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青霉素的提取方法
青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素，其提取方法主要包括发酵法、化学合成法和生物转化法。
其中，发酵法是目前应用最为广泛的一种方法。
首先，发酵法是利用青霉菌在适宜的培养条件下产生青霉素。
青霉素生产菌株主要包括青霉菌属、放线菌属和链霉菌属。
在培养基中添加适当的碳源、氮源、矿物盐和生长因子，控制好温度、pH 值和氧气供应，青霉素生产菌株就能够产生大量的青霉素。
其次，发酵液中的青霉素需要进行提取和纯化。
一般来说，提取青霉素的方法包括有机溶剂法、树脂吸附法和膜分离法。
有机溶剂法是将发酵液与有机溶剂进行萃取，然后通过蒸馏或结晶得到青霉素。
树脂吸附法是利用青霉素对特定树脂的亲和性进行吸附，再通过洗脱得到纯净的青霉素。
膜分离法则是利用膜的分离作用将青霉素从发酵液中分离出来。
最后，提取得到的青霉素需要进行纯化和结晶。
通过结晶、结晶温度、溶剂选择和结晶速度等条件的控制，可以得到高纯度的青霉素结晶体。
总的来说，青霉素的提取方法是一个复杂的过程，需要在培养条件、提取方法和纯化工艺等方面进行精细的控制。
只有通过科学合理的方法，才能够得到高质量的青霉素产品，为临床医学和医药工业提供有力的支持。
青霉素提取原始方法
青霉素提取原始方法即青霉素发现之初采用的提取方法。
在此方法中，使用培养的青霉菌株，通过培养基发酵生产青霉素，然后进行萃取和纯化。
具体步骤如下：
1. 培养青霉菌：使用含有合适营养物质的培养基，培养青霉菌株。
青霉菌株在适宜的温度、pH和氧气条件下生长，并产生
青霉素。
2. 收集发酵液：经过一段时间的培养，酶类和微生物代谢产物会溶解在发酵液中。
收集发酵液，即培养基中含有青霉菌培养产生的物质。
3. 萃取：将收集的发酵液经过反复的溶剂萃取。
常用的溶剂包括丁醇、正己烷等。
通过溶剂的选择性提取，将青霉素从其他杂质中分离出来。
4. 蒸馏：将经过溶剂萃取的溶液进行蒸馏，将溶剂和青霉素分离。
在蒸馏过程中，溶剂会蒸发，而青霉素则保留在残留物中。
5. 结晶：将残留物溶解在适当的溶剂中，通过降低温度逐渐结晶。
青霉素会以晶体的形式沉淀下来。
6. 进一步纯化：对青霉素晶体进行洗涤和过滤，以去除杂质。
可以使用适当的溶剂进行洗涤，然后通过过滤将洗涤后的纯净青霉素分离出来。
这些步骤描述了青霉素提取的原始方法。
使用这种方法可以从青霉菌的培养液中提取纯净的青霉素，为后续药物制剂提供原料。
青霉素生产工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程1、工艺流程（1）丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管（25℃，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25℃，孢子培养，7天）——大米孢子（26℃，种子培养56h,1:1.5vvm）——一级种子培养液（27℃，种子培养，24h,1:1.5vvm）——二级种子培养液（27~26℃,发酵,7天,1:0.95vvm）——发酵液。
（2）球状菌二级发酵工艺流程冷冻管（25℃，孢子培养，6~8天）——亲米（25℃，孢子培养，8~10天）——生产米（28℃，孢子培养，56~60h,1:1.5vvm）——种子培养液（26~25-24℃，发酵，7天，1：0.8vvm）——发酵液。
2、工艺控制（1）影响发酵产率的因素基质浓度：在分批发酵中，常常因为前期基质量浓度过高，对生物合成酶系产生阻遏（或抑制）或对菌丝生长产生抑制（如葡萄糖和钱的阻遏或抑制，苯乙酸的生长抑制），而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成，为了避免这一现象，在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法，即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
这里必须特别注意的是葡萄糖的流加，因为即使是超出最适浓度范围较小的波动，都将引起严重的阻遏或限制，使生物合成速度减慢或停止。
目前,糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖释放率予以调节。
