Antibiotica: commerciële productie van antibiotica

Antibiotica: commerciële productie van antibiotica!

Antibiotica zijn het product van het secundaire metabolisme dat de groeiprocessen van andere organismen remt, zelfs wanneer het in lage concentraties wordt gebruikt. Het antibioticum penicilline werd ontdekt door Fleming in 1929.

Hoewel er meer dan 300 antibiotische verbindingen zijn geïsoleerd, worden momenteel slechts 123 geproduceerd door fermentatie. Bovendien worden meer dan 50 antibiotica geproduceerd als semisynthetische verbindingen en worden drie antibiotica, chlooramfenicol, fosfonomycine en pyrrolnitrine volledig synthetisch geproduceerd.

inoculum:

Een hoogproductieve stam is een eerste vereiste voor de productie van antibiotica. Daarom is constante spanningsverbetering een integraal onderdeel van commerciële activiteiten. Het inoculum wordt gewoonlijk bereid in de vorm van een sporensuspensie, die wordt overgebracht in de fermentoren. In de regel wordt het aantal trappen tussen het geconserveerde materiaal en de uiteindelijke inoculumfase tot een minimum beperkt om het risico te minimaliseren dat het organisme zijn hoge opbrengstpotentieel verliest.

vergister:

Antibiotica worden over het algemeen geproduceerd in roestvrijstalen fermentoren die worden gebruikt in de batch- of fed-modus. Waterkoeling wordt vaak gebruikt om de temperatuur tussen 24-26 ° C te houden. Voor de meeste antibiotica-producenten. Over het algemeen wordt de fermentor op een hogere atmosferische druk gehouden, wat het risico van verontreiniging vermindert en de zuurstoftoevoer verbetert.

De laatste trap fermentor wordt bij voorkeur voor de langste periode gebruikt voor de productie van antibiotica. Maar de beginstadia van fermentatie zijn ontworpen voor een aanzienlijke microbiële groei; deze worden uitgevoerd in fermentoren van de zaadstapel van kleinere omvang. Afhankelijk van het proces en de stam kunnen een of meer zaadstadia worden gebruikt om de maximale hoeveelheid biomassa in de juiste fysiologische toestand te produceren voor een hoge antibioticumproductie wanneer deze in de fermentor in de laatste fase wordt geïntroduceerd.

Productiemedium:

De productie van antibiotica maakt gebruik van een verscheidenheid aan media, een andere voor elke werkingsfase (tabel 12.2). Een typisch medium heeft ongeveer 10% (w / v) vaste stoffen. Over het algemeen zijn de opbrengsten veel hoger op complexe media. In sommige gevallen wordt ook een geschikte precursor voor het antibioticum verschaft zoals in het geval van penicilline G-productie, waarbij fenylazijnzuur of fenoxyazijnzuur als precursor wordt gebruikt. Omdat antibiotica secundaire metabolieten zijn, is het productiemedium zo ontworpen dat een belangrijke voedingsstof in een kritiek stadium beperkend wordt om het secundaire metabolisme in het organisme te starten (bijv. Glucose voor penicillineproductie en fosfaat voor verschillende antibiotica die door Streptomyces worden geproduceerd.

In het merendeel van het productieproces wordt de productie-fermentor in een fed-batch-modus uitgevoerd, waarbij continu een voedingsstof, bijvoorbeeld glucose, tijdens de fermentatie wordt toegevoegd om de duur van de antibioticaproductie te verbeteren. Dit gaat gepaard met het onttrekken van kleine volumes bouillon om de toename van het volume van de bouillon in de fermentor te controleren. Antischuimmiddelen worden toegevoegd in de geschikte fase van fermentatie. Geselecteerde microbiologische, fysische en chemische kenmerken worden tijdens de fermentatie gevolgd om een ​​goede controle te verkrijgen.

Aan het einde van de incubatie van de laatste productiestap bevat de bouillon slechts een lage concentratie (3-35% als de totale opgeloste stoffen in de bouillon) van het antibioticum. Antibioticumherstel wordt uitgevoerd door scheiding van cellen van de kweekbodem door filtratie of centrifugatie die wordt gevolgd door zuivering.