Obtention
Ces molécules sont obtenues par fermentation. On utilise la technique classique de fermentation en cascade.
On réactive d'abord la souche conservée par culture en flacon qui servira d'inoculum pour un fermenteur de petite contenance, lui-même étant ensuite utilisé pour ensemencer un fermentation de plus grande capacité et ainsi de suite jusqu'à l'ensemencement d'un biofermenteur industriel pour la productio
Paramètres de fermentation
La fermentation se déroule à 25°C, dans un milieu à pH neutre, afin d'éviter toute dégradation des pénicillines produites. Le milieu est bien sûr stérilisé avant inoculation afin de le préserver des éventuelles contaminations microbiennes qui pourraient aussi être à l'origine de la dégradation des pénicillines par le biais d'enzymes (beta-lactamases, pénicillinases) |
Milieu nutritif
Le milieu nutritif, comme tout milieu de fermentation à l'échelle industriel, est un milieu complexe. Les éléments nécessaires à la croissance de Penicillium crysogenum sont apportés par des sous-produits d'autres industries, notamment le Corn Steep Liquor (CSL), c'est à dire un sous-produit de l'industrie du maïs suite à l'extraction de l'amidon. Ce produit a une consistance de miel et sa composition est mal définie mais c'est une excellente source d'azote organique. Les éléments nutritifs sont apportés de façon discontinue.
s formes acide en sel et vice-versa, visant à concentrer le filtrat. La purification est ensuite réalisée par précipitation puis recristallisation.
En raison des contraintes liées à la fragilité des pénicillines, ces étapes doivent se faire le plus rapidement possible, à basse température et dans des conditions les plus stériles possibles.
Phase de croissance
La phase de croissance dure environ 40h.
Phase de production
La phase de production débute par l'apport de précurseurs de la synthèse des pénicillines, notamment :
des acides aminés, la valine et la cystéine, utilisés par le champignon pour la synthèse du squelette N-péname,
des acides, benzylique et/ou phénoxyméthylique, qui seront utilisés pour synthétiser la chaîne latérale.
Dosage
Avant de mettre en œuvre les processus d'extraction et de purification des molécules à partir du milieu de fermentation, ce qui constitue l'étape la plus coûteuse de la production, il est nécessaire de vérifier la présence des pénicillines par un dosage en CLHP dans le filtrat.
Extraction / Purification
Les pénicillines sont des composés extracellulaires, il suffit donc de filtrer la biomasse et de récupérer le filtrat qui contiendra les molécules. Le principal problème est la dilution des molécules dans un grand volume de filtrat. L'extraction se fait donc par une succession d'extractions liquide/liquide en jouant sur le passage des formes acide en sel et vice-versa, visant à concentrer le filtrat. La purification est ensuite réalisée par précipitation puis recristallisation.
En raison des contraintes liées à la fragilité des pénicillines, ces étapes doivent se faire le plus rapidement possible, à basse température et dans des conditions les plus stériles possibles.
