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青霉素及其发酵生产工艺引言青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素，被广泛用于治疗多种细菌感染。
它具有杀菌作用，对多种革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌都有抑制作用。
青霉素是由真菌属于青霉菌制造的，具体的发酵工艺可以实现其大规模生产。
青霉素的来源青霉素最早是由苏格兰科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现的。
弗莱明在实验中发现，一种称为青霉菌的真菌能够抑制细菌的生长。
经过进一步研究，他发现这种真菌产生的抑菌物质就是青霉素。
青霉素的结构和作用机制青霉素的化学结构非常复杂，由一个由螺旋形的β-内酰胺环和一个侧链组成。
这个结构决定了青霉素具有抗菌活性。
青霉素能够与细菌的细胞壁合成酶结合，抑制酶的活性，从而破坏细菌细胞壁的合成，导致细菌死亡。
青霉素的发酵生产工艺青霉素的发酵生产工艺是指通过培养和发酵青霉菌来产生大量的青霉素。
以下是一般的青霉素发酵生产工艺的步骤：1.接种培养基：将青霉菌接种到培养基中，培养基中包含有利于青霉菌生长和产生青霉素的营养物质。
2.培养和发酵：将接种后的培养基放入发酵罐中，并控制合适的温度和pH值。
同时，对培养物进行搅拌和通气，以促进青霉菌的生长和代谢产物的产生。
3.青霉素提取：经过一定时间的发酵后，青霉素会在培养物中积累。
将培养物经过离心等方法分离，然后使用适当的溶剂进行提取。
4.杂质去除：从培养物中提取的青霉素溶液中会含有一些杂质，需要通过过滤、萃取和洗涤等步骤进行去除。
5.结晶和纯化：经过杂质去除后的青霉素溶液会进行结晶，通过进一步的洗涤和纯化步骤，最终得到纯度较高的青霉素产品。
青霉素发酵工艺的优化为了提高青霉素的产量和质量，科研人员对青霉素发酵工艺进行了不断的优化。
以下是一些常用的优化方法：1.营养物质优化：根据青霉菌的营养需求，优化发酵培养基中的碳源、氮源和矿物质等成分，以提高青霉素的产量。
2.发酵条件控制：优化发酵罐的温度、pH值和氧气供给等条件，使青霉菌处于最适宜的生长状态，从而增加青霉素的产量。
2017年第36卷第6期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2275·化 工 进展青霉素废菌渣微波水解制备复合氨基酸及应用张蒙蒙1，赵风清1，2（1河北科技大学化学与制药工程学院，河北 石家庄 050018；2河北省固体废弃物工程技术研究中心，河北石家庄 050018）摘要：青霉素废菌渣是制药工业青霉素发酵工序产生的固体废弃物，处理不当会导致环境污染、危及生态。
本文以废菌渣为原料，在碱性条件下，采用微波水解方法得到复合氨基酸。
将其作为石膏缓凝剂，可以实现废菌渣的安全、高附加值利用。
在单因素实验的基础上，以碱浓度、料液比、反应时间、反应温度为考察因素，采用正交实验法确定最佳工艺条件为：碱浓度0.04mol/L ，料液比1∶4，微波水解时间10min ，温度85℃。
借助氨基酸分析仪分析了水解产物的化学组成，利用红外光谱、扫描电镜等手段对缓凝作用（石膏体系）机理进行了分析研究。
结果表明：水解物主要是赖氨酸、酪氨酸、半胱氨酸等氨基酸的混合物，其中氨基和羧基官能团参与了钙的配位，形成了钙的复合氨基酸/小肽螯合物，从而延缓了石膏的溶解、水化和结晶过程，使凝结时间延长。
关键词：废菌渣；石膏缓凝剂；微波；蛋白质；水解；复合氨基酸；肽中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）06–2275–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.044Preparation and application of mixed amino acids from waste penicillinmycelium by microwave hydrolysisZHANG Mengmeng 1，ZHAO Fengqing 1，2（1College of Chemical and Pharmaceutical Engineering Hebei University of Science & Technology ，Shijiazhuang 050018，Hebei ，China ；2Hebei Engineering Research Center of Solid Wastes Utilization ，Shijiazhuang 050018，Hebei ，China ）Abstract ：Waste penicillin mycelium （WPM ） is solid waste from the fermentation process of penicillin in pharmaceutical industry ，which will result in air pollution and threaten the ecological environment. WPM was treated by microwave hydrolysis in alkali condition to produce mixed amino acids ，which can be used for gypsum retarder to realize safe utilization of WPM. Based on the single factor experiment ，four factors were selected for orthogonal experiment ：alkali concentration ，solid-liquid ratio ，treatment time ，and temperature. The optimal conditions for the hydrolysis process were obtained ：alkali concentration 0.04mol/L ，solid-liquid ratio 1∶4，reaction time 10min ，and at 85℃. Chemical composition of the product was analyzed using high speed amino acid analyzer. The retarding mechanism for desulphurization gypsum was investigated using FTIR and SEM. The results showed that the retarder contained amino acids such as lysine ，tyrosine ，and cysteine ，etc. The amino and carboxyl group in the retarder chelated with calcium ion ，forming mixed amino acids/small peptides complexes ，which delayed dissolution ，hydration and crystallization of gypsum crystals ，thereby prolonging the setting time of gypsum paste. Key words ：mycelium residue ；gypsum retarder ；microwave ；protein ；hydrolysis ；mixed amino acids ；petptide第一作者：张蒙蒙（1992—），女，硕士研究生。