的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C02（2）温度：青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别，但一般认为应在25℃左右。
温度过高将明显降低发酵产率，同时增加葡萄糖的维持消耗，降低葡萄糖至青霉素的转化率。
对菌丝生长和青霉素合成来说，最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度，以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度，以利于青霉素的合成。
（3）pH值：青霉素发酵的最适pH值一般认为在6.5左右,有时也可以略高或略低一些，但应尽量避免pH值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。
生产青霉素的利用原理
生产青霉素利用的原理是利用青霉菌属菌株产生的β-内酰胺类抗生素。
青霉素属于β-内酰胺类抗生素中的一类，具有广谱、低毒性、高效、安全的特点，常用于治疗感染性疾病。
青霉素的生产一般分为两个步骤：发酵和分离提纯。
发酵过程中，首先要选择适宜的青霉菌菌株，并通过多种物理和化学手段诱导产生青霉素。
分离提纯过程中，利用化学和物理方法将混合物中的青霉素分离出来，通过结晶、干燥等工艺步骤得到纯度较高的青霉素产品。
青霉素的生产利用原理主要是依靠青霉菌属菌株生产β-内酰胺类抗生素的能力，以及分离提纯技术对青霉素的分离和纯化。
不断的技术革新和改进生产过程，可以提高青霉素的产量和纯度，以满足治疗疾病的需要。
25℃,6~7天 孢子培养 孢子培养 25℃,6~7天种子培养 25℃,40~45h ，1：2vvm 种子培养25℃,40~45h ，1：1.5vvm 发酵 22~26℃,6~7天，1：（1~0.8）vvm 冷却至15℃ 青霉素的生产简介:青霉素目前仍然是医药中最常用、最有效的抗生素药物，由英国细菌学家Fleming 在1928年培养葡萄球菌时发现。
青霉素的生产现阶段常用的菌种为黄青霉素。
当前生产能力可达30000~60000U/ml 。
按其在深层培养中菌丝的形态，可分为球状菌和丝状菌。
以下以常用的绿色丝状菌为菌种生产青霉素。
实验目的：（1）通过青霉素的生产以认识微生物的一般发酵操作（2）了解并掌握青霉素的分离实验步骤:发酵工艺流程图:冷冻管斜面母瓶 大米孢子 一级种子罐二级种子罐发酵罐放罐 至提炼培养基组成：（1）碳源。
青霉菌能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄糖等。
目前普遍采用淀粉经酶水解的糖化液即葡萄糖进行流加。
（2）氮源。
可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉，并补加无机氮源。
（3）前体。
为生物合成含有苄基基团的青霉素G，需在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺，由于它们对青霉素有一定毒性，故一次加入量不能大于0.1%，常采用多次补加方式。
（4）无机盐。
包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类。
铁离子对青霉菌有毒害作用，应严格控制发酵液中铁含量在30ug/ml。
发酵培养控制：（1）青霉素产生菌生长发育可分为下面六个时期Ⅰ期：分生孢子发芽，孢子先膨胀，再形成小的芽管，此时原生质未分化，具有小空孢。
Ⅱ期：菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，在Ⅱ期末有类脂肪小颗粒。
Ⅲ期：形成脂肪粒，积累贮藏物，原生质嗜碱性仍很强Ⅳ期：脂肪粒减少，形成中、小空孢，原生质嗜碱性弱。
Ⅴ期：形成大空孢，其中含有一个或数个中性红染色的大颗粒，脂肪粒消失。
Ⅵ期：细胞内看不到颗粒，并出现个别自溶的细胞。
其中，Ⅰ—Ⅳ期称菌丝生长期，产生青霉素较少，而菌丝浓度增加很多。
青霉素的生产工艺青霉素是一种重要的抗生素，广泛应用于治疗各种感染疾病。
下面是青霉素的主要生产工艺。
青霉素的生产主要包括以下几个步骤：步骤一：菌种培养和细菌发酵首先，要获取产生青霉素的青霉菌菌株。
常用的菌株有Penicillium chrysogenum和Penicillium notatum。
