CS220750B1 - Způsob výroby penicilinů - Google Patents

Způsob výroby penicilinů Download PDF

Info

Publication number
CS220750B1
CS220750B1 CS538781A CS538781A CS220750B1 CS 220750 B1 CS220750 B1 CS 220750B1 CS 538781 A CS538781 A CS 538781A CS 538781 A CS538781 A CS 538781A CS 220750 B1 CS220750 B1 CS 220750B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fermentation
production
soil
fermentation broth
volume
Prior art date
Application number
CS538781A
Other languages
English (en)
Inventor
Vlasta Matelova
Karel Zeleny
Karel Culik
Stanislav Ulbert
Petr Pilat
Henrich Hofbauer
Emil Miklas
Michal Bucko
Boris Okanik
Vladimir Varga
Jan Bulla
Original Assignee
Vlasta Matelova
Karel Zeleny
Karel Culik
Stanislav Ulbert
Petr Pilat
Henrich Hofbauer
Emil Miklas
Michal Bucko
Boris Okanik
Vladimir Varga
Jan Bulla
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vlasta Matelova, Karel Zeleny, Karel Culik, Stanislav Ulbert, Petr Pilat, Henrich Hofbauer, Emil Miklas, Michal Bucko, Boris Okanik, Vladimir Varga, Jan Bulla filed Critical Vlasta Matelova
Priority to CS538781A priority Critical patent/CS220750B1/cs
Publication of CS220750B1 publication Critical patent/CS220750B1/cs

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby penicilinů fermentačním postupem, který je charakterizován nejméně jedním odběrem fermentační půdy po ukončení růstové fáze produkčního mikroorganismu, v množství 20 až 80 % původního objemu a doplněním čerstvou půdou stejného nebo odlišného složení na výchozí objem, načež se ve fermentaci pokračuje až do dosažení maximální produkce, kdy se proces ukončí.