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·86·2017年第15期文章编号：2095－6835（2017）15－0086－02我国抗生素菌渣处置现状及建议杨帆1，张莲2（1.宁夏大学资源环境学院，宁夏银川750021；2.银川市实验中学，宁夏银川750001）摘要：中国作为一个抗生素原料药生产大国，产生的菌渣不仅量大、处理难，而且是危险废物，带来的环境污染和健康问题成为了各制药企业必须解决的一大难题。
抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等，如果处置不当极易对生态环境以及人体健康造成危害。
简要总结了抗生素菌渣无害化处理现状，阐述了生产石膏缓凝剂、可降解生物薄膜、饲料、能源等资源化利用的进展，以提高抗生素危废菌渣的无害化处理及资源化利用效率。
关键词：抗生素菌渣；无害化处理；危险废物；营养物质中图分类号：X787文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.15.0861国内抗生素菌渣的来源据统计，我国每年生产的抗生素约248000t，达70多种，约占全世界总产量的70%，生产1t抗生素会带来10t 左右的新鲜菌渣，每年的菌渣产生量约2.0×106t。
2国内抗生素菌渣处置与利用现状2.1焚烧与填埋由于菌渣含水率极高，需要耗费大量的能源，还会造成大量营养物质流失。
抗生素菌渣属于危险废物，需采用特殊的方式进行焚烧，每焚烧1t菌渣的成本大约为3000元，不仅处理费是一笔极重的负担，且对设备的要求高，排放氮氧化物、二噁英等有害气体，易造成二次污染。
将抗生素菌渣采用填埋方式处置时，必须在危险废物安全填埋场进行安全填埋。
但这种处理方式不仅会占用大量土地，菌渣填埋后还会继续腐败、液化，形成大量的渗滤液，处理不当极有可能污染地下水。
因此，极少有垃圾填埋场愿意接收这些废物，且后期处理工作繁重，维护成本较高。
2.2生产饲料添加剂或肥料由于菌渣中残留有重金属、多环芳烃及抗生素降解产物，生产饲料或肥料尚需更全面、可靠的安全性分析。
青霉素菌渣理化特性及其资源化利用研究现状作者：付丽佳来源：《科学与财富》2016年第03期摘要：青霉素菌渣是青霉素发酵工艺中产生的残余固体废弃物，如果不加处理会对环境造成污染。
随着人们环保意识的增强和科学技术的发展，许多工业废弃物都得到了综合利用。
本文对青霉素菌渣理化特性及其资源化利用研究现状进行综述。
关键词：青霉素菌渣；特性；现状青霉素又被称为青霉素G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钾等。
青霉素是抗菌素的一种，是指分子中含有青霉烷、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，是由青霉菌中提炼出的抗生素。
青霉素菌渣是青霉素发酵工艺中产生的残余固体废弃物，如果不加处理会对环境造成污染。
青霉素菌渣具有易腐败、不稳定、有恶臭等特点，长期贮存还会导致菌体自溶，造成严重的环境污染。
抗生素菌渣产生量大、含水率高、成分复杂并且含有微生物的各种有毒代谢产物，处理较难。
进入新世纪以来，中国的经济发展取得了巨大的成就，但是我们的环境也遭受到了前所未有的破坏。
随着人们环保意识的增强和科学技术的发展，许多工业废弃物都得到了综合利用。
本文对青霉素菌渣理化特性及其资源化利用研究现状进行综述。
1 青霉素菌渣基本性质1.1 青霉素菌渣的来源青霉素是青霉菌在发酵代谢过程中产生的次级代谢产物。
青霉素生产过程中所产生的固体废弃物即为青霉素菌渣。
1.2 青霉素菌渣的理化性质青霉素菌渣具有易腐败、不稳定、有恶臭等特点。
青霉素菌渣含水率高、成分复杂，含有大量的菌体蛋白，菌渣中C、O质量分数分别达到40%和30%以上，而且含有微生物的各种有毒代谢产物等。
1.3 青霉素菌渣的危害青霉素用于抑制病原微生物的生长，青霉素菌渣含有抗生素及其代谢产物，不进行任何处理直接作为饲料，会导致畜禽对抗生素产生耐药性；同时，沿食物链传递到人，会引起人群过敏反应甚至致癌、致畸。
各种抗生素菌渣进入环境后，会产生大量耐药菌，严重威胁人类健康。
1.4 青霉素残留检测青霉素类药物残留的检测方法主要有生物测定法（PD法和TYC法等）、化学分析法（Benedict法和HPLC法）和酶联免疫检查法（SNAP法）。
青霉素发酵操作手册B5北京东方仿真软件技术有限公司2019年8月目录目录 . ......................................................................... . (1)第一章背景知识 . ......................................................................... . (3)1.1 青霉素的发现 ........................................................................... .. (3)1.2青霉素分类及分子结构 . ......................................................................... (3)1.3青霉素的单位 . ......................................................................... . (4)1.4作用机理 . ......................................................................... (4)1.5青霉素的应用 . ......................................................................... . (5)第二章发酵工艺过程 . ......................................................................... .. (6)2.1 菌种介绍 ........................................................................... . (6)2.2 菌种的保藏 ........................................................................... (6)2.3 孢子的制备 ........................................................................... (7)2.4 种子制备 ........................................................................... . (7)2.5 发酵培养基介绍 ........................................................................... . (7)2.6 灭菌 ........................................................................... (9)2.7 发酵 ........................................................................... (9)2.7.1发酵的过程控制 . ......................................................................... .. (9)2.7.2防止染菌的要点 . ......................................................................... (11)2.7.3空气系统的要求 . ......................................................................... (11)2.7.4蒸汽系统的要求 . ......................................................................... (12)第三章提炼工艺过程 . ......................................................................... (13)3.1发酵液预处理 . ......................................................................... .. (13)3.2提取 . ......................................................................... (13)3.3精制 . ......................................................................... (15)3.3.1 脱色和去热原质 . ......................................................................... . (15)3.3.2 结晶 ........................................................................... . (15)3.4成品鉴定 . ......................................................................... . (16)3.5成品分装 . ......................................................................... . (17)第四章操作规程 . ......................................................................... . (18)4.1发酵工艺过程 . ......................................................................... .. (18)4.1.1正常发酵（过程） . ....................................................................... (18)4.1.2出料 ........................................................................... .. (18)4.1.3发酵过程中PH 值低 . ......................................................................... .. (19)4.1.4发酵过程中PH 值高 . ......................................................................... .. (19)4.1.5发酵过程中溶解氧低 . ......................................................................... (19)4.1.6残糖浓度低............................................................................ .. (19)4.1.7发酵过程中温度高 . ......................................................................... . (19)4.1.8泡沫高 ........................................................................... . (19)4.2提炼工艺过程 . ......................................................................... .. (19)4.2.1预处理操作............................................................................ .. (19)4.2.2一次BA 萃取操作............................................................................ . (20)4.2.3一次反萃取操作............................................................................ (21)4.2.4二次BA 萃取操作............................................................................ . (21)4.2.5脱色罐操作............................................................................ .. (22)4.2.6结晶罐及抽滤、干燥操作 . ......................................................................... . (23)第五章主要操作画面 . ......................................................................... .. (25)5.1青霉素工艺流程界面 . ......................................................................... .. (25)5.2菌种介绍界面 . ......................................................................... .. (26)5.3孢子制备界面 . ......................................................................... .. (26)5.4种子制备界面 . ......................................................................... .. (27)5.5灭菌界面 . ......................................................................... . (28)5.6培养基制备界面 . ......................................................................... . (28)5.7发酵工艺操作界面 . ......................................................................... (29)5.8发酵罐操作界面 . ......................................................................... . (29)5.9菌种曲线界面 . ......................................................................... .. (30)5.10预处理界面 . ......................................................................... . (31)5.11提取流程总貌 . ......................................................................... (31)5.12一次BA 萃取界面 . ......................................................................... (32)5.13精制流程总貌 . ......................................................................... (32)5.14脱色操作界面 . ......................................................................... (33)5.15结晶操作界面 . ......................................................................... (33)5.16抽滤、干燥操作界面 . ......................................................................... (34)5.17成品鉴定界面 . ......................................................................... (34)5.18成品分装界面 . ......................................................................... (35)第六章主要工艺指标 . ......................................................................... .. (36)第七章主要设备列表及仿真操作设备 ........................................................................... (38)第八章思考题 . ......................................................................... .. (40)第一章背景知识1.1 青霉素的发现1928年，英国细菌学家Fleming 发现污染在培养葡萄球菌的双蝶上的一株霉菌能杀死周围的葡萄球菌。
青霉素的工艺流程青霉素是一种广泛应用于临床治疗的抗生素，它是由真菌青霉（Penicillium）属中的青霉菌（Penicillium notatum）等产生的。
下面将介绍一种青霉素的工艺流程。
青霉素的工艺流程主要包括菌种的培养和发酵、发酵液的处理和提取、提取物的纯化以及最终制剂的制备。
首先，要选用高产青霉菌菌株并将其进行保存。
青霉菌菌株的保存通常采用冷冻干燥保存。
将菌株培养于适宜的培养基中，然后进行冷冻干燥和密封保存。
接着是菌种的培养和发酵。
将保存好的青霉菌菌株接种到合适的液体培养基中，如糖蛋白培养基。
并经过适当的培养条件，如温度、pH值和搅拌速度来培养和发酵。
培养过程需保持适宜的氧气供应和养分供应，通过青霉菌的代谢产生青霉素。
发酵液的处理和提取是制备青霉素的重要环节。
首先，将发酵液进行离心，得到菌体和菌液两部分。
随后，通过调整菌体的pH值和温度，使其吸附菌液中的青霉素。
然后将菌体和菌液分离，过滤掉菌体，获得含有青霉素的菌液。
提取物的纯化是将菌液中的青霉素进行纯化和浓缩。
首先，将菌液经过酸碱调节，使其中的青霉素形成不溶于水的结晶，然后通过过滤、洗涤和干燥等步骤，获得青霉素的结晶产物。
最后经过结晶的最小处理和纯化，可以得到较纯的青霉素。
最终，通过青霉素的结晶产物可以进行后续的制剂制备。
首先，将纯的青霉素与适宜的药剂进行混合，如葡萄糖或明胶等，形成相应的制剂。
然后将制剂进行干燥和包装，制成最终的青霉素制剂。
在整个青霉素的工艺流程中，关键的环节包括菌种的培养和发酵、发酵液的处理和提取以及提取物的纯化。
每个环节都需要严格控制操作条件，确保生产出优质的青霉素制剂。
青霉素是一种重要的抗生素，它的工艺流程不仅有助于提高其产量和质量，同时也为其在临床应用中提供了可靠的备选药物。
通过不断的优化和改进，相信青霉素的工艺流程将进一步完善，为人类的健康事业做出更大的贡献。
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发酵工艺学综合性实验：青霉素的发酵一、目的与要求通过实验，以具体的青霉素发酵生产工艺流程为例，掌握发酵原理，掌握种子制备、发酵过程控制、与发酵相关参数的检测，掌握效价测定方法，为学生提供理论联系实际的机会。
二、材料和用品菌种：产黄青霉、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌仪器：灭菌锅、培养箱、超净工作台、大三角瓶、烘箱、水浴锅三、实验内容（一）、发酵过程控制1.培养基配制培养基的组成（％）：PDA培养基。
2．培养基的分装及其灭菌将配好的培养基分装到250mL摇瓶中，每瓶100mL，最后将培养基置于121℃灭菌20min。
3．接种将已经活化的斜面种子（产黄青霉）接种到摇瓶中30℃摇床中培养。
4．观察和取样观察发酵过程中是否存在异常情况，如发酵液颜色、气味等是否异常等情况。
每12h取样一次，每次10mL左右。
4．培养时间及镜检一般培养需要3-4d左右，然后利用镜检来检测发酵过程是否染菌。
（二）、发酵过程中生理生化指标的检测1.利用称重法测定生长曲线将每批次的样品（5-10mL）离心后称重，测得不同时间菌体的质量，以时间为横坐标，质量为纵坐标，得到曲线。
2.测糖利用DNS法，测定每批次的样品（5-10mL）离心后的发酵液的还原糖的含量，以时间为横坐标，含量为纵坐标，得到曲线。
（三）、青霉素效价测定（利用抑菌圈的实验方法测定青霉素效价）1.培养基配制LB培养基2.指示菌的培养选取指示菌金黄色葡萄球菌、枯草杆菌接种到灭过菌的液体培养基中，在300C左右培养24-36h。
3.抑菌试验步骤a.取0.2mL培养好的指示菌于平皿中，每种菌做2-3个平行样。
b.用涂棒将指示菌在平皿中涂布均匀。
c.用打孔器在涂布均匀的平皿中央打孔。
d.取0.1mL不同时间取样的发酵液于孔中。
e.最后将平皿放置于300C左右培养箱中培养并观察。
四、实验结果分析1.绘制生长曲线（即干重-t曲线）。
；2.绘制残糖变化曲线；3.绘制青霉素效价（透明圈直径表示）变化曲线测定菌体干重（3学时）一、实验目的学会测定菌体干重的方法。
