青霉素的生产工艺60页PPT

（2）球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管（25°C，孢子培养，6~8天） → 亲米（25°C，孢 子培养，8~10天）→ 生产米（28°C，孢子培养， 56~60h,1:1.5vvm） → 种子培养液（26~25-24°C，发酵， 7天，1：0.8vvm） → 发酵液。
7.1.1 菌种
目前国内青霉素生产菌按其在深层培养中 菌丝的形态分为丝状菌和球状菌两种，根据丝状 菌产生孢子的颜色又分为黄孢子丝状菌和绿孢子 丝状菌，常用菌种为绿孢子丝状菌，如产黄青霉 素。
7.1.3青霉菌的生长过程
分生孢子发芽期
菌丝繁殖期 脂肪粒形成期 菌丝生长期
脂肪粒减少，小空孢
大空孢 自溶 青霉素分泌期
菌丝自溶期
(1)菌体生长阶段：
发酵培养基接种后生产菌在合适的环境中经过短时间的 适应，即开始发育、生长和繁殖，直至达到菌体的临界浓度。
(2)青霉素合成阶段：
这个阶段主要合成青霉素，青霉素的生产速率达到最大， 并一直维持到青霉素合成能力衰退。在这个阶段，菌体重量 有所增加，但产生菌的呼吸强度一般无显著变化。
7.1.2 培养基
碳源：青霉菌能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄糖等。 目前采用淀粉水解糖，糖化液进行流加。 氮源：可采用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或麸皮粉 等有机氮源，及氯化氨、硫酸氨、硝酸氨等无机氮源。 前体：为生物合成含有苄基基团的青霉素G，需要在发酵 中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺。由于它们对青霉菌有一定毒 性，故一次加入量不能大于0.1%，并采用多次加入方式。 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以下。
补氮：硫酸铵、氨、尿素，使发酵液氨氮量控制在 0.01%~0.05%。前体：发酵液中残存乙酰胺浓度为 0.05%~0.08%。 （3）pH控制。6.6~6.4。 （4）温度。前期25℃ ~26℃ ，后期23℃ 。以减少后期发酵液 中青霉素的降解破坏。 （5）溶解氧。不低于饱和溶解氧的30%。

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青霉素衍生物
why：
青霉素性质不稳定，可降解为青霉噻唑酸和青霉烯酸。前 者还可聚合成青霉噻唑酸聚合物，此聚合物极易与多肽和 蛋白质结合成青霉噻唑酸蛋白，它为一种速发型的致敏原， 是青霉素产生过敏反应的最主要原因。
类型：
青霉素衍生物是指人工合成的，耐酸耐霉的药物，代表药 物有氨苄西林.苯唑西林.阿莫西林等
无菌水制成悬浮液，接入灭菌培养基 种子培养液
苯乙酸前体的培养基 中
通入无菌空气 搅拌 在27℃培养24~28h
通入无菌空气，搅拌， 在27℃下培养7天
注：在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。
提取精制：青霉素发酵液 冷却，过滤 滤液萃p取H2机～内2用.5醋酸丁酯进行多级逆流萃取
丁酯萃取液
转入pH7.0～7.2的缓冲液中 转入丁酯中
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苯唑青霉素
对产青霉素酶葡萄球菌具有良好抗菌活性,对各种链球菌及不产青霉素酶 的葡萄球菌抗菌活性则逊于青霉素G。苯唑西林通过抑制细菌细胞壁合成 而发挥杀菌作用。
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阿莫西林（羟氨苄青霉素）
抗菌谱及抗菌活性与氨苄西林基本相同，但杀菌作用较后者强而迅 速，但不能用于脑膜炎的治疗。本品耐酸，在胃肠道吸收好，且不 受食物影响.
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青霉素 Penicillin
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来源
1928年 亚历山大·弗莱明（1881年—1955年），英国细菌学家，生物化学家，微生物 学家 金黄色球菌中的青霉菌 青霉烷能抑制病菌细胞种发酵：产黄青霉 菌
接种于固体培养基 25℃培养7~10天
青霉菌孢子培养物 接种到已灭菌的含有
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氨苄青霉素
抗菌谱与青霉素相似，对青霉素敏感的细菌效力较低，对草绿色链球菌 的抗菌作用与青霉素相仿或略强。对白喉杆菌、破伤风杆菌和放线菌其 效能基本和青霉素相同。对肠球菌及李司忒菌的作用则优于苄青霉素。 对耐药葡萄球菌及其它能产生青霉素酶的细菌均无抗菌作用。对革兰阴 性菌有效，但易产生耐药性。本品主要用于敏感菌所致的泌尿系统、呼 吸系统、胆道、肠道感染以及脑膜炎、心内膜炎等。主要用于伤寒、副 伤寒的治疗；也用于泌尿道、呼吸道感染。