Description

Vynález se týká způsobu výroby penicilinů fermentačním postupem, který je charakterizován nejméně jedním odběrem fermentační půdy po ukončení růstové fáze produkčního mikroorganismu, v množství 20 až 80 % původního objemu a doplněním čerstvou půdou stejného nebo odlišného složení na výchozí objem, načež se ve fermentaci pokračuje až do dosažení maximální produkce, kdy se proces ukončí.
Vynález se týká způsobu výroby penicilinů, tj. penicilinu G a V, kultivací produkčního mikroorganismu v tekuté živné půdě, obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku a dusíku, minerální živné soli a prekursory, za submersních podmínek, při kterém v průběhu fermentace je půda vhodně ředěna.
Při klasickém způsobu přípravy penicilinů fermentační cestou, je-li použit pomalu asimilovatelný zdroj uhlíku laktóza, není v laboratorních podmínkách po· inokulaci fermentační půdy zasahováno do průběhu fermentace, s výjimkou přídavků prekurzorů.
Tento způsob fermentace umožňuje v laboratorním měřítku dosažení výtěžků penicilinu 28 OOG až 30 000 j./ml při průměrné hodinové produkční rychlosti 130 j./ml.
Výrazného zvýšení výtěžnosti penicilinu lze dosáhnout buď zavedením výšeprodukčního kmene nebo vhodnou změnou fermentační technologie. Jedna z možných cest zvýšení výtěžnosti fermentačního procesu spočívá v prodloužení doby fermentace. Té lze v zásadě dosáhnout obohacením fermentační půdy esenciálními živinami. Výsledkem sice v řadě případů je prodloužení doby fermentace a dosažení v absolutních číslech vyšších produkcí, ale hodinová produkční rychlost úměrně k prodloužení doby fermentace klesá. Proto byla hledána jiná cesta, která by vedla nejen k prodloužení doby fermentace, ale i k zachování event. překročení hodinové produkční rychlosti.
Jako výhodný způsob fermentace se jeví taková fermentace, při které je část produkční půdy z fermentační nádoby odebrána a chybějící množství půdy ve fermentační nádobě je doplněno výchozí půdou nebo půdou o jiné koncentraci živin, na původní objem. Úspěch takto prováděné fermentace je závislý na době, kdy je výměna prováděna, na množství odebírané půdy a na složení půdy, kterou je zmenšené množství fermentační půdy doplňováno·.
V průběhu fermentace byla výměna experimentálně provedena jednorázově ve 3. až
9. dni fermentace nebo opakovaně počínaje 3. dnem ve 24, 48, 72 či 96 hodinových intervalech, dále byl měněn objem odebíraného média od 10' do 75 % a obsah všech složek půdy, kterou je prováděna výměna.
Při klasickém způsobu fermentace je v laboratorních podmínkách pracováno se 40 ml fermentační půdy, výtěžek v j./ml je 28 500, v mia 1,14.10-3, průměrná hodinová produkce je 132 j./ml, doba fermentace je 216 hodin. Při výše uvedených výměnách půdy po· optimalizaci všech důležitých parametrů je dosaženo následujících výsledků:
Dny, ve kterých Získané Výtěžek Prům. hod. Doba Prům. pro-
je provedena množství v mia prod. v ferm. dukce ve
výměna půdy ferm. půdy v ml j/ml/hod do doby dosažení maxima v h. filtrátech j./ml
0 40 1,14. ΙΟ“3 132 216 28 600·
7 60 1,80. ΙΟ“3 201 288 29 600
7, 11 80 2,48.10-3 234 384 30 000
7, 11, 15 100 2,9/8.10-3 259 456 29 500
7, 11, 15, 18 120 3,42 . ΙΟ3 270 528 28 600
7, 11, 15, 18, 2i 140 3,47 . ΙΟ3 285 576 27 300
Na základě uvedených poznatků byl vypracován nově modifikovaný způsob výroby penicilinů kultivací produkčního kmene mikroorganismu Penicillium chrysogenum v tekuté živné půdě, obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku a dusíku, minerální živné soli a prekurzory, za submerzních podmínek, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se v průběhu fermentace produkčního mikroorganismu alespoň jednou odebírá 20 až 60 % obj., s výhodou 45 až 50 % obj. fermentační půdy a nahrazuje stejným objemem živné půdy, obsahujícím buď všechny složky jako na začátku fermentace nebo pouze zdroj uhlíku a anorganického· dusíku, ionty vápníku a prekurzor, přičemž první odběr fermentační půdy se provádí po ukončení růstové fáze produkčního mikroorganismu a případný další odběr nebo odběry vždy před počátkem biomasy, načež se fermentace ukončí ve fázi maxima produkce.
Z celkové kalkulace vyplývá, že ekonomicky nejvýhodnější je provádět 2 až 3 výměny fermentační půdy v 7,. 11. a 15. dni fermentace, tak je dosaženo vysokých výtěžků penicilinu v odebrané půdě, respektive filtrátech odebrané půdy. Při aplikaci dalších výměn sice celková výtěžnost vyjádřená v mia na získaný objem fermentační půdy stoupá, •ale obsah penicilinu v odebírané půdě klesá.
Při aplikaci tohoto postupu pro fermentační tanky jsou odebrané podíly fermentační půdy izolačně zpracovávány s jinými šaržemi.
