SK279794B6 - Method for the fermentative production of cephalosporin c - Google Patents
Method for the fermentative production of cephalosporin c Download PDFInfo
- Publication number
- SK279794B6 SK279794B6 SK197-94A SK19794A SK279794B6 SK 279794 B6 SK279794 B6 SK 279794B6 SK 19794 A SK19794 A SK 19794A SK 279794 B6 SK279794 B6 SK 279794B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- cephalosporin
- fermentation
- fermenter
- filtrate
- filtration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P35/00—Preparation of compounds having a 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane ring system, e.g. cephalosporin
- C12P35/06—Cephalosporin C; Derivatives thereof
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Soy Sauces And Products Related Thereto (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka spôsobu fermentačnej výroby cefalosporínu.The invention relates to a process for the fermentative production of cephalosporin.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Spracovanie kultivačného prostredia obsahujúceho antibiotiká sa spravidla vykonáva až po dosiahnutí maximálneho obsahu antibiotík v kultivačnom prostredí. Väčšinou sa ako prvý spracovateľský stupeň uskutočňuje oddelenie buniek a pevného podielu filtráciou alebo odstredením. Potom sa vykonáva obohatenie kvapalného podielu kultivačného prostredia látkou alebo látkami, ktorá, prípadne ktoré sú cieľom kultivačného procesu, pričom toto obohatenie sa vykonáva extrakciou alebo adsorpciou. Takto vyčistený produkt sa potom spravidla ponechá vykryštalizovať a nato sa ďalej spracuje na polysyntetické antibiotikáTreatment of the culture medium containing the antibiotics is generally carried out only after the maximum antibiotic content in the culture medium has been reached. Usually, as a first processing step, the cells and solids are separated by filtration or centrifugation. Subsequently, the liquid medium of the culture medium is enriched by the substance or substances which, if appropriate, are the target of the cultivation process, this enrichment being carried out by extraction or adsorption. The product thus purified is then generally allowed to crystallize and then further processed to polysynthetic antibiotics.
Pri tejto metóde spracovania zahŕňajúcej niekoľko následných spracovateľských stupňov sa nevýhodne uplatňuje nestabilita molekúl mnohých antibiotík, napríklad cefalosporínu C. Už v priebehu vlastnej fermentácie dochádza k odbúravaniu cefalosporínu C. K tomuto odbúravaniu môže dochádzať tak čisto chemicky a to napadnutím beta-laktámového kruhu vodou, ako aj enzymaticky, napríklad účinkom esteráz (Konečný a kol. ,1973, J. of Antib., 26, 3, 135-141). Ďalej sa pri fermentácii tvorí celý rad vedľajších produktov, ako sú deacetoxycefalosporín C a deacetylcefalosporín C, ktoré musia byť v priebehu čistenia cefalosporínu oddelené. To má za následok značné zníženie výťažku cefalosporínu C.In this processing method, which involves several subsequent processing steps, the instability of many antibiotics molecules, for example cephalosporin C, is disadvantageous. also enzymatically, for example by the action of esterases (Konecny et al., 1973, J. of Antib., 26, 3, 135-141). Furthermore, a variety of by-products, such as deacetoxycephalosporin C and deacetylcephalosporin C, are formed during fermentation, which must be separated during purification of cephalosporin. This results in a significant reduction in the yield of cephalosporin C.
Filtračné systémy s priečnym tokom (filtračné systémy „cross-flow“) s polymémymi alebo keramickými membránami už boli pre spracovanie kultivačných prostredí s obsahom antibiotík použité (Harris a kol., J. Chem. Techn. Biotechnol., 1988, 42, 19-30). Až doposiaľ sa však nezistilo, že pri tomto spôsobe môže byť obmedzený rozklad cefalosporínu C.Cross-flow filtration systems with polymer or ceramic membranes have already been used to treat antibiotic-containing culture media (Harris et al., J. Chem. Techn. Biotechnol., 1988, 42, 19- 30). However, it has not yet been found that the degradation of cephalosporin C can be limited in this process.
Úlohou tohto vynálezu je nájsť spôsob, pri ktorom by bol obmedzený rozklad cefalosporínu C a zmenšená tvorba vedľajších produktov a ktorým by sa mohlo dosiahnuť zvýšenie výťažku cefalosporínu C, vztiahnuté na množstvo použitého substrátu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process in which the degradation of cephalosporin C and the formation of by-products is reduced and an increase in the yield of cephalosporin C relative to the amount of substrate used can be achieved.