菌株接种于培养基中，并经过一系列的培养步骤，包括发酵和发酵液的提取。
在发酵过程中，合理控制温度、pH值、氧气供应和营养物质等因素，以促进菌株生长和生产青霉素。
步骤二：提取和纯化青霉素通过发酵液的提取和纯化过程，将青霉素从菌体中分离出来。
首先，将发酵液经过离心或过滤等操作，除去无菌质和杂菌。
然后，通过酸碱调节，将青霉素盐酸盐溶出，并使用有机溶剂萃取法，将青霉素从溶液中提取出来。
最后，对提取得到的青霉素溶液进行再结晶和过滤，得到纯度较高的青霉素。
步骤三：结晶和干燥通过结晶和干燥过程，将溶液中的青霉素进一步提纯，并将其转化为固体形态。
首先，将青霉素溶液放置在低温环境下，以促使青霉素结晶。
然后，将结晶得到的青霉素通过过滤或离心，除去残余溶液。
最后，将青霉素固体进行干燥，以去除水分，得到最终的干燥青霉素。
步骤四：包装将干燥青霉素进行包装，以确保其质量和稳定性。
通常，青霉素以粉末或片剂的形式包装，并通过密封包装保持其纯度和药效。
以上是青霉素的主要生产工艺。
在生产过程中，需要严格控制各个环节的条件和参数，以确保青霉素的质量和有效成分的含量。
此外，生产工艺还需要符合药品生产的相关标准和规范，确保生产出符合医药行业要求的高质量青霉素产品。
青霉素【生产原理】【天然青霉素】青霉素G生产可分为菌种发酵和提取精制两个步骤。
①菌种发酵：将产黄青霉菌接种到固体培养基上，在25℃下培养7～10天，即可得青霉菌孢子培养物。
用无菌水将孢子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空；气、搅拌，在27℃下培养24～28h，然后将种子培养液接种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前体的培养基中，通入无菌空气，搅拌，在27℃下培养7天。
在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。
②提取精制：将青霉素发酵液冷却，过滤。
滤液在pH2～2.5的条件下，于萃取机内用醋酸丁酯进行多级逆流萃取，得到丁酯萃取液，转入pH7.0～7.2的缓冲液中，然后再转入丁酯中，将此丁酯萃取液经活性炭脱色，加入成盐剂，经共沸蒸馏即可得青霉素G钾盐。
青霉素G钠盐是将青霉素G钾盐通过离子交换树脂（钠型）而制得。
【半合成青霉素】以6APA为中间体与多种化学合成有机酸进行酰化反应，可制得各种类型的半合成青霉素。
6APA是利用微生物产生的青霉素酰化酶裂解青霉素G或V而得到。
酶反应一般在40～50℃、pH8～10的条件下进行；近年来，酶固相化技术已应用于6APA生产，简化了裂解工艺过程。
6APA也可从青霉素G用化学法来裂解制得，但成本较高。
侧链的引入系将相应的有机酸先用氯化剂制成酰氯，然后根据酰氯的稳定性在水或有机溶剂中，以无机或有机碱为缩合剂，与6APA进行酰化反应。
缩合反应也可以在裂解液中直接进行而不需分离出6APA。
青霉素【生产工艺简述】青霉素的生产分成发酵工艺和提炼工艺过程。
其中，青霉素发酵过程是属于二次微生物代谢的过程,所获得的是下一级代谢的产物,即菌种在一定条件下(培养基、温度、pH、通气搅拌等)进行培养发酵,经过下一级代谢得到生成物青霉素,此环节是在发酵罐中进行的,最终是微生物分泌大量的抗生素。
为了保证发酵过程正常进行,需对一些物理、化学、生理参数进行检测和控制。
检测的物理参数有罐温、罐压、冷却水流量及进出口温度;化学参数有尾气中O2含量、CO2含量、罐内溶解氧、pH 值等;生理参数有菌丝浓度、基液质浓度、代谢产物浓度等,由于传感器及检测元件等原因,目前生理参数还不能直接在线测量,只能采用模型进行在线推算或离线化验分析。
青霉素生产工艺流程青霉素是一种广泛应用于医药领域的重要抗生素，下面将介绍青霉素的生产工艺流程。
首先，青霉菌的培养种子是青霉菌的菌躯，这是进行发酵过程的基础。
青霉菌菌躯培养需要使用含有碳源、氮源和微量元素的培养基，经过发酵培养，使菌株增殖达到一定浓度。
接下来是发酵过程，青霉素的产生主要发生在青霉菌的发酵过程中。
将青霉菌种子悬液加入发酵罐中，进一步进行菌种培养。
在菌种状态适合的情况下，加入含有碳源、氮源、磷酸盐、微量元素等营养物的发酵基础培养基，同时维持发酵罐内一定的温度、pH和氧气供应情况，进行发酵过程控制，以确保菌株能够正常生长和产生青霉素。
发酵过程中，需控制发酵罐内的温度，常用的温度控制范围为25-30摄氏度。