Úspěch tohoto postupu fermentace závisí na rychlosti růstu produkčního organismu resp. na dobrých růstových schopnostech použitého kmene. Podmínkou je, aby po výměně půdy do 24 hodin byla obnovena koncentrace buněk na množství před zředěním, není-li tomu tak, pak dochází ke stagnaci biosyntézy, byť dočasné a proces se stává méně úspěšným. Je-li biomasa obnovena do 24 hodin, biosynté/za penicilinu pokračuje stejnou rychlostí nebo· vyšší, jako před ředěním, je-li biomasa obnovena za 36 hodin, dochází ke stagnaci tvorby antibiotika na dobu 24 hodin a je-li biomasa obnovena až za 48 hodin, pak je biosyntéza obnovena až za 48 hodin. Rychlost obnovování biomasy lze regulovat velikostí objemu vyměňované půdy, je-li ředění neúměrně velké, tj. větší než 50 %, pak biomasa není obnovena do 24 hodin a dochází, jak již bylo řečeno, k zabrzdění tvorby penicilinu.
Intervaly mezi jednotlivými výměnami půdy, respektive dobu, po kterou nedojde k poklesu produkční rychlosti, lze řídit buď objemem vyměňované půdy nebo koncentrací složek vyměňované půdy. Je-li například objem vyměňované půdy 50%, pák je třeba provést další výměnu za 96 hodin, je-li menší než 50%, pak dříve, například při 25 % vyměňované půdy za 48 hodin. Právě tak, je-li koncentrace živin v půdě, kterou je prováděna výměna, menší než 100·%, pak je třeba provést výměnu dříve.
Součástí média použitého k ředění je zdroj uhlíku, dusíku, síry, fosfát, křída a prekurzor postranního řetězce penicilinu. Ne všechny tyto· složky jsou si rovnocenné v důležitosti pro vlastní biosyntézu penicilinu. Celkem nepatrný pokles produkce nastane neobsahuje-li médium zdroj síry a fosfát, rovněž deficit prekurzoru se projeví až po 48 hodinách fermentace. Nejdrastičtěji, tj. úplným zastavením biosyntézy, se projeví deficit zdroje uhlíku a křídy, a to podstatně výrazněji, než deficit dusíku. Deficit křídy zasahuje do celkového metabolismu kultury, stagnuje utilizace zdroje uhlíku, v médiu se kumulují amonné ionty atd.
O tom, že při výměně fermentační půdy se nejedná pouze o doplnění některých vyčerpaných složek fermentační půdy, svědčí pokus, při kterém místo ředění půdou byly do fermentačního média ve shodné době přidávány jednotlivé nebo· všechny suroviny v suchém sterilním stavu v odpovídajících koncentracích, V žádném případě nebylo· dosaženo· tak dobrých výsledků, jako při dodávání živin v roztoku, respektive při ředění. Z toho lze dedukovat, že výhodnost navrhovaného· postupu nespočívá pouze v doplnění živin, nýbrž že se jedná o· komplexní ovlivnění průběhu fermentace, především dochází k regeneraci kultury, neboť kultura ředěním získává prostor pro nový růst, snižuje se viskozita fermentačního média, dochází k příznivému ovlivnění přenosu kyslíku, mění se celková reologie půdy.
Příklad 1
Vegetativní inokulum bylo připravováno submersně v 500 ml varných baňkách se 60’ mililitry inokulační půdy, která obsahovala základní živiny, tj. zdroj uhlíku laktózu a glukózu, zdroj dusíku kukuřičný extrakt a síran amonný a soli. Půda pro· přípravu vegetativního inokula byla zaočkována sponovou suspenzí některého z izolátů kmene Penicillium chrysogenum 65/41 a byla inkubována na rotačním třepacím stroji 316 až 48 hodin.
Takto připraveným vegetativním inokulem byly očkovány fermentační baňky obsahu 500 ml, objem fermentační půdy 40 ml. Zdrojem uhlíku byla laktóza, zdrojem dusíku byla Pharmamédia nebo· eluát sójové mouky a amonná sůl, půda dále obsahovala prekurzor postranního řetězce, soli, uhličitan vápenatý a zdroj síry.
Příprava vegetativního inokula i vlastní fermentace probíhaly na rotačních třepacích strojích při 230' obr./min., výstřednost 25 mm, při teplotě 25 °C.
Fermentace probíhaly 10 dnů, maximální produkce bylo zpravidla dosaženo v 9. dni fermentace.
Výtěžnost postupu· získané množství fermentační půdy výtěžek průměrná hodinová produkce do doby maxima doba fermentace průměrná produkce ve filtrátu ml
1,14. ΙΟ5 mia 132 j./ml/hod.
216 hod.
600· j./ml
Příklad 2
Podmínky fermentace i izolát, kterým byla provedena inokulace, byly shodné s příkladem 1. V 7. dni fermentace bylo odebráno 50 % fermentační půdy a bylo přidáno 50 % výchozí fermentační půdy, fermentace pokračovala dalších 120 hodin.
Výtěžnost postupu:
získané množství fermentační půdy výtěžek průměrná hodinová produkce do doby maxima doba fermentace průměrná produkce ve filtrátech ml
1,80.10'-3mia 201 j./ml/hod.
288 hod.
600 j./ml
Příklad 3
Podmínky fermentace i izolát, kterým byla provedena inokulace, byly shodné s příkladem 1. V 7. a 11. dni fermentace bylo odebráno po 5.0 % fermentační půdy a bylo přidáno po 50: % výchozí fermentační půdy, fermentace pokračovala dalších 120· hodin.
Výtěžnost postupu:
získané množství fermentační půdy výtěžek průměrná hodinová produkce do· doby maxima doba fermentace průměrná produkce ve filtrátech .ml
2,48.10~3mia 234 j./ml/hod.
384 hod. 30000 j./ml
Příklad 4
Podmínky fermentace i izolát, kterým byla provedena inokulace, byly shodné s příkladem 1. V 7. dni fermentace bylo odebráno 50 % fermentační půdy a bylo přidáno 50 % výchozí fermentační půdy, která však neobsahovala zdroj síry a fosforu, fermentace pak pokračovala dalších 120 hodin.
Výtěžnost postupu:
získané množství fermentační půdy výtěžek průměrná hodinová produkce do doby maxima doba fermentace průměrná produkce ve filtrátech ml
1,60.10_3mia 201 j./ml/hod.
288 hod.
600' j./ml