S prekvapením sa teraz zistilo, že použitím filtračného modulu s priečnym tokom v priebehu fermentácie Acremonium chrysogenum sa zvýši výťažok cefalosporínu C, obmedzí sa tvorba deacetylcefalosporínu C a môže byť predĺžený produkčný čas. Touto filtráciou a malou tvorbou deacetylcefalosporínu C sa taktiež výrazne zjednoduší spracovanie cefalosporínu C.Surprisingly, it has now been found that by using a cross-flow filter module during fermentation of Acremonium chrysogenum, the yield of cephalosporin C is increased, the formation of deacetylcephalosporin C is reduced and production time can be prolonged. This filtration and low formation of deacetylcephalosporin C also greatly simplifies the processing of cephalosporin C.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Predmetom vynálezu je spôsob výroby cefalosporínu C, ktorého podstata spočíva v tom, že sa v priebehu fermentácie filtruje fermentačný roztok cez filtračný systém s priečnym tokom, pričom odobrané množstvo filtrátu môže byť vo fermentore nahradené.It is an object of the present invention to provide a process for the production of cephalosporin C, wherein the fermentation solution is filtered through a cross-flow filtration system during fermentation, whereby the amount of filtrate collected can be replaced in the fermenter.
Pokiaľ ide o výrobu derivátov cefalosporínu C, sú pri použití pri spôsobe podľa vynálezu vhodné Acremonium chrysogenum (Cephalospnrium acremonium), jeho mutanty a selektanty.With regard to the production of cephalosporin C derivatives, Acremonium chrysogenum (Cephalospnrium acremonium), mutants and selectants thereof are suitable for use in the method of the invention.
Živný roztok obsahuje zdroje uhlíka, akými sú sacharóza, kukuričný škrob, dextróza alebo melasa a zdroje dusíka, akými sú sójová múčka, podzemnicová múčka, sladový extrakt alebo octan amónny.The nutrient solution comprises carbon sources such as sucrose, corn starch, dextrose or molasses and nitrogen sources such as soybean meal, peanut meal, malt extract or ammonium acetate.
Živné prostredie obsahuje také anorganické soli, ako hydrogenfosforečnan sodný, chlorid sodný, chlorid vápenatý, síran vápenatý, uhličitan vápenatý, síran horečnatý alebo hydrogenfosforečnan draselný. Ďalej môže byť k živnému prostrediu pridaný taktiež tuk, napríklad metylester kyseliny olejovej alebo sójový olej. Okrem toho sa môžu pridať tiež stopové prvky, ako železo, mangán, meď, zinok, kobalt vo forme solí alebo soli ďalších kovov.The culture medium comprises such inorganic salts as sodium hydrogen phosphate, sodium chloride, calcium chloride, calcium sulfate, calcium carbonate, magnesium sulfate or potassium hydrogen phosphate. In addition, a fat such as methyl oleic acid or soybean oil may also be added to the culture medium. In addition, trace elements such as iron, manganese, copper, zinc, cobalt in the form of salts or salts of other metals may also be added.
Kultivácia Acremonium chrysogenum (Cephalosporium acremonium), výhodne DSM 6473 sa vykonáva pri teplote 20 až 30 DC, výhodne pri teplote 25 °C a pri hodnote pH medzi 5 a 8, výhodne pri hodnote pH rovnajúcej sa 7. Táto kultivácia sa najprv vykonáva aeróbne vo vytrepávacej banke a potom vo fermentore za miešania a prevzdušňovania vzduchom alebo čistým kyslíkom. Kultivácia mikroorganizmov vo fermentore sa robí počas 120 až 240 hodín, výhodne počas 130 až 170 hodín.Culturing of A. chrysogenum (Cephalosporium acremonium), preferably DSM 6473 is performed at a temperature of 20 to 30 D C, preferably at 25 DEG C. and at a pH between 5 and 8, preferably at a pH of 7. The culture is first carried out aerobically in a shake flask and then in a fermenter with stirring and aeration with air or pure oxygen. The cultivation of the microorganisms in the fermenter is carried out for 120 to 240 hours, preferably for 130 to 170 hours.
