Química Farmaceutica

 Métodos de produção

A penicilina G e a penicilina V sãoproduzidas utilizando processos submersos em fermentadores de 40.000-200.000 litros. Devido as dificuldades de aeração não podem ser empregados tanques maiores.

Fermentação: processo aeróbico; velocidade de absorção volumétrica de oxigênio é de 0,4-0,8 mM/L-min; velocidade de aeração é de 0,5-1,0 vvm dependendo da cepa, do biorreator e do tipo de agitador.

O inóculo inicia utilizando esporos liofilizados.

A concentração de esporos e a formação de agregados (“pellets”) são cruciais para o rendimento do processo. Para se conseguir uma velocidade ótima de formação de penicilina, os “pellets” não devem crescer como bolas compactas, senão em uma forma solta.

Depois de várias etapas de crescimento está preparado o cultivo de produção.Na fermentação típica de penicilina há uma fase de crescimento de aproximadamente 40 horas, com um tempo de duplicação de 6 horas, durante o qual se forma a maior parte da massa celular. A baixa aeração no cultivo em crescimento é crítica, porque o aumento da viscosidade dificulta a transferência de oxigênio e isto pode ser resolvido por alterações na engenharia do fermentador ou pela utilização de mutantes que desenvolvam menor viscosidade. Depois da fase de crescimento, o cultivo chega à fase real de produção de penicilina. Alimentando o meio com diferentes componentes, a fase de produção pode estender-se até 120-160h.

O meio de um cultivo típico alimentado pode variar dependendo da cepa, e geralmente consiste em água de milho, que nos processos atuais podem ser substituídos por outras fontes de nitrogênio; uma fonte de nitrogênio adicional como a farinha de soja, o extrato de levedura ou soro de leite; uma fonte de carbono (como lactose); e vários tampões.

O pH é mantido constante a 6,5.

A tentativa da produção de penicilina por fermentação contínua tem sido difícil devido à instabilidade das cepas de produção. Como alternativa foi sugerido um sistema de “enche e retira”. Nesse processo, 20- 40% do conteúdo da fermentação é retirado e alimentado novamente com solução fresca de nutrientes; este processo pode ser repetido até 10 vezes sem redução do rendimento.

A penicilina é excretada no meio de cultivo e menos de 1% permanece unida ao micélio. Após a separação do micélio por filtração, é realizado a recuperação do produto por meio de duas etapas de extração contínua em contracorrente do caldo de fermentação com acetato de amila, de butila ou metil isobutil cetona, a 0-3°C e pH 2,5 - 3,0. O rendimento é ao redor de 90%.