同时，发酵罐内需要不断供氧，以满足菌株的需氧生长状态。
在青霉菌发酵过程中，菌体会产生一些代谢产物，其中包括青霉素。
由于发酵罐内同时存在菌体、发酵液和代谢产物，需要通过合理的工艺设计来确保产物能够顺利分离和提取。
发酵过程通常持续4-8天，根据青霉菌的生长情况和产物积累情况，通过取样分析来判断是否达到产酸期。
当达到产酸期时，菌体会形成饱满的青霉素黏液颗粒，此时需要对菌体进行提取。
提取是青霉素生产中的关键步骤，通常使用水进行提取。
首先将发酵液进行高速离心，将固体和液体分离，之后将发酵液溶解于水中，采用高速强制离心将重力沉淀物得到沉淀，上清液即可得到含有青霉素的溶液。
最后通过静置、破碎和蒸发等方法对青霉素进行纯化和浓缩处理。
以上就是青霉素生产的主要工艺流程。
在实际生产中，还需要进行工艺控制和质量监控，以确保产品的质量和产量。
随着科技的不断进步，青霉素生产工艺也在不断完善和改进，以提高生产效率和产品质量。
项目三：青霉素的生产
一、实验相关知识
1、青霉素又被称为青霉素G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、
青霉素钾、苄青霉素钾。
青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称,由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁,而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。
青霉素G有钾盐、钠盐之分,钾盐不仅不能直接静注,静脉滴注时,也要仔细计算钾离子量,以免注入人体形成高血钾而抑制心脏功能,造成死亡。
2、1929年英国学者弗莱明首先在抗生素中发现了青霉素，英国谢菲尔德大学病
理学家弗洛里实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，与英国生物化学家钱恩共获1945年诺贝尔奖。
青霉素分为天然的和半合成的，天然的青霉素是通过菌种发酵得到的。
3、理化性质：
（1）溶解度：青霉素本身是一种游离酸，易溶于有机溶剂，但在水溶液中溶解度很小。
（2）吸湿性：青霉素的吸湿性与其内在质量有关；纯度越高，吸湿性越小，也就易于存放。
（3）稳定性：青霉素的水溶液是一种不稳定的化合物，而晶体状态比较稳定。
（4）酸碱性：青霉素的分子结构中有一个酸性基团（羧基），无碱性基团。
4、常见的化学反应：
（1）青霉素的碱性水解
（2）青霉素的酸性水解（完全水解和不完全水解）
（3）青霉素的裂解
5、青霉素应用的注意事项：
①应用青霉素前应做皮试
②青霉素不可与同类抗生素联用，不可与磺胺和四环素联合用药，
不可与氨基糖苷类混合输液。
③宜短期使用，切忌长期大量给药，以免血药浓度持续升高，导致
致敏物质的形成与堆积，造成过敏反应。
④通常静脉给药，宜慢不宜快，以每分钟不超过60滴的速度静脉滴
注，以免血药浓度增高过快而增加分解过敏可能。
⑤青霉素的副作用中，过敏性休克是致命的，常引起人们的注意，而表
现为脑病及周围神经损害的神经毒性作用易被忽略。
必须打消以往认为青霉素只要不过敏，就很少有中毒的观念，千万不要大剂量滥用青霉素（包括其它抗生素），必须用时，尽量少用静脉输注，老年人、小儿尤应慎用；此外，还须注意，青霉素与氨苄青霉素合用时，更易引起青霉素脑病的发生。
二、生产原理
（1）青霉素是产黄青霉菌株在一定的培养条件下发酵产生的。
生产上一般将孢子悬液接入种子罐经二级扩大培养后，移入发酵罐进行发酵，所制的的含有一定
浓度青霉素的发酵液经适当的预处理，再经提炼、精制、成品分包装等工序最终制得合乎药典要求的成品。
（2）青霉素的生物合成受碳源、氮源、终产物、分支途径调控，所以必须人为创造适宜的环境来培养微生物。
培养基是用人工方法配置的各种营养物质比例适宜、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
适宜的培养基是从事微生物研究和发酵生产的重要基础。
（3）灭菌：分干热灭菌和湿热灭菌。
干热灭菌（烘箱160-170℃,2h）;湿热灭菌（高压蒸汽灭菌锅121℃,30min）。
灭菌后的物品随用随打开包装纸。
三、实验材料
（1）菌种：青霉菌菌种
（2）培养基：
LB培养基配方：牛肉膏1g 蛋白胨2g Nacl1g 琼脂3g 葡糖糖4g 配成200ml