Ako filtračné systémy s priečnym tokom môžu byť použité polyméme, uhľovodíkové alebo keramické moduly tvorené membránami z doštičiek, trubičiek, kapilár, zvitkov alebo dutých vlákien a majúce separačný prah zodpovedajúci separačnému prahu ultrafiltrácie až sterilizačnej filtrácie. Výhodne sa použijú filtračné moduly s veľkosťou pórov od 0,2 pm alebo 4 nm. Ako materiály na výrobu týchto membrán sa môžu použiť polysulfóny, polyamidy, acetát celulózy, oxid hlinitý alebo oxid zirkoničitý. Filtrácia sa môže vykonávať kontinuálne alebo diskontinuálne. S filtráciou sa začne asi 2 až 3 dni po zaočkovaní fermentora a môže sa v nej pokračovať až do konca fermentačného procesu. Prietoková rýchlosť fermentačného roztoku cez filtračnú plochu robí 0,5 až 20 m/s, výhodne 1 až 10 m/s.As cross-flow filtration systems, polymer, hydrocarbon or ceramic modules formed by membranes of platelets, tubes, capillaries, coils or hollow fibers and having a separation threshold corresponding to a separation threshold of ultrafiltration to sterilization filtration may be used. Preferably, filter modules with a pore size of from 0.2 µm or 4 nm are used. Polysulfones, polyamides, cellulose acetate, alumina or zirconia can be used as materials for making these membranes. The filtration can be carried out continuously or discontinuously. Filtration is initiated about 2-3 days after inoculation of the fermenter and may be continued until the end of the fermentation process. The flow rate of the fermentation solution through the filter surface is 0.5 to 20 m / s, preferably 1 to 10 m / s.
Filtrát, ktorý sa v priebehu fermentácie z fermentora odstraňuje, môže sa nahradiť zodpovedajúcim množstvom kvapaliny alebo sa tento filtrát môže po oddelení požadovaného produktu, napríklad absorpciou, vrátiť späť do fermentora. K nemu sa môže pričerpať voda obohatená zodpovedajúcimi soľami alebo ďalšími zložkami živného prostredia.The filtrate which is removed from the fermenter during fermentation may be replaced with an appropriate amount of liquid or returned to the fermenter after separation of the desired product, for example by absorption. Water enriched with the corresponding salts or other constituents of the medium can be added to it.
Objem kvapaliny, ktorý nepermeoval cez membránu, sa taktiež zavedie naspäť do fermontora.The volume of liquid that did not permeate across the membrane is also returned to the fermontor.
Fermentor a filtračný systém s priečnym tokom sú spojené zodpovedajúcimi rúrkami alebo hadicami, ktoré boli ešte pred vlastnou fermentáciou sterilizované. Pre fermentor s obsahom 100 1 je potreba asi 0,2 m2 filtračnej plochy. Môžu sa však použiť aj väčšie a menšie filtračné plochy.The fermenter and the cross-flow filtration system are connected by corresponding tubes or hoses which have been sterilized prior to fermentation. For a 100 L fermenter, about 0.2 m 2 of filtration area is needed. However, larger and smaller filtration areas may also be used.
V nasledujúcej časti opisu bude vynález bližšie objasnený pomocou príkladov jeho konkrétneho uskutočnenia, ktoré majú však iba ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý’ je jednoznačne vymedzený formuláciou patentových nárokov.In the following, the invention will be further elucidated by means of examples of specific embodiments thereof, which, however, are intended to be illustrative only and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Príklad 1Example 1
FermentáciaTcremort/úm chrysogenum DSM 6473Cremort / convention chrysogenum DSM 6473 fermentation
Dihydrát síranu vápenatého 0,5Calcium sulphate dihydrate 0,5
Heptahydrát síranu horečnatého 0,5 pH 7,0 (upravené 15 % (hmotn.) NaOH)Magnesium Sulfate Heptahydrate 0.5 pH 7.0 (adjusted 15% NaOH)
Tabuľka 2Table 2
Cefalosporín Deacetylcefalosporin/ (t) cefalosporín (%)Cephalosporin Deacetylcephalosporin / (t) cephalosporin (%)
A (142 hodín)A (142 hours)
B (167 hodín)B (167 hours)
100100
129129
100100
Roztok na doplnenie fermentačného prostrediaSolution to supplement the fermentation broth
Monohydrát glukózy 500,0Glucose monohydrate 500.0
D,L-Metionín 24,75D, L-Methionine 24.75
Na zaočkovanie 100 ml predkultivačného prostredia sa použijú kultúry šikmého agaru (vytrepávacia banka s obsahom 500 ml so 4 šikanami). Tieto banky sa počas 48 hodín inkubujú pri 150 obrátkach za minútu a teplote 25 až 28 °C. Tieto kultúry sa potom použijú na zaočkovanie ďalšieho predkultivačného prostredia (1000 ml prostredia v banke s obsahom 5000 ml sa inkubuje pri 120 otáčkach za minútu a teplote 25 až 28 °C počas 58 až 60 hodín). Uvedeným druhým predkultivačným prostredím sa v miešanom fermente zaočkuje 60 litrov fermentačného prostredia. Táto fermentácia sa vykonáva pri teplote 25 °C. Prevzdušňovanie sa reguluje tak, že pO2 vo fermentačnom živnom prostredí je vyššie ako 20 %.Inoculate 100 ml of preculture medium using slant agar cultures (shake flask containing 500 ml with 4 bullying). These flasks were incubated for 48 hours at 150 rpm and 25-28 ° C. These cultures are then used to inoculate another preculture medium (1000 ml of medium in a 5000 ml flask is incubated at 120 rpm at 25-28 ° C for 58-60 hours). The second preculture medium is seeded with 60 liters of fermentation medium in the stirred fermenter. This fermentation is carried out at 25 ° C. Aeration is controlled such that pO 2 in the fermentation broth is greater than 20%.
