青霉素的生产工艺60页PPT
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青霉素的发酵生产过程
(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%。
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%。
青霉素 ppt课件
5
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
7
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。
8
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.
9
青霉素 Penicillin
1
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
6
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。
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
7
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.
9
青霉素 Penicillin
1
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
6
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。
青霉素的生产工艺PPT
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
•
四、生产原理
(1)发酵过程的工艺控制
•
•
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:
青霉素的提取工艺
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. .