2020-01-14
137
Процесс получения антибиотика включает в себя четыре основные стадии:
-получение соответствующего штамма — продуцента антибиотика, пригодного для промышленного производства;
-биосинтез антибиотика;
-выделение и очистка антибиотика;
-концентрирование, стабилизация антибиотика и получение готового продукта.
Большое значение в настоящее время имеет полусинтетический способ получения аналогов природного пенициллина, состоит из двух основных этапов.
1.Процесс ферментации и получение ферментационной (культуральной) жидкости, где пенициллин находится в виде свободной кислоты.
В процессе культивирования необходимо подобрать сбалансированное сочетание интенсивности аэрации среды и концентрации входящих в неё веществ. Температура культивирования 40 °С. Развитие продуцента и синтез антибиотика может идти и при температуре 28 °С, но в этом случае максимальный биосинтез антибиотика наблюдается в первые 24 ч, в то время, как при температуре 40 °С - между 24 и 48 ч.
Для промышленного производства пенициллина применяют биореакторы с механическим перемешиваним, объемом свыше 10000 дм3. Питательная среда, используемая для производства пенициллина, обычно содержит кукурузный экстракт, лактозу, глюкозу и др.
|
|
|
После стерилизации и охлаждения среда засевается проросшими спорами гриба, аэрируется путем пропускания через нее воздуха и перемешивается с помощью мешалки. Температуру культивирования поддерживают в пределах 24 - 25°С. Для предотвращения чрезмерного образования пены применяются химические пеногасители.
После окончания ферментации мицелий гриба отделяется вакуумной фильтрацией или центрифугированием. Для концентрирования пенициллина применяется экстракция органическими растворителями и адсорбция на активированном угле. Возможно также применение упаривания и осаждения.
Кислоту получают в результате биосинтеза при развитии Penic. chrysodenum в специфических условиях его культивирования (при отсутствии предшественника в среде) или чаще путем ферментативного дезацилирования бензилпенициллина или феноксиметилпенициллина с участием пенициллинацилазы (пенициллинамидазы).
Пенициллинацилаза осуществляет гидролиз бензилпенициллина с образованием 6-аминопенициллановой кислоты и фенилуксусной кислоты, соединенных в молекуле антибиотика карбоксиламидной связью.
Пенициллиназы (пенициллин-6-лактамаза) вызывают у бензил-пенициллина гидролитическое расщепление 6-лактамного кольца с образованием биологически неактивной бензилпенициллиновой кислоты.
Образование пенициллинацилазы широко распространено среди различных групп микроорганизмов. Все продуцирующие пенициллин грибы (грибы рода Penicillium и Aspergillus) способны образовывать этот фермент. Установлено, что пенициллин оказывает антимикробное действие в отношении некоторых грамположительных бактерий (стафиллококков, стрептококков, диплококков и некоторых других) и практически неактивен в отношении грамотрицательных видов и дрожжей.
|
|
|
2. Выделение пенициллина из культуральной жидкости и его очистка. Экстрагирование и очистка пенициллина являются чрезвычайно ответственными и трудоемкими этапами его производства. Достаточно отметить, что несмотря на непрерывное совершенствование, при этих операциях все же обычно происходит потеря 30 -50 активного пенициллина, содержащегося в культуральной жидкости. Основные причины столь больших потерь - инактивация пенициллина за счет воздействия кислой среды, повышенной температуры, присутствия солей тяжелых металлов, а также неполнота экстракции.
В настоящий период наиболее широкое применение в медицинской практике находят полусинтетические пенициллины, полученные на основе 6-аминопенициллановой кислоты. Ее подвергают химическому ацилированию и получают соответствующие аналоги пенициллина, обладающие иными свойствами по сравнению с природными пенициллинами. В результате удалось получить ряд ценных антибиотиков. Наиболее ценными с практической точки зрения полусинтетическими препаратами пенициллина следует считать ампициллин, оксацилин, клоксациллин, нафциллин и метициллин.
