CS237553B1 - Způsob výroby penicilinu V a G - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby penicilinu V a G submerzní kultivací mikroorganismu Penicillium chrysogenum v tekuté živné půdě, obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku, anorganické i organické zdroje dusíku, prekurzory a živné soli.

Description

Vynález se týká způsobu výroby penicilinu V a G submerzní kultivací mikroorganismu Penicillium chrysogenum v tekuté živné půdě, obsahujíoí zdroje asimilovatelného uhlíku, anorganické i organické zdroje dusíku, prekurzory a živné soli.

Jak je známo, je při fermentační výrobě penicilinu V nebo G rozhodujícím faktorem pro růst biomasy produkčního kmene i pro biosyntézu penicilinu, samozřejmě i za současného spolupůsobení ostatních složek půdy, kvalitativní i kvantitativní poměr zdrojů poskytujících asimilovatelný dusík.

Přitom růst biomasy a výška produkce jsou podmíněné jednak povahou a množstvím zdrojů asimilovatelného dusíku, jednak rychlostí rozpouštění kyslíku v půdě, jež závisí na možnostech fermentačního zařízení, které je k dispozici.

Je rovněž známo, že omezující vliv kyslíku, rozpuštěného v půdě na produkci/nastává již při jeho nižší koncentraci, než při které dochází k omezení růstu biomasy. Z toho vyplývá, že pro fermentační zařízení s danou možností dosáhnout určité rychlosti rozpouštění kyslíku platí optimální koncentrace zdrojů asimilovatelného dusíku v živné půdě.

Při překročení této koncentrace může dojít k situaci, že se dosáhne takového nárůstu biomasy, pří kterém může být rychlost rozpouštění kyslíku pro některou metabolickou cestu již nedostatečná, v tomto případě pro produkci penicilinu V a G.

Dále je známo, že produkce penicilinu V a G na půdách s organickým zdrojem dusíku /např různé mouky, kukuřičný výluh apod./ může být stimulována anorganickou formou zdrojů dusíku /např. amonné soli, dusičnany/.

Při ověřování této skutečnosti bylo zjištěno, že použití anorganické formy zdrojů dusíku mělo za následek nereprodukovatelnost výsledků v různých aparaturách.

Naproti tomu však bylo zjištěno, že uvedené nesnáze se dají odstranit tehdy, když se anorganická forma zdroje dusíku nepřidává v libovolně odhadnutém množství, nýbrž v určitém poměru k organické formě dusíku.

Na základě tohoto zjištění byl vypracován způsob výroby penicilinu V a G podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se fermentace provádí v živné půdě, ve které hmotnostní množství dusíku z anorganického zdroje představuje 20 až 30 i, s výhodou 25 % z celkového množství veškerého dusíku z organického zdroje, přičemž optimální množství dusíku z organického zdroje je závislé na rychlosti rozpouštění kyslíku v živné půdě v použité aparatuře.

Zjištění uvedených skutečností a závislostí je nové a jak se ukázalo, mělo neočekávaně příznivý vliv na podstatné zvýšení produkce penicilinu V a G, a to až o 25 až 30 4 při srovnání s výtěžky provozních šarží dřívějších.

Základní výpočet celkovího množství organického dusíku vyplývá z experimentálních hodnot optimálních pro danou aparaturu. Intenzita míchání, stupeň disperze vzduchu a viskozita media jsou natolik variabilní, že obecného pravidla nelze v tomto případě použít.

Pro dané parametry vypočtené množství organického dusíku je pak v konstantní závislosti na koncentraci anorganického dusíku. Jejich součet podle principu vynálezu udává optimální podmínky produkce penicilinu.

Při překročení mezí poměru zdrojů dusíku, a£ směrem nahoru nebo dolů, bylo experimentálně prokázáno nápadné snížení produkce.

Příklad 1

Do fermentačního tanku se připraví 10 litrů fermentační půdy s obsahem 2,3 % arašídové mouky, 1,55 % kukuřičného výluhu /60%/, 0,66 % mikromletého uhličitanu vápenatého, 0,24 % thiosíranu sodného, 0,5 % sójového oleje, 0,3 % kyseliny fenoxyoctové /pro produkci penicilinu V/ nebo 0,3 % fenyloctanu amonného /pro produkci penicilinu G/, přidávaného v šesti dávkách.

