Мікробіологічний синтез тетрациклінів

Існує три способи отримання антибіотиків:

1. біологічний синтез, використовуючи високопродуктивні штами мікроорганізмів;

2. хімічний синтез. За допомогою цього методу отримують всі синтетичні антибіотики.

3. комбінований спосіб.

У виробництві тетрацикліну застосовують мікробіологічний синтез, який можливо проводити одним із способів культивування: глибинне або поверхневе. В даний час поверхневе культивування не вважається за перспективне. В порівнянні з ним глибинне культивування має ряд переваг:

- при його застосуванні можливо змінювати склад живильного середовища в широкому інтервалі значень концентрацій різних компонентів, досягаючи при цьому максимального виходу цільового продукту з одиниці об'єму устаткування ферментації;

- у технологічному процесі значно скорочується частка ручної праці;

- він вимагає менше витрат на організацію процесів автоматизації стадії ферментації;

- дає можливість спростити подальшу переробку біомаси мікроорганізмів з метою виділення і очищення готового.

Всі перераховані достоїнства привели до того, що в даний час для отримання тетрациклінів переважно використовують глибинний метод культивування продуцентів. Як продуцент тетрацикліну використовують Streptomyces aurefaciens.

При глибинному культивуванні продуцентів ферментів виділяють, як і в будь-якому біотехнологічному процесі, 5 етапів:

1. Приготування живильних середовищ залежить від складу компонентів. Деякі заздалегідь подрібнюють, відварюють або розщеплюють. Готові до розчинення компоненти подають при постійному помішуванні в ємність для приготування середовища в певній послідовності. Стерилізацію середовища проводять або шляхом мікрофільтрації за допомогою напівпроникних мембран, або за допомогою високих температур. Стерилізуються також всі комунікації і апарати. Повітря очищається до і після аерації. До - тому що містить частинки пилу органічної і неорганічної природи, після - оскільки несе клітини продуцента.

2. Отримання засівного матеріалу. Для засіву живильного середовища матеріал готують також глибинним методом. Отримання посівного матеріалу полягає в збільшенні маси продуцента в 3-4 стадії. Об'єм посівного матеріалу залежить від фізіологічних особливостей продуцента.

3. Виробниче культивування. Біосинтез ферментів в глибинній культурі протікає протягом 2-4 діб при безперервній подачі повітря і перемішуванні. Висока концентрація живильних речовин на перших етапах можуть гальмувати зростання біомаси продуцента, тому часто свіже середовище або деякі її компоненти вводяться у ферментер на стадії активного зростання. Температурний оптимум знаходиться в інтервалі 22-32°С. У сучасних технологічних процесах ведеться безперервне автоматичне визначення вмісту в середовищі вуглеводів, кількості метаболітов, що утворилися, і концентрації клітин. Дані поступають в комп'ютер, який визначає стратегію корекції процесу і автоматично регулює його. Цим досягається максимальна продуктивність і якнайкраща якість продуктів.

4. Виділення. У міцелії тридобової культури зазвичай залишається не більше 15% ферментів. Останні виділяються в навколишнє рідке середовище. В цьому випадку препарати ферментів виділяють з фільтратів після відділення біомаси.

5. Отримання товарної форми.