Po 74 hodinách začne filtrácia cez keramický modul s priečnym tokom (komerčne dostupný vo firme Membraflow, alfa- AI2O3) majúcim filtračnú plochu 0,2 m2 a veľkosť pórov 0,2 gm. Táto filtrácia sa vykonáva za nasledujúcich prevádzkových podmienok:After 74 hours, filtration begins through a cross-flow ceramic module (commercially available from Membraflow, alpha-Al 2 O 3) having a filtration area of 0.2 m 2 and a pore size of 0.2 gm. This filtration is carried out under the following operating conditions:
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4127648A DE4127648C1 (en) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | |
PCT/EP1992/001811 WO1993004188A1 (en) | 1991-08-21 | 1992-08-08 | Method for the fermentative production of cephalosporin c using acremonium chrysogenum |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK19794A3 SK19794A3 (en) | 1994-08-10 |
SK279794B6 true SK279794B6 (en) | 1999-03-12 |
Family
ID=6438749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK197-94A SK279794B6 (en) | 1991-08-21 | 1992-08-08 | Method for the fermentative production of cephalosporin c |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0599891B1 (en) |
JP (1) | JPH07501207A (en) |
CN (1) | CN1045008C (en) |
AT (1) | ATE130038T1 (en) |
AU (1) | AU663519B2 (en) |
CA (1) | CA2116019A1 (en) |
CZ (1) | CZ281698B6 (en) |
DE (2) | DE4127648C1 (en) |
DK (1) | DK0599891T3 (en) |
ES (1) | ES2079882T3 (en) |
FI (1) | FI103988B1 (en) |
HU (1) | HU213570B (en) |
NO (1) | NO940565L (en) |
PT (1) | PT100796B (en) |
RU (1) | RU2094463C1 (en) |
SK (1) | SK279794B6 (en) |
TW (1) | TW317572B (en) |
WO (1) | WO1993004188A1 (en) |
ZA (1) | ZA926271B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100446110B1 (en) * | 1997-10-24 | 2004-10-28 | 씨제이 주식회사 | Cephalosporin c-producing microorganism having tolerance against high concentration of glycerol |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57106683A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-02 | Takeda Chem Ind Ltd | Method for concentrating beta-lactam antibiotic substance |
DE3307095A1 (en) * | 1983-03-01 | 1984-09-06 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | MICROBIOLOGICALLY PRODUCED L-PHENYLALANINE DEHYDROGENASE, METHOD FOR THEIR DETERMINATION AND THEIR USE |
CS244333B1 (en) * | 1984-11-02 | 1986-07-17 | Jan Rakyta | Method of c-cephalosporine fermentation production with utilization of fats as limitating carbonaceous substrate by means of acromonium chrysogenum strain |
-
1991
- 1991-08-21 DE DE4127648A patent/DE4127648C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-08 HU HU9400463A patent/HU213570B/en not_active IP Right Cessation
- 1992-08-08 WO PCT/EP1992/001811 patent/WO1993004188A1/en active IP Right Grant
- 1992-08-08 DE DE59204277T patent/DE59204277D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-08 EP EP92916796A patent/EP0599891B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-08 AT AT92916796T patent/ATE130038T1/en not_active IP Right Cessation
- 1992-08-08 SK SK197-94A patent/SK279794B6/en unknown
- 1992-08-08 CA CA002116019A patent/CA2116019A1/en not_active Abandoned
- 1992-08-08 CZ CZ94366A patent/CZ281698B6/en not_active IP Right Cessation
- 1992-08-08 RU RU9294015848A patent/RU2094463C1/en active
