Izboljšanje stabilnosti fermentacijske brozge klavulanske kisline pred izolacijo z optimiranjem procesnih parametrovZadravec, Simon (Avtor) Knez Marevci, Maša (Mentor) klavulanska kislinafermentacijski processtabilnostoptimizacija procesnih parametrovspektrometrijaBakterija Streptomyces clavuligerus med fermentacijskim procesom sintetizira klavulansko kislino (KK), ki učinkovito deluje kot inhibitor β-laktamaz in se uporablja v kombinaciji z antibiotiki za premagovanje bakterijske odpornosti. Nestabilnost KK med proizvodnim procesom predstavlja velik izziv, saj hitro razpada, kar zmanjšuje izkoristek in povečuje stroške proizvodnje. Namen te študije je izboljšati biosintezo KK z osredotočanjem na preučevanje vpliva procesnih parametrov na njeno stabilnost in produkcijo. V magistrskem delu smo razvili kvantitativni spektrometrični model za merjenje koncentracij KK in glicerola. Razvit model omogoča hitro, učinkovito in robustno analizo teh dveh spojin med eksperimentalnimi poskusi, kar predstavlja izboljšanje v primerjavi s klasičnimi kromatografskimi tehnikami, saj pospeši pridobivanje rezultatov. Model smo nato uporabili za spremljanje koncentracij KKin glicerola med eksperimentalnimi poskusi, v katerih smo spreminjali različne procesne parametre, kot so mešanje, zračenje, nadtlak, temperatura, redčenje ter kombinirali brozge iz različnih faz produkcijskega cikla S. clavuligerus. Poleg tega smo merili tudi koncentracijo raztopljenega kisika, viskoznost, pH in prisotnost nečistoče A, ki je razgradni produkt klavulanske kisline. Rezultati so pokazali, da lahko pravilna nastavitev procesnih parametrov bistveno izboljša stabilnost in produktivnost klavulanske kisline. Povečanje zračenja in mešanja ter zvišanje tlaka je prineslo do 5 % izboljšanje izkoristka po 6 urah zadrževalnega časa ter 17 % izboljšanje izkoristka po 27 urah procesa, hkrati pa je koncentracija nečistoče A ostala stabilna, kar kaže na manjšo razgradnjo KK. Posamezno povečanje mešanja, zračenja ali tlaka ni dalo enako učinkovitih rezultatov, čeprav je prispevalo k zmanjšanju razgradnje KK od 11 % do 26 %. Ugotovitve prispevajo k optimizaciji industrijskega procesa proizvodnje KK, saj zmanjšujejo razgradnjo produkta in povečujejo izkoristek, kar vodi v bolj učinkovit proces in nižje stroške proizvodnje.[S. Zadravec]20252024-10-02 21:01:41Magistrsko delo/naloga90899sl