Claims (1)

  1. Způsob výroby penicilinů kultivací produkčního kmene mikroorganismu Penicillium chrysogenum v tekuté živné půdě, obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku a dusíku, zdroj síry, minerální živné soli a prekurzory, za submerzních podmínek, vyznačující se tím, že v průběhu fermentace produkčního mikroorganismu alespoň jednou odebírá 20' až 60% obj., s výhodou 45 až '50'% obj. fermentační půdy a nahrazuje stejným objevynAlezu mem živné půdy, obsahující buď všechny složky jako na začátku fermentace, nebo pouze zdroj uhlíku a anorganického dusíku, ionty vápníku a prekurzor, přičemž první odběr fermentační půdy se provádí po ukončení růstové fáze produkčního mikroorganismu a případný další odběr nebo odběry vždy před počátkem úbytku biomasy, načež se fermentace ukončí ve fázi maxima produkce.
CS538781A 1981-07-14 1981-07-14 Způsob výroby penicilinů CS220750B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS538781A CS220750B1 (cs) 1981-07-14 1981-07-14 Způsob výroby penicilinů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS538781A CS220750B1 (cs) 1981-07-14 1981-07-14 Způsob výroby penicilinů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS220750B1 true CS220750B1 (cs) 1983-04-29

Family

ID=5398682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS538781A CS220750B1 (cs) 1981-07-14 1981-07-14 Způsob výroby penicilinů

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS220750B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1435159A3 (ru) Способ получени L-карнитина
US5082777A (en) Process for the production of 6-hydroxynicotinic acid
US4738924A (en) Method for the production of 6-hydroxynicotinic acid
EP0634893B1 (en) Process for the development of novel type of plants with nitrogen-fixing capacity also in their leaves
DE1442230A1 (de) Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von Erzeugnissen mit hohem Proteingehalt
US2363227A (en) Fermentation process for the production of riboflavin
SU521849A3 (ru) Способ получени цефалоспорина с
CS217986B2 (en) Method of making the 2-keto-l-gulonic acid
JP2801966B2 (ja) ナタマイシンの連続製造法
CS220750B1 (cs) Způsob výroby penicilinů
CS29892A3 (en) Microbiological process for producing 6-hydroxypicolic acid
CN110468051B (zh) 一种k252a发酵培养基及其制备方法
US4369252A (en) Fermentation process for the preparation of ergot alkaloids, primarily ergocornine and β-ergocryptine
SI9600120A (en) New and improved fermentative procedure for the production of clavulanic acid and its salts
US4626508A (en) Method for extending the viability of virulent Bacillus popilliae
US3869346A (en) Process for the preparation of antimycin a
JP2001517429A (ja) 繊毛虫(原生動物)の連続大量培養を用いた生物由来の貴重物質を生産する発酵法
SU1713929A1 (ru) Способ получени L-аспарагиназы
RU1314667C (ru) Способ выращивания метанолокислящих бактерий
KR20040006046A (ko) 유익한 토양 미생물을 포함하는 미생물 제제 및 제조 방법
SU1676573A1 (ru) Способ получени бактериальной закваски дл биологического консервировани кормов
EP0097888B1 (en) Process for producing thienamycin employing streptromyces cattleya cells immobilized to kieselguhr
SU939544A1 (ru) Способ выращивани актиномицетов
US3043750A (en) Process for producing vitamins in the b group by means of propionic acid bacteria
WO2024049041A1 (ko) 이산화탄소를 이용한 기능성 비료의 제조방법