scan0141

220

Promieniowce są nitkowatymi, Gram-dodatnimi bakteriami, rosnącymi w środowisku tlenowym, tworzącymi rozgałęzione struktury. Występują obficie w glebach. Promieniowce różnią się od innych bakterii morfologią komórek. Zwykle tworzą zespoły nitkowatych komórek zwane grzybnią. Wytwarzają na specjalnych nitkach - sporoforach - zarodniki (konidia) służące do rozmnażania tych mikroorganizmów.

18.1.1. Ogólny zarys technologii antybiotyków

Antybiotyki są metabolitami wtórnymi, wytwarzanymi przez specjalnie wyselekcjonowane szczepy. Hodowle prowadzi się zwykle w sposób okresowy, chociaż w niektórych przypadkach (np. produkcja penicyliny) stosuje się hodowle okresowe z ciągłym dozowaniem pożywki.

Istotną rolę w technologii antybiotyków zajmuje kontrola produkcji. Dotyczy ona nic tylko czystości końcowego produktu, ale obejmuje wszystkie etapy technologiczne, ze szczególnym uwzględnieniem kontroli mikrobiologicznej materiału posiewowego.

Etapy procesu technologicznego obejmują namnożenie materiału posiewowego, przeprowadzenie hodowli, oddzielenie biomasy i wydzielenie produktów z płynu pohodowlanego, najczęściej za pomocą ekstrakcji.

Stężenie metabolitów wtórnych wydzielanych przez szczepy „dzikie” mikroorganizmów nie przekracza zwykle 10 g/m³. Z punktu widzenia ekonomiki produkcji zasadne minimalne stężenie w piynie pohodowlanym zwykle nie powinno być mniejsze od 5 kg/m³. Dane te wskazują jak ważne są prace nad doskonaleniem szczepu-produccnta. Istotna poprawa wydajności wytwarzania warunkuje wprowadzenie antybiotyku do produkcji. Dla przykładu: penicylina jest wydzielana przez dzikie mikroorganizmy w stężeniu ok 1 g/m^J. Obecnie wykorzystywane szczepy produkcyjne dają do 50 kg/m³.

W procesie produkcyjnym używane są różnego rodzaju media: do przechowywania spor, do rozmnażania materiału w kolbach, do testów mikrobiologicznych, do fermentorów posiewowych i do hodowli właściwej. Media dla tych dwóch ostatnich etapów mają zbliżone składy.

Media hodowlane zawierają zwykle cukier: glukozę, sacharozę lub laktozę, siarczan amonu, fosforany itp. oraz pewne specjalne dodatki: prekursory, promotory itp.

Produkcja antybiotyków należy do grupy technologii produktów o wysokiej wartości jednostkowej. Główne nakłady finansowe ponoszone są na opracowanie i przebadanie nowego leku. Dochody z produkcji są zwykle bardzo wysokie.

Koszty hodowli produkcyjnej odgrywają duża rolę w ogólnych kosztach wytwarzania antybiotyków. Główne pozycje kosztów to: koszty energii na napowietrzanie i mieszanie brzeczki oraz koszty pożywki.

Typowy podział kosztów produkcji penicyliny na poszczególne etapy przedstawiono w tablicy 18.1.

Tablica 18.1

Przykładowy podział kosztów wytwarzania penicyliny

Według etapów produkcji		Według operacji
Etap	% kosztów	Operacja	% kosztów
Przygotowanie inokulum	1-2	Fermentacja	50-75
Hodowla namanaźającc	1.5-6	Filtracja	2-5
Hodowla produkcyjna	90-95	Ekstrakcja	15-30
w tym materiały	45-65	Krystalizacja	5-10
energia	15-30	Suszenie	5-10

Antybiotyki stanowią bardzo zróżnicowaną grupę związków, różniących się budową i zakresem działania. W metodach ich wytwarzania występuje jednak wiele elementów wspólnych, które przedstawiono wcześniej.

W dalszej części omówiono niektóre, ważne grupy antybiotyków w celu zilustrowania zagadnień technologicznych. Przedstawiony przegląd jest daleki od kompletności.

13.1.2. Antybiotyki p-laktamowe

Jest to zbiorowa nazwa naturalnych i zmodyfikowanych chemicznie, związków, zawierających w cząsteczce ugrupowanie (J-laktamowe

I I

O = C - N -

Do grupy tej należą: penicyliny, cefalosporyny, cefamycyny, nokardycyny. Stanowią najważniejszą z medycznego punktu widzenia grupę antybiotyków.

Antybiotyki te występują w wielu odmianach, różniących się podstawnikami w zasadniczej strukturze związku (kw. 6-aminopenicylanowy w penicylinach, kwas cefalosporanowy w cefalosporynach). Różnorodne łańcuchy boczne uzyskuje się przez dodanie do hodowli odpowiednich prekursorów lub w wyniku syntezy chemicznej.

Antybiotyki te mają nie tylko wspólne cechy chemiczne, ale również zbliżony mechanizm działania - hamowanie syntezy ścian komórkowych.

Wadami naturalnych antybiotyków p—laktamowych są:

-    ograniczony zakres działania,

-    rozkład w środowisku kwaśnym (trudności w stosowaniu doustnym),