Po sterilizaci se půda naočkuje 10% inokula Penicillium chrysogenum a fermentuje se při teplotě 25 °C, vzdušněni 1 objemem vzduchu a míchání 450 ot/min., s dávkováním zdroje uhlíku ve formě 50% roztoku sacharózy v celkovém množství 5,8 % /vztaženo na 100% sacharózu/, semikontinuálně od 15. do 110. hodiny a s odpěňováním pomocí sójového oleje.

Fermentace skončena ve 115. hodině, produkce 5 620 mj/ml penicilinu V /stanoveno jodometrickou metodou//.

Příklad 2

Postup a složení půdy jako v příkladu 1, ale bez thiosíranu sodného. V půdě byl upraven poměr anorganického dusíku k organickému dusíku na 0,25:1 přídavkem 0,3 % síranu amonného. *

2a stejných fermentačních podmínek jako v příkladu 1 byla fermentace ukončena ve 115. hodině s produkcí 9 600 mj/ml penicilinu V /stanoveno jodometrickou metodou/.

Příklad 3

Postup a složení půdy jako v příkladu 2 s tím rozdílem, že množství kyseliny fenoxyoctové bylo zvýšeno na 0,5 %. Fermentační podmínky jako v příkladu 2, kromě dávkování sacharózy, které bylo prodlouženo do 160. hodiny fermentace do celkového množství 7,3 %.

Fermentace byla ukončena ve 162. hodině s produkcí 15 000 mj/ml penicilinu V /jodometric ky/ a 15 020 mj/ml· /biologicky/.

Příklad 4

Do fermentačního tanku o obsahu 50 000 litrů se připraví 31 500 litrů půdy, obsahující 2,3 % arašídové mouky, 1,66 % kukuřičného výluhu /60%/, 0,66 % mikromletého uhličitanu vápenatého, 0,24 % thiosíranu sodného, 0,5 % ^sójového oleje, 0,2 % kyseliny fenoxyoctové pro fermentaci penicilinu V nebo 0,3 % fenyloctanu amonného pro fermentaci penicilinu G.

Po sterilizaci se fermentační půda naočkuje 3 500 litry inokula Penicillium chrysogenum a fermentuje se při teplotě 25 °C, vzdušnění 1 objemem vzduchu/min. v produkční fázi, s automatickým dávkováním zdroje uhlíku ve formě 50% roztoku sacharózy v celkovém množství 5,5 % /vztaženo na 100% sacharózu/, v závislosti na optimálních hodnotách pH a odpěňováním pomocí sójového oleje.

Při výrobě penicilinu V se prekurzor přidává do půdy na počátku fermentace, při výrobě penicilinu G se dávkuje semikontinuálně.

V 96. hodině byla fermentace ukončena, produkce 6 300 mj/ml penicilinu V /stanoveno jodometricky/.

Průměrná produkce penicilinu V na uvedeném zařízení se pohybovala od 6 000 do 6 800 mj/ml.

Příklad 5

Postup a složení půdy jako v příkladu 4, v půdě byl upraven poměr anorganického dusíku na 0,25:1 přídavkem 0,185 % dusičnanu amonného. Zdroj anorganického dusíku byl v průběhu fermentace dávkován semikontinuálně.

Fermentační podmínky jako v příkladu 4. Fermentace ukončena v 86. hodině s produkcí 8 200 mj/ml penicilinu V /stanoveno jodometricky/.

V dalších provozních zkouškách se produkce penicilinu V pohybovala od 7 500 do 8 500 mj/ml /stanoveno jodometricky/, obdobné příznivé výsledky byly dosaženy i u penicilinu G.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob výroby penicilinu V a G submerzrií kultivací mikroorganismu Penicillium chrysogenum v tekuté živné půdě, obsahující zdroje asimilovatelného uhlíku, anorganické i organic ké zdroje dusíku, prekurzory a živné soli, vyznačující se tím, že se fermentace provádí, v živné půdě, ve které hmotnostní množství dusíku z anorganického zdroje představuje 20 až 30 %, s výhodou 25 % z celkového hmotnostního množství veškerého dusíku z anorganického zdroje.