三、青霉素发酵过程
• 青霉素发酵时，青霉素生产菌在合适的培养基、PH、 温度和通气搅拌等发酵条件下进行生长并合成青霉素。 • 发酵开始前，有关设备和培养基（主要是碳源、氮源、 前体和无机盐等）必须先经过灭菌，后接入种子。 • 在整个过程中，需要不断通气和搅拌，维持一定的罐 温和罐压，在发酵过程中往往要加入泡沫剂，假如酸 碱控制发酵液的PH，还需要间歇或连续的加入葡萄糖 及铵盐等化合物以补充碳源及氮源，或补进其他料液 和前体等以促进青霉素的生产。
可以用青霉素的疾病
• • • • • • • • • 1．流行性脑脊髓膜炎 2．放线菌病 3．淋病 4．奋森咽峡炎 5．莱姆病 6．多杀巴斯德菌感染 7．鼠咬热 8．李斯特菌感染 9．除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染
青霉素生产工艺过程
菌种→孢子制备→种子→发酵→提取→ 精制→成品检验→包装→分装→（应用 →跟踪→质量分析） 1．菌种的选育技术： （1）杂交育种（2）原生质体融合 （3）基因工程（4）新抗生素产生菌获得 2．菌种保藏： （1）定期移植保存法 （2）液体石蜡封藏法 （3）真空冷冻干燥保藏法 （4）液氮超低温保藏法 （5）沙土管保藏法 （6）麦皮保藏法
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四、生产原理
（1）发酵过程的工艺控制
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基质浓度：在分批发酵中，常常因为前 期基质量浓度过高，后期基质浓度低， 对生物合成酶系产生阻遏或对菌丝生长 产生抑制。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 对容易产生抑制和限制作用的基质维持 一定的最适浓度。 温度：青霉素发酵的最适温度一般认为 应在25 °C 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。
• 6.发酵过程控制：

醋酸丁酯溶媒萃取工艺与中空纤维更新液膜 提取工艺比较
新、旧2种提取工艺物料衡算比较（以日处理360 t发酵液为基准）
原料/产物
旧工艺用量/产量（t）
新工艺用量/产量（t）
发酵液
360.0
360
萃取剂损失量
13.1~16.3（醋酸丁酯） 7.0（7%DOA+30%异辛醇+煤油）
反萃液
36.0
140.0（0.5 M碳 酸钾溶液）
（4）：13~16 [4] Mahesh V, Gregory F, Charles H. Equilibria for the adsorption of antibiotics
onto neutral polymeric sorbents: Experimental and modeling studies [J]. Biotechnol Bioeng, 1995, 47: 215-226. [5] George F B. Phenoxymethyl Penicillin Manufacture: GB 833060[P]. 1960. [6] Vyas S N, Patwardhan R, Padhye V M. Ion exchangers for therecovery of penicillin from its waste [J]. Sep Sci Technol, 1980, 15(2): 111. [7]谌竞清, 于立军, 赵永欣，等. 强碱性树酯从水-正丁醇溶液中吸附青霉素G研究[J]. 化 学工程, 1999, 27 (3): 8-13. [8]朱澄云, 莫凤奎, 朱金良，等. 乳状液膜法从发酵液中提取青霉素的研究[J]. 膜科学与技 术, 2000, 20 (6): 55-57. .