Препараты тетрациклина
К числу получивших практическое применение тетрациклиновых антибиотиков как медицинского, так и немедицинского назначения относятся 7-хлортетрациклин (I) и 5-окситетрациклин (II).
Тетрациклиновые антибиотики представляют собой амфотерные соединения, способные образовывать соли как с кислотами, так и с основаниями. Они плохо растворяются в воде и водных растворах при pH 4,5-7,5. При pH ниже 2,0 и выше 8,0 можно приготовить водные растворы антибиотиков высокой концентрации. Тетрациклиновые антибиотики неустойчивы к действию окислителей, в том числе воздуха. Характерной особенностью всех тетрациклиновых антибиотиков является способность флуоресцировать в УФ-свете, что позволяет применять их в аналитических целях.
В качестве продуцентов хлортетрациклина широко используют штаммы культуры Act. aureofaciens, окситетрациклина - Act. rimosus.
Для животноводства окситетрациклин предложен в форме терравита Р - растворимый и терравита К - кормовой (табл. 6.1).
В качестве посевного материала для биосинтеза используют споры продуцента, которые при температуре 4-6 °С можно хранить до 3 мес. Размножение посевного материала (получение мицелиальной массы) проводят в две генерации в колбах (на 750 мл с 200 мл питательной среды) на качалке (160-180 об/мин) и в посевном аппарате. Длительность каждой генерации 2-3 сут, температура выращивания 26-28 °С.
Мицелиальная масса, полученная после второй генерации, служит для засева питательной среды посевных аппаратов из расчета 600-800 мл на 1 м3. Далее посевной материал размножается в посевных аппаратах (при постоянной аэрации, температуре 26-28 °С, в течение 45-50 ч) до количества, равного 10-12% рабочего объема основного ферментатора. Для этих целей используется питательная среда следующего состава (в %): кукурузная мука 6, кукурузный экстракт 1,5, сернокислый аммоний 0,6, поваренная соль 0,4, мел 0,8, жир кашалотовый 1,5-2,0.
Производственное культивирование проводится на среде того же состава, только для повышения содержания витамина В12 в нее добавляют хлорид кобальта из расчета 1 г на 1 м3 среды. Выращивание культуры длится 100-120 ч при температуре 26-28 °С, постоянном перемешивании и аэрации. Ввиду сильного пенообразования степень заполнения аппарата не должна превышать 50 %.
Биосинтез тетрациклинов протекает при культивировании продуцентов в сравнительно широких интервалах pH и температуры при различной интенсивности аэрации. Накопление антибиотика происходит только в строго определенных условиях. Образование тетрациклинов связано с определенным периодом жизнедеятельности культуры. В первый период наблюдается интенсивный рост мицелия, происходит быстрое потребление источников углерода, азота, фосфора и активно используется растворенный кислород. Антибиотик в этот период практически не образуется. В культуральной жидкости в незначительных количествах накапливаются пировиноградная и уксусная кислоты, которые в последующем используются клеткой для биосинтеза тетрациклинов. Во второй период развития культуры снижается интенсивность роста продуцента, скорость потребления питательных веществ и кислорода. Накопления пировиноградной и уксусной кислот не наблюдается. Происходит активный биосинтез тетрациклинов.
В целях уменьшения объема высушиваемого материала культуральную жидкость предварительно упаривают под вакуумом при температуре 50-60 °С с 4,5%-ного до 12-15%-ного содержания сухих веществ.
Распылительная сушка осуществляется теплоносителем, поступающим при температуре 160-200 °С и выходящим из сушильной башни с температурой 70-80 °С.
В некоторых случаях рекомендуется сушка культуральной жидкости с наполнителем. В сборник культуральной жидкости подают наполнитель - сушеный свекловичный жом - в таком количестве, чтобы в течение часа набухания он поглотил всю культуральную жидкость, примерно 250 кг на 1 м3 культуральной жидкости. Набухший жом высушивают в сушилках системы ПКС.
Терравит
Он представляет собой высушенную культуральную жидкость, полученную в результате выращивания культуры Act. rimosus. Терравит Р (растворимый) получают путем высушивания фильтрата культуральной жидкости в распылительной сушилке. В результате высушивания в калориферной сушилке остатка после фильтрования культуральной жидкости получают терравит К (кормовой).
Препараты терравита стандартизуются кукурузной мукой и свекловичным жомом.
Терравит-5, 10, 50 и терравит К используются вместе с концентрированными кормами в целях профилактики желудочно-кишечных и легочных заболеваний, лучшего развития и повышения продуктивности животных и птиц. Телятам и поросятам раннего возраста терравит Р дается в виде водных растворов или растворенным в молоке.
Биовит
Длительное время в животноводстве использовались препараты хлортетрациклина, обладающие широким антибактериальным спектром по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам. В зависимости от содержания в препарате антибиотического вещества различают биовит-20, 40 и 80 (табл. 6.2).
Кроме антибиотика и витамина В12 препараты биовита содержат микроэлементы, белок, жиры и минеральные соли.
Технология производства биовита мало чем отличается от производства терравита. Споровой материал производственных штаммов Act. aureofaciens выращивают на пшене на посевных станциях и рассылают по заводам. Активность посевного материала при проверке в лаборатории должна быть не менее 3000 ед./мл. Посевной материал размножают в колбах (на 750 мл с 200 мл питательной среды) на качалке (160-180 об/мин) при температуре 26-28 °С в течение 24-30 ч в одну или две стадии. Для этого готовят среду следующего состава (в %): зерно-картофельная барда 40 или кукурузный экстракт 3, мука 3. pH среды доводят 30%-ным раствором NaOH до 6,7-6,9. Для засева в посевном аппарате на 1 м3 питательной среды необходимо 600-800 мл посевного материала. Культура в посевном аппарате выращивается на среде указанного состава. Для пеногашения добавляют 0,5-1,0% кашалотового жира. При постоянной аэрации и перемешивании при температуре 27-28 °С продолжительность культивирования составляет 30-40 ч. Технологическая схема производства биовита представлена на рис. 6.1.
Производственное культивирование проводят на среде более сложного состава (в %): барда зерно-картофельная 10, мука (крахмалистость 51%) 5,0, NH4NO3 0,7, СаС03 0,5, NaCl 0,3, жир кашалотовый 0,2, СаСl2 0,0001, бензил роданистый 0,0001.
Оптимальное значение pH должно быть 6,6-6,7. Простерилизованную и охлажденную до 27-29 °С среду засевают посевным материалом в количестве 10% от объема среды в ферментаторе. Длительность выращивания культуры составляет 60-70 ч. Температура среды на протяжении всего процесса культивирования поддерживается в пределах 26-28 °С. Среду постоянно аэрируют и перемешивают. Конец культивирования и прекращение накопления хлортетрациклина характеризуется Незначительным повышением pH среды - до 6,9-7,2. Активность глубинной культуры продуцента к концу процесса достигает более 3000 ед./мл.
При небольшой производительности цеха культуральную жидкость можно сразу подвергать высушиванию в распылительной сушилке. При значительной производительности цеха культуральную жидкость с содержанием сухих веществ около 3% упаривают под вакуумом при 50-55 °С до 10-12%-ного содержания сухих веществ.
Концентрат высушивают в сушилках с дисковым распылением. Температура теплоносителя на входе в сушильную камеру составляет 200-220, на выходе - 80-90 °С. Сухой продукт нагревается несколько ниже температуры теплоносителя на выходе из сушилки, что обеспечивает сохранение активности. В процессе сушки рекомендуется также добавлять консервант - пиросульфат натрия в количестве 2-3 кг на 1 м3 культуральной жидкости. В зависимости от активности культуры и режима культивирования в 1 кг сухого препарата содержится 90-150 г антибиотика. По требованиям технических условий содержание антибиотика в препарате должно быть 80 г/кг. Это достигается путем стандартизации, смешивания препаратов с различной активностью или введения специальных наполнителей. Необходимое количество наполнителя для стандартизации 100 кг нативного препарата можно определить по формуле
При стандартизации биовита по активности в качестве наполнителя используют тонкоизмельченные отруби, муку обезжиренную, кукурузную и соевую или свекловичный жом. Биовит применяется для профилактики желудочно-кишечных и легочных заболеваний, лучшего развития и повышения продуктивности молодняка сельскохозяйственных животных и птиц.