液体培养基配方：可溶性淀粉9g、蛋白胨1.2g 、玉米浆2ml、葡萄糖3g、K2HPO40.15g 、MgSO4·7H2O 0.15g、NaCl0.15g、蒸馏水300ml。
发酵培养基配方：花生饼粉（高温）、玉米浆、葡萄糖，尿素，硫酸铵，硫酸钠、硫代硫酸钠，磷酸二氢钠，苯乙酰胺及消泡剂，CaCO3等。
四、实验步骤
1、接种：将灭好菌的LB培养基放入超净台内，将LB培养基倒入无菌试管内，试管摆斜面冷却凝固。
等培养基凝固后，用接种环接取菌种，并在培养基上画S 形曲线接种
2、菌种活化：待接种好的菌吸附在培养基上,置于25℃恒温箱中培养5天。
3、扩大培养：
（1）液体试管培养：将液体培养基倒入试管内，用接种环自斜面试管挑取一环斜面种子菌体，接入试管中。
摇匀后，置培养箱培养。
待培养成熟后，再接入三角瓶培养。
（2）三角瓶液体培养：将液体培养基倒入三角瓶内，用接种环自液体培养的试管挑取种子菌体，接入三角瓶（可接2-3次）。
摇匀后，置摇床培养。
4、青霉素发酵：从三角瓶中接种到发酵罐中，接种量为12-15%。
青霉素的发酵对溶氧要求极高，通气量偏大，通气比控制0.7-1.8；150－200r/min；要求高功率搅拌，100 m3的发酵罐搅拌功率在200-300 Kw，罐压控制0.04-0.05 MPa，于25-26 ℃下培养，发酵周期在200h左右。
前60h，pH5.7-6.3，后6.3-6.6；前60h 为26℃，以后24℃。
5、青霉菌发酵产物初步分离：
（1）预处理及过滤：发酵液放罐后需冷却至10℃后，经鼓式真空过滤机过滤。
从鼓式真空过滤机得到青霉素滤液pH在 6.2~7.2，蛋白质含量一般在0.05%~0.2%。
这些蛋白质的存在对后面提取有很大影响，必须加以除去。
除去蛋白质通常采用10%硫酸调节pH4.5~5.0，加入0.05%（质量浓度）左右的絮凝剂的方法，同时再加入0.7%硅藻土作助滤剂，再通过板框过滤机过滤。
经过第二次过滤的滤液一般澄清透明，可进行萃取。
（2）提取：结合青霉素在各种pH下额稳定性，一般从发酵液中萃取到醋酸丁酯时，pH选择在1.8~2.2范围内，而从丁酯相反萃取到水相时，pH选择在6.8~7.4范围内对提取有利。
生产上一般将发酵滤液酸化至pH等于2.0，加1/3体积的醋酸丁酯（简称BA）混合后以卧式离心机（POD）机分离的一次BA萃取液，然
后以NAHCO3在pH6.8~7.4条件下将青霉素从BA中萃取到缓冲液中，再用10%H2SO4调节pH等于2.0，将青霉素从缓冲液中再次转入BA中（方法同前面所述），得二次BA萃取液。
（3）脱色：在二次BA萃取液中加入活性炭150~350g/10亿单位，进行脱色，过滤。
6、青霉菌发酵液效价初步测定
牛津杯法，通过测定抑菌圈大小估算效价
（1）制作金黄色葡萄球菌平板
（2）采用牛津杯法加入青霉菌标准液和提取液。
（3）按金黄色葡萄球菌培养要求对平板进行培养。
（4）培养结束后测平板上抑菌圈大小。
（5）以标准品为对照，估算效价。
五、注意事项
1、发酵培养基成分的控制:
a.碳源--生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液进行流加；
b.氮源--常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮，并补加无机氮源；
c.前体--可用苯乙酸、苯乙酰胺, 一次加入量不大于0.1%, 并采用多次加入, 以防止前体对青霉素的毒害；
d.无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等，用量要适度。
2、发酵中灭菌
青霉素属于β-内酰胺类抗生素，其β-内酰胺环极易破坏而失效，所以不可以高压灭菌了，否则将导致完全失效。
3、发酵液质量控制
生产上按规定时间从发酵罐中取样, 用显微镜观察菌丝形态变化来控制发酵。
生产上惯称“镜检”,根据“镜检”中菌丝形变化和代谢变化的其他指标调节发酵温度, 通过追加糖或补加前体等各种措施来延长发酵时间, 以获得最多青霉素。
当菌丝中空泡扩大、增多及延伸, 并出现个别自溶细胞, 这表示菌丝趋向衰老, 青霉素分泌逐渐停止, 菌丝形态上即将进入自溶期, 在此时期由于茵丝自溶, 游离氨释放, pH 值上升, 导致青霉素产量下降, 使色素、溶解和胶状杂质增多, 并使发酵液变蒙古稠, 增加下一步提纯时过滤的困难。
因此, 生产上根据“镜检”判断, 在自溶期即将来临之际, 迅速停止发酵, 立刻放罐, 将发酵液迅速送往提炼工段。
