunzător metodelor sale de extracție. Astfel, în cazul în care antibioticul este în mediul de cultură, a fost izolat prin extracție cu ajutorul unui solvent nemiscibil cu faza lichidă, se precipită sub formă de compuși insolubili sau rășini schimbătoare de ioni sorbit.

Dacă antibioticul este conținută într-un lichid de cultură și celulele care produc, primul antibiotic este convertit într-o fază, de la care este cel mai eficient pentru a izola. De exemplu, un antibiotic, conținută într-un lichid de cultură și celulele cu o substanță antibiotică este transferată în precipitatul, din care se extrage antibiotic.

Soluție nativă ramură din biomasă și solidele în suspensie se realizează metode de filtrare sau centrifugare.

Scopul tratamentului chimic - extracția de antibiotic din nativ celule producătoare de lichid sau de la, concentrarea și eliberarea ei (de fapt, de purificare) de însoțire a impurităților și în final obținerea de preparare de înaltă puritate adecvată pentru aplicația respectivă.

În unele cazuri, substanțe antibiotice sub influența factorilor externi dure (temperatură ridicată, aciditate ridicată sau alcalinitate și colab.) Pierde proprietățile lor, sunt inactivate. Prin urmare, în izolarea și purificarea lor este necesar să se respecte precauție maximă.

antibiotice de bază metode de curățare includ: extracția, schimbul de ioni adsorbție și precipitare.

LV Timoșenko, MV Chubik

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit