XXXX青霉素的生產(chǎn)工藝流程

1、包頭輕工職業(yè)技術學院生物制藥的消費工藝主講人：楊紫團隊人員：張鑫、汪洋.知識目的： 掌握-內(nèi)酰胺類抗生素的理化性質(zhì) 掌握發(fā)酵消費青霉素的條件控制，及青霉素提取與精制的控制點。才干目的： 經(jīng)過實訓，熟習工業(yè)消費青霉素的工藝流程并熟習根本操作重點:掌握發(fā)酵消費青霉素的工藝流程難點:青霉素提取與精制的控制點.青霉素青霉素 又被稱為青霉素G、青霉素鈉、芐青霉素鈉、青霉素鉀、芐青霉素鉀等。青霉素是抗菌素的一種，能破壞細菌的細胞壁革蘭氏陽性菌并在細菌細胞的繁衍期起殺菌作用的一類抗生素，是第一種可以治療人類疾病的抗生素。青霉素是-內(nèi)酰胺類抗生素的典型代表。青霉素構(gòu)造.-內(nèi)酰胺類抗生素是分子中含有-內(nèi)酰胺環(huán)的

2、一類天然和半合成抗生素的總稱。.作用機制 細胞壁合成中的肽多糖合成的第三階段 肽多糖的D-丙氨酰-D-丙氨酸二肽類似物 競爭性與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，使轉(zhuǎn)肽酶不能催化多肽鏈之間的交聯(lián)。 生長中的細胞有效，靜止細胞無效 高效、平安的抗細菌感染藥物.臨床運用1臨床抗感染治療：大多數(shù)革蘭氏陽性菌和某些革蘭氏陰性細菌及螺旋體等。毒性小，但需求皮試。2各種半合成抗生素的原料： 氨芐青霉素，磺芐青霉素，乙氧萘青霉素，頭孢菌素母核。.青霉素的性質(zhì)1、穩(wěn)定性 固體青霉素鹽的穩(wěn)定性與其含水量和純度有很大的關系；2、溶解度 青霉素游離酸在水中溶解度很小，易溶于有機溶劑如醋酸乙酯、苯、氯仿、丙酮和乙醚中，而其鉀鹽、鈉鹽易溶于

3、水和甲醇，可溶于乙醇.3、降解反響： 青霉素是很不穩(wěn)定的化合物，遇酸堿或加熱易分解而失去活性，并發(fā)生分子重排。4、紫外吸收 5、過敏反響.青霉素消費菌的生物特性：產(chǎn)黃青霉：Penicilliumchrosogenum孢子:綠色和黃色菌落：平坦或皺褶，圓形青霉穗:分生孢子鏈狀深層培育菌絲：球狀和絲狀兩種。.青霉素發(fā)酵工藝1.發(fā)酵工藝流程.a最早發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生青霉素的 原始菌種是點青霉菌，消費才干 很低，不能滿足工業(yè)消費要求， 所以被淘汰。如今主要采用的的 產(chǎn)黃青霉菌。b為了提高產(chǎn)黃青霉的青霉素產(chǎn)量 運用的誘變劑如：二環(huán)氧丁烷、 甲磺酸乙酯、乙烯亞胺、亞硝酸、 X射線等。 1菌種：.2孢子制備將沙土孢

4、子先在用甘油、葡萄糖、蛋白胨組成的培育基進展斜面培育，經(jīng)傳代活化。最適生長溫度2526C，培育68天，得單菌落，再傳斜面，培育7天，制得斜面孢子。再移植到優(yōu)質(zhì)小米或大米固體培育基上，25C，相對濕度45%-50%，生長7天，制得小米孢子。孢子成熟后進展真空枯燥，低溫保管備用。.種子罐培育工藝一級種子發(fā)酵：發(fā)芽罐，孢子萌生，構(gòu)成菌絲。培育基：葡萄糖，玉米漿，碳酸鈣，玉米油 消沫劑等；接種量:200億孢子/t培育基空氣流量: 1：3m3 / m3 min；攪拌轉(zhuǎn)速:300-350r/min； pH:自然； 溫度：250.5 ； 時間: 68h。.二級種子罐：繁衍罐，大量繁衍。培育基：葡萄糖、玉米漿

