Prosucción De Penicilina

Instituto Politécnico Nacional

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería

Campus Guanajuato

Integrantes:

López Rodríguez Silvia Verónica Palacios Rodríguez Aarón de Jesús Vela Alcalá Martha Alexia

Asesora:

Diana Ramírez Sáenz

Ingeniería Farmacéutica

Obtención de Penicilina usando un biorreactor de tanque agitado.

6FM2

Ingeniería de Fermentaciones

Fecha de entrega:

25/06/2012

OBTENCIÓN DE PENICILINA A PARTIR DE UN BIORREACTOR DE TANQUE AGITADO. ANTECEDENTES

Los antibióticos son metabolitos secundarios capaces de inhibir el crecimiento de

microorganismos de una manera semiespecífica. La inhibición del crecimiento del microorganismo se debe a que los antibióticos se sintetizan cuando el crecimiento se hace lento y se detiene junto a los metabolitos secundarios y así provoca un bloqueo en el metabolismo de células en crecimiento o de las células productoras en la síntesis celular (Delgado, 2010).

La penicilina fue el primer antibiótico puro obtenido, demostrando tener una toxicidad casi nula para el hombre y una muy alta contra las bacterias gram-positivas; gracias a su efectividad contra bacterias patógenas su producción se convirtió en uno de los fármacos más utilizados e importantes en el mundo; el hongo Penicillium chrysogenum es el más utilizado para la obtención de penicilina; ya que es el que mayor producción de penicilina proporciona al utilizar un cultivo sumergido, se observó que la producción de penicilina se incrementaba al utilizar lactosa y agua de macerado de maíz; la lactosa era utilizada como fuente de carbono y energía, mientras que el agua de maíz era utilizada como fuente de nitrógeno (Microbiología General, 2008).

La obtención de penicilina ha sido importante desde su descubrimiento y caracterización, esto debido a su eficiencia para el tratamiento de enfermedades causadas por microorganismos como estreptococos, gonococos, meningococo, pneumococos, clostridium (de tétano) y la espiroqueta (de la sífilis) (Cobiella).

A pesar de la amplia utilidad que representa la penicilina, el número de antibióticos a partir de fuentes fúngicas son pocos, incluidos la penicilina G, V y C cefalosporina. Estos tres antibióticos son los principales materiales de partida para los antibióticos semisintéticos- lactámicos (Najafpour).

Estructura básica de las penicilinas

La estructura básica de las penicilinas es el ácido 6–aminopenicilánico (6-APA). Consiste de un anillo tiazolidínico con un anillo β-lactámico y una parte variable acilada en la posición 6, esto es ilustrado en la Figura 1 (Microbiología General, 2008).

Figura 1. Estructura básica de las penicilinas (Microbiología General, 2008).

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Biosíntesis y regulación

La producción de penicilina se ve afectada al producirse el aminoácido lisina, ya que inhibe a su vez la producción de la homocitrato sintasa la cual es una enzima implicada en la síntesis de L–α–Aminoadipato, que es la base de la producción de la penicilina (figura 2) (Microbiología General, 2008).

L – α – Aminoadipato (L - AAA) L - Cys

L - AAA - L – Cys

L - Val

L – AAA – L – Cys – D-Val (LLD - Tripéptido) Isopenicilina N

Acido 6-aminopenicilánico (6 - APA)

Fenilacetato Fenoxlacetato

Penicilina G Penicilina V

Figura 2. Ruta de producción de la penicilina en Penicillium chrysogenum.

 Los pasos importantes en la producción comercial de penicilina son los siguientes

(Alvarado R., 2005):

1) Preparación de inóculo.

2) Preparación y esterilización del medio.

3) Inoculación del medio en el fermentador.

4) Aireación forzada con aire estéril durante la fermentación.

5) Eliminación del micelio del medio de cultivo después de la fermentación.

6) Purificación de la penicilina.

Para la producción del antibiótico es necesario introducirlo a un biorreactor, el cual debe de estar en un caldo para el crecimiento del hongo con los requerimientos de carbohidratos y otros elementos para su crecimiento, para lo cual se realiza en base a cálculos (Najafpour). Las condiciones optimas para el hongo fueron una temperatura entre 23-250C, vvm en un rango de

0.5-1 y ph de 6.5 (Najafpour).

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El tipo de operación se puede clasificar en lotes, lotes alimentados y operación continua. En los procesos por lotes (Figura 3), todos los nutrientes necesarios para el crecimiento celular y la formación de producto están presentes en el medio antes de cultivo. El cese del crecimiento celular refleja el agotamiento del sustrato limitante en el medio. (Vogel)

Figura 3. Operación por lote.

Los estudios cinéticos son necesarios para entender el comportamiento

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