Способ получения ксантанового загустителя "сараксан" или "сараксан-т"
Владельцы патента RU 2252033:
Научно-производственный реабилитационный центр "РЕСХИЛ" (RU)
Изобретение относится к области фармакологии и касается улучшенного способа получения ксантанового загустителя для лекарственных средств, а также технических целей путем культивирования штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания, минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации, с последующей стерилизацией, при этом культивирование ведут в ферментах, в которых до этого проводили синтез β-лактамного антибиотика. Способ позволяет улучшить качество ксантанового загустителя. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области фармакологии и касается усовершенствованного способа получения ксантанового загустителя для лекарственных, косметических средств, а также технических целей. Известно, что бактериальные экзополисахариды, к которым относится ксантан, широко используются как загустители для лекарственных, косметических средств, а также для технических целей, в частности, в нефтегазовой отрасли [1, 2]. Одним из важных требований к ксантановым загустителям является минимальное содержание микрогелей в растворах ксантана, которые снижают фильтруемость его растворов и ухудшают практические свойства.
Известны способы получения ксантанового загустителя с использованием бактерий Xanthomonas campestris. Так, известен способ получения ксантансодержащего ферментационного раствора, предусматривающий культивирование бактерий Xanthomonas campestris с последующей консервацией ферментационного бульона формальдегидом, позволяющий избавиться от нерастворимых веществ с размером свыше 3,0 мкм. Способ предусматривает введение в состав питательной среды ионов железа и хелатообразующих соединений [3]. Недостатком указанного способа является то, что, хотя он и позволяет получать мелкодисперсный осадок, в осадке оказывается частично и ксантан, который вступает в ионную реакцию с солями железа и ЭДТА. Кроме того, принципиально важным является, чтобы количество посторонних примесей было минимально, а этого согласно патенту [3], добиться не удается, так как в ферментационную среду вводят дополнительно неутилизируемые бактериями компоненты.
Задачей изобретения является разработка простого, технологичного усовершенствованного способа получения ксантанового загустителя, позволяющего максимально возможно снизить неуглеводные примеси и избежать присутствия микрогелей в ферментационном бульоне, обеспечить простоту и универсальность технологического оформления процесса.
В патенте [4] исследована устойчивость бактерий Xanthomonas campestris к антибиотикам, в частности, к Пенициллину G. Из этого патента следует, что с помощью штамма NCIB 11854 Xanthomonas campestris, обладающего ген-устойчивостью к β-лактамным антибиотикам, можно без дополнительного введения в питательную среду неутилизируемых бактериями компонентов достигнуть накопления ксантана в ферментационном бульоне до 14 г/л, улучшить его фильтруемость по сравнению, в частности, со штаммом NRRL В-1459 Xanthomonas campestris. Неожиданно установлено, что проведение синтеза ксантана в ферментерах, в которых ранее вели синтез β-лактамного антибиотика, в частности, пенициллина, позволяет активизировать синтез ксантана и улучшить фильтруемость ферментационного раствора. В качестве штамма-продуцента Xantomonas campestris можно использовать штамм NRRL В-1459 (ВКМ В-611).
Описывается способ получения ксантанового загустителя "Сараксан" или "Сараксан-Т" культивированием штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде,
содержащей источник углеродного питания, минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания, с последующей стерилизацией полученного ферментационного раствора добавлением формальдегида или порошкообразного ксантанового загустителя выделением его из стерилизованного ферментационного раствора с помощью изопропилового спирта. При этом культивирование проводят в ферментерах, которые использовались для биосинтеза β-лактамного антибиотика. Ферментер после проведения биосинтеза β-лактамного антибиотика промывают водой, стерилизуют и используют для получения ксантанового загустителя.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1: После освобождения ферментера (SA-203), в котором вели биосинтез пенициллина, от предыдущей загрузки промывают аппарат артезианской водой с последующей стерилизацией в стандартных условиях. Посевной материал переносят из посевного аппарата. В качестве сырья используют сахарозу - 1000 кг, калий фосфорнокислый - 50 кг, 1%-ный автолизат дрожжевой - 500 л, воду питьевую - до 50000 л. Температура ферментации - 24°С, рН 6,8-7,0. Продолжительность процесса в условиях аэрации и перемешивания - 72 часа. По окончании процесса ферментационный раствор нагревают до 75-80°С и добавляют 0,2-10 г/л формальдегида. Полученный ксантановый загуститель представляет собой желеобразную массу, содержащую до 15 г/л полисахарида ксантана, формальдегид, вещества белковой природы и внутриклеточные полисахариды как осколки бактериальных клеток, остатки источника углеродного питания и питательных солей (техническое название полученного таким образом ксантанового загустителя в виде ферментационного раствора - "Сараксан"). В сухом виде ксантановый загуститель получают добавлением к "Сараксану" изопропилового спирта в соотношении 1:4 при перемешивании с последующим выделением выпавшего осадка, промывкой его изопропиловым спиртом, сушкой и измельчением. Полученный порошкообразный ксантановый загуститель содержит до 75% полисахарида ксантана, до 15% влаги, остатки белковых компонентов, неорганических солей, белок-формальдегидного комплекса (техническое название полученного таким образом порошкообразного ксантанового загустителя - "Сараксан-Т").
Пример 2. Процесс ведут аналогично Примеру 1 с использованием стерилизованной свекловичной мелассы в качестве источника углерода.
Полученный ферментацией в реакторах, в которых предварительно проводили биосинтез β-лактамного антибиотика, и стабилизированный формальдегидом ферментационный раствор ("Сараксан") имеет вязкость 3500 мПа·с при скорости сдвига 5,4 сек-1. 1% Раствор в деионизованной воде "Сараксана-Т" имеет вязкость 2800 мПа·с при скорости сдвига 5,4 сек-1.
В таблице даны сравнительные данные фильтрационной способности ферментационных растворов, полученных с помощью штамма-продуцента ксантана NRRL В-1459 (В-611) в ферментерах, в которых не проводили синтез пенициллина, и после проведения синтеза пенициллина, а также данные фильтрационной способности растворов сухих образцов ксантановых загустителей, выделенных из соответствующих ферментационных растворов. Для фильтрации использовали фильтры марки "Миллипор".
Как следует из таблицы, фильтруемость ферментационных растворов заметно возросла в том случае, когда ферментацию проводили в ферментерах, в которых предварительно проводили синтез β-лактамного антибиотика. Рост фильтруемости указывает на повышение качества ксантанового загустителя, увеличение его однородности и минимальное содержание в нем микрогелей. Цикл, когда снижение фильтруемости образцов не превышает 20%, - 10 ферментаций. Аналогичный эффект наблюдается и для растворов сухих образцов ксантана, выделенных из соответствующих ферментационных растворов.
Литература
1. Патент РФ №2093143, А 61 К 9/00, 1991.
2. Патент РФ №1389683, A3, 1983.
3. Патент РФ №959634, С 12 Р 19/06, 1977.
4. Патент РФ №1389683, A3, 1984.
1. Способ получения ксантанового загустителя культивированием штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания, минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания с последующей стерилизацией полученного раствора добавлением формальдегида, характеризующийся тем, что культивирование ведут в ферментерах, в которых предварительно проводили синтез β-лактамного антибиотика.
2. Способ по п.1, в котором порошкообразный ксантановый загуститель выделяют из ферментационного раствора с помощью изопропилового спирта.
3. Способ по пп.1 и 2, в котором β-лактамным антибиотиком является пенициллин.
4. Способ по п.1, в котором ферментер перед культивированием промывают водой и стерилизуют.
