Produção de penicilina de Penicillium usando um Fermeter

Na medicina, a penicilina desempenha um grande papel no auxílio ao processo de cura do paciente. Esta classe de antibióticos β-lactâmicos, de alto valor comercial, é amplamente utilizada em várias clínicas e hospitais em todo o mundo. Portanto, muitas penicilinas são produzidas industrialmente em várias partes do mundo.

Em sua história, os primeiros antibióticos produzidos por microrganismos foram descobertos por Alexander Flemming em 1928. A penicilina foi descoberta pela primeira vez em um grande recipiente chamado fermentador do fungo Penicillium notatum,

Embora o penicillium notatum não tenha potencial, essa descoberta incentiva o desenvolvimento da biotecnologia no campo da medicina. Em 1951, foi descoberto o Penicillium chrysogenum, que provou ter mais potencial na produção de antibióticos penicilina.

Em sua pesquisa, Alexander Flemming encontrou um fungo que se tornou o precursor da penicilina em um recipiente chamado fermentador. O fermentador é um grande recipiente estéril com um agitador, um tubo para adicionar a cultura inicial e um tubo de ar para soprar ar na mistura. A condição estéril do fermentador é muito importante para evitar o crescimento de bactérias ou fungos estranhos, pois eles podem interferir no processo de fermentação.

Produção de Penicilina

A penicilina é produzida comercialmente a partir das principais matérias-primas na forma de glicose, lactose e marinada de milho. Este líquido da marinada de milho é o meio básico para a fermentação básica que consiste em aminoácidos, polipeptídeos, ácido láctico e minerais. No processo de produção é auxiliado por outros minerais na forma de NaNO3, Na2SO4, CaCO3, KH2PO4, MgSO4, 7H2O, ZnSO4, MnSO4 e precursores. Os próprios precursores são necessários para aumentar o rendimento dos ventiladores de modificação do tipo penicilina.

(Leia também: Conhecendo os tipos de biotecnologia)

O processo de fermentação da penicilina foi precedido da etapa de seleção da cepa Penicillium chrysogenum em meio ágar em laboratório e propagação em tanque de semeadura. Depois de realizado o processo de seleção, segue-se a esterilização do meio de fermentação por aquecimento a vapor de pressão de 15 lb (120 C) por meia hora. Essa esterilização é seguida pelo processo de resfriamento do fermentador com água de resfriamento que entra no fermentador através da serpentina de resfriamento.

Quando a temperatura atinge 75 ͦ F (24 ͦ C), este meio é inoculado sob condições assépticas pela introdução de esporos de fungo Penicillium chrysogenum. Durante o processo de fermentação, a agitação é realizada, enquanto o ar estéril é soprado através do aspersor para o fermentador.

Este processo de fermentação durará 100 – 150 horas com uma pressão operacional de 5 – 15 psig. A temperatura de operação é mantida constante durante a fermentação da penicilina pela circulação da água de resfriamento pela serpentina. A formação de espumas pode ser minimizada pela adição de um agente anti-espuma. O mofo aeróbico cresce por 5 a 6 dias quando o gás CO2 começa a se formar.

Quando a quantidade máxima de penicilina é produzida, o líquido fermentado é resfriado a 28 ° F e colocado em um filtro rotativo a vácuo para separar o micélio e a penicilina. O micélio será removido, de forma que um líquido transparente contendo penicilina seja obtido no filtrado. O líquido contendo penicilina é extraído quimicamente e depois purificado usando um solvente para fazer cristais puros. Após esse processo, a penicilina é embalada pronta para uso.

Como funciona a penicilina

Penicillium chryzogenum é um dos melhores produtores de lipases entre os fungos de um gênero. Além disso, Penicillium chryzogenum possui alta atividade enzimática e capacidade de produzir alfa-amilase. Além disso, o Penicillium chryzogenum é capaz de produzir um antibiótico conhecido como penicilina. Penicillium chryzogenum (também conhecido como Penicillium notatum) foi a fonte para a produção de penicilina, o primeiro antibiótico. A penicilina atua contra bactérias gram-positivas, como Staphylococcus e Pneumococcus.

A penicilina age interferindo na síntese do peptidoglicano na parede celular bacteriana. A pinicilina evita a reticulação quando a formação de peptidoglicano ocorre em bactérias por meio da inibição da enzima transpeptidase, em outras palavras, a β-lactama se liga à enzima transpeptidase associada à molécula de peptidoglicano bacteriano, causando defeitos na parede celular das bactérias.

Então, leva o excesso de água e enfraquece a parede celular bacteriana quando as células bacterianas se dividem, causando sua quebra (lise celular) e, finalmente, a bactéria morre.