5、，玉米油，消沫劑等；接種量：10；空氣流量：1:1-1.5 m3 / m3 min；攪拌轉(zhuǎn)速：250-280r/min；pH：自然；溫度：251；時間： 180-193h；.消費罐培育工藝三級罐：消費罐；培育基： 花生餅粉，葡萄糖，硫酸銨， 硫代硫酸鈉，苯乙酰胺，CaCO3, 玉米油.溫度控制適宜菌絲生長溫度普通為25C，分泌青霉素2020青霉素破壞少，周期很長。變溫控制，不同階段不同溫度。生長階段:較高溫度，縮短生長時間；消費階段適當降低溫度，以利于青霉素合成。前期控制25左右，后期降溫控制22.pH控制合成適宜pH6.46.6左右，防止超越7.0直接加酸或堿：自動控制流加葡萄糖：恒速；變速

6、，依賴pH變化快慢。pH下降：補加CaCO3、通氨、尿素或提高通 氣量pH上升：補加糖、生理酸性物質(zhì)硫酸銨、油脂 恒速補糖，用酸或堿控制方式 根據(jù)pH補糖.溶氧控制30飽和度，產(chǎn)率急劇下降；10，呵斥不可逆的損害。臨界溶氧濃度：30。通氣比：1：0.81.5 。適宜的攪拌速度:保證氣液混合，提高溶氧.各階段的供氧比較一級種子階段二級種子階段發(fā)酵階段空氣流量（m3 / m3 min）1：31:1-1.51：0.81.5攪拌轉(zhuǎn)速（ r/min ）300-350250-280150-200.菌絲生長速度與形狀、濃度發(fā)酵穩(wěn)定期，濕菌濃度可達15%20%，絲狀菌干重約3%，球狀菌干重在5%左右。在發(fā)酵中

7、后期普通每天放一次，每次放掉總發(fā)酵液的10%左右。.消沫天然油脂：玉米油前期:主間歇攪拌,少加油中期:攪拌、加油、略微降低通氣量必要時 戰(zhàn)略：少量多次。后期:盡量少加消沫劑.青霉素的發(fā)酵過程控制非常精細，普通2小時取樣一次，測定發(fā)酵液的、菌濃、殘?zhí)?、青霉素效價等目的，同樣取樣做無菌檢查，發(fā)現(xiàn)染菌立刻終了發(fā)酵，視情況過濾提取，由于染菌后動搖大，青霉素在幾個小時內(nèi)就會被全部破壞。.提煉工藝過程青霉素不穩(wěn)定，遇酸、堿、熱分解失活水溶液中不穩(wěn)定，非極性溶劑中穩(wěn)定易溶于有機溶劑，水中溶解度很小青霉素鹽很穩(wěn)定；降解產(chǎn)物具有致敏性防止降解，條件溫暖、快速。.預處置青霉素的存在部位：發(fā)酵液濃度較低：1030K

8、g/M3含有大量雜質(zhì)：菌體細胞、核酸、雜蛋白質(zhì)、細胞壁多糖等、殘留的培育基、色素、鹽離子、代謝產(chǎn)物等目的：濃縮目的產(chǎn)物，去除大部分雜質(zhì)，改動發(fā)酵液的流變學特征，利于后續(xù)的分別純化過程。預處置:發(fā)酵液加少量絮凝劑沉淀蛋白.過濾鼓式真空過濾機過濾：一次濾液：pH6.2-7.2，略渾，棕黃或綠色，蛋白質(zhì)含量0. 5-2.0%。板框式過濾機過濾：硫酸調(diào)理pH4.5-5.0，參與0.07%溴代十五烷吡啶，0.07%硅藻土為助慮劑。二次濾液：廓清透明，用于提取收率90.溶劑萃取原理：青霉素游離酸易溶于有機溶劑，而霉素鹽易溶于水。萃取劑：青霉素分配系數(shù)高的有機溶劑。工業(yè)上通常用：醋酸丁酯和醋酸戊酯。除去蛋白質(zhì)：加0.05-0.1%乳化劑PPB。萃?。?3次。.逆流萃取過程正相萃?。核峄痯H1.8-2.0，濾液：醋酸丁酯1：0.3，碟片式離心機分別濃縮1.5-2.1反相萃?。簆H6.8-7.4磷酸鹽、碳酸鹽緩沖液。把青霉素從丁酯中提取到緩沖液中。反復萃取23次，到達結(jié)晶要求。萃取條件：10下。萃取罐冷凍鹽水冷卻。.脫色1.萃取液中添加活性炭，除去色素。2.過濾，除去活性炭。.結(jié)晶直接結(jié)晶加醋酸鈉乙醇溶液反響：得到結(jié)晶鈉鹽。加醋酸鉀乙醇溶液：得到青霉素鉀鹽。薄膜蒸發(fā)工藝圖.結(jié)晶共沸蒸餾結(jié)晶萃取液，再用0.5 M NaOH萃取pH6.4-6.8下得到鈉鹽水濃縮液。加3-4倍體積丁醇，16-2