- 1992-08-08 ES ES92916796T patent/ES2079882T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-08 DK DK92916796.3T patent/DK0599891T3/en active
- 1992-08-08 AU AU24024/92A patent/AU663519B2/en not_active Ceased
- 1992-08-08 JP JP5504067A patent/JPH07501207A/en not_active Withdrawn
- 1992-08-20 PT PT100796A patent/PT100796B/en not_active IP Right Cessation
- 1992-08-20 ZA ZA926271A patent/ZA926271B/en unknown
- 1992-08-21 CN CN92110651A patent/CN1045008C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-22 TW TW081106636A patent/TW317572B/zh active
-
1994
- 1994-02-18 FI FI940778A patent/FI103988B1/en active
- 1994-02-18 NO NO940565A patent/NO940565L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ281698B6 (en) | 1996-12-11 |
TW317572B (en) | 1997-10-11 |
CN1071953A (en) | 1993-05-12 |
HUT69767A (en) | 1995-09-28 |
WO1993004188A1 (en) | 1993-03-04 |
AU2402492A (en) | 1993-03-16 |
EP0599891A1 (en) | 1994-06-08 |
EP0599891B1 (en) | 1995-11-08 |
NO940565D0 (en) | 1994-02-18 |
PT100796A (en) | 1993-09-30 |
JPH07501207A (en) | 1995-02-09 |
FI940778A (en) | 1994-03-16 |
HU9400463D0 (en) | 1994-06-28 |
CA2116019A1 (en) | 1993-03-04 |
DK0599891T3 (en) | 1996-02-26 |
FI103988B (en) | 1999-10-29 |
DE4127648C1 (en) | 1993-01-14 |
SK19794A3 (en) | 1994-08-10 |
RU2094463C1 (en) | 1997-10-27 |
AU663519B2 (en) | 1995-10-12 |
FI940778A0 (en) | 1994-02-18 |
ATE130038T1 (en) | 1995-11-15 |
FI103988B1 (en) | 1999-10-29 |
CZ36694A3 (en) | 1994-07-13 |
PT100796B (en) | 1999-07-30 |
ZA926271B (en) | 1993-04-28 |
ES2079882T3 (en) | 1996-01-16 |
CN1045008C (en) | 1999-09-08 |
NO940565L (en) | 1994-02-18 |
DE59204277D1 (en) | 1995-12-14 |
HU213570B (en) | 1997-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4954440A (en) | Production of polysaccharides from filamentous fungi | |
WO2009113030A2 (en) | Process for the production of galactooligosaccharides by free cells | |
Suzuki | A dense cell culture system for microorganisms using a stirred ceramic membrane reactor incorporating asymmetric porous ceramic filters | |
Barenschee et al. | An integrated process for the production and biotransformation of penicillin | |
SK279794B6 (en) | Method for the fermentative production of cephalosporin c | |
US6653112B2 (en) | Method for producing L-carnitine from crotonobetaine using a two stage continuous cell-recycle reactor | |
CN113583877B (en) | Method for producing desacetoxyl descephalosporanic acid by fermentation | |
US4113566A (en) | Process for preparing 6-aminopenicillanic acid | |
Herold et al. | Cephalosporin C production in a stirred tank reactor | |
US5053328A (en) | Process for the fermentative preparation of L-amino acids from α-keto carboxylic acids | |
GB2108128A (en) | Production of aspartase | |
JP2884119B2 (en) | Method for producing benzenedicarboxylic acid monoester or derivative thereof | |
US20050176115A1 (en) | Process for the production of methionine | |
JP3021562B2 (en) | Nisin production method | |
EP0347236A2 (en) | The production of polysaccharides from filamentous fungi | |
Wichmann et al. | Continuous microbial production of l-leucine with cell retention | |
JPS63160579A (en) | Culture of mammal's cell in suspension culture, apparatus for performing said culture and use thereof for preparing protein | |
JPH044896A (en) | Production of cephalexin | |
JPS6257179B2 (en) | ||
MXPA00004356A (en) | Method for producing l-carnitine from crotonobetaine |