青霉素生产工艺56449 ppt课件
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25℃ ,6～ 7天 25℃ ,6～ 7天 25℃ ,40～ 45h,1:2.0(v/v/min)
[种 子 培 养 ]
[发酵 ]
[冷 至 15℃ ]
— — — — — — — — — — — — — → 发 酵 罐 — — — — — — — — — — — — — → 放 罐 — — — — → 至 提 炼 部 门
6、过敏反应
可能为青霉噻唑多肽和青霉噻唑蛋白
青霉素生产工艺56449
（B）、制备工艺
1、菌种
最早的原始菌种是点青霉菌(Penicillium notatum)；
现用产黄青霉菌(Pen.chrysogenum)
按菌丝的形态分为丝状菌（黄孢子和绿孢子 ）和球状菌（绿孢子和白孢子）两种。
国内青霉素生产厂大都采用绿色丝状菌，有 的厂家用白孢子球状菌。
2）球状菌：首先由冷冻管孢子接入混合有 0.5-1.0%玉米浆的摇瓶培养原始亲米孢子 ，再接入大米茄子瓶生产大