Tehnici de separare și concentrare în biotehnologii

1.) Stabilirea materiilor prime și produsului finit

Penicilina G (benzilpenicilina) face parte din clasa antibioticelor, acestea fiind substanțe chimice organice produse de microorganisme care în cantități foarte mici inhibă dezvoltarea microorganismelor patogene.

Când a descoperit Fleming penicilina, acesta a observat inhibarea creșterii bacteriilor în jurul unei culturi de mucegai, concluzionând că mucegaiul emană o substanță care omoară bacterii și le inhibă creșterea în zonă. A crescut o cultură pură și a descoperit că era mucegaiul Penicillium, fiind cunoscut astăzi ca Penicillium Notatum. Însă chiar de la începutul cercetărilor penicilina era cel mai eficient medicament împotriva bacteriilor gram-pozitive.

Dezvoltarea mucegaiului se realizează pe un mediu de cultură cât mai pur posibil ce are în compoziția sa următorii constituienți:

- extract de porumb, lactoză, glucoză, făină de soia, fenilacetamină, tiosulfat de sodiu, apă, , , .

Caracteristicile Penicilinei G (benzilpenicilinei)

Penicilina este un antibiotic derivat din fungii Penicillium. Penicilinele sunt antibiotice naturale sau semisintetice având la bază un nucleu comun, acidul-6-aminopenicilanic. Acesta este format dintr-un inel tiazolidinic şi un inel beta-lactamic, de aici provenind şi denumirea de antibiotic β-lactamic.

Este un antibiotic obținut pe cale de extracție (naturală) sau de semisinteză şi acționează în faza de multiplicare activă a germenilor. Sunt non-toxice, bine tolerate, se absorb la nivelul tubului digestiv. Toate au o acțiune bacteriostatică şi bactericidă şi sunt active asupra germenilor gram-pozitivi și asupra cocilor gram-negativi dar sunt mai puțin active asupra germenilor gram-negativi.

Penicilinele sunt indicate în tratamentul infecțiilor cu germeni sensibili ca: faringita, bronșita, pneumonia, amigdalita, endocardita bacteriană, sifilisul, blenoragia şi angina lui Vincent, şi în prevenirea crizelor de reumatism articular acut. Spectrul penicilinelor este, în general, îngust.

Bacteriile sensibile la aceste medicamente sunt puţin numeroase: bacilul difteriei, gonococul, listeria, meningococul, pneumococul, stafilococul, streptococul etc. De altfel, bacteriile devin din ce în ce mai rezistente la peniciline; unele secretă o enzimă, penicilinaza, capabilă să distrugă mai multe varietăți de penicilină.

Penicilina este o substanță organică solubilă, produsă de unele microorganisme animale şi vegetale, care are capacitatea de a distruge anumiți microbi sau de a le opri dezvoltarea, fapt pentru care se utilizează în tratamentul bolilor infecțioase.

Figură 1.2.a) Structura chimică generală a penicilinei

Penicilina G face parte din clasa antibioticelor β-lactamice cu acțiune antiinfecțioasă și antifungică.

Penicilina G de biosinteză este o substanță chimică produsă cu ajutorul unor specii de microorganisme din clasa Penicillium și Aspergillius. Benzilpenicilina are în structura sa un sistem biciclic tiazolidin- β-lactamic și o grupare benzil având următoarea structură chimică:

Figură 1.2. b) Structura chimică a Penicilinei G

Este o substanță cristalină, cu punct de topire 80ºC, solubilă în apă și solventi organici, având trei atomi de carbon asimetrici (C3, C5, C7). Produsul este utilizat sub forma de săruri de sodium (Na) sau potasiu (K), fiind active bacteriostatic și bactericid față de bacilli și coci gram-pozitivi.

Desi este primul antibiotic introdus în terapeutică, păstrează și astăzi, cu toate progresele antibioterapiei, o importanță deosebită. Caracteristicile care conferă Penicilinei G un loc aparte între antibiotice sunt următoarele: acțiune bactericidă, spectru îngust, cuprinzând germenii întâlniți în infecțiile curente, toxicitate redusă, permițând administrarea unor doze foarte mari.

Rezistența la penicilină se produce prin selecționarea unor mutanți care inactivează antibioticul secretând o enzimă - penicilinază - care desface inelul responsabil de activitatea antimicrobiană. Rezistența la penicilină se instalează lent, este foarte frecventă pentru stafilococ și foarte rară -practic absentă - în cazul streptococului și al treponemei. Apariția rezistenței este favorizată de dozele scăzute de antibiotic și este de obicei încrucișată între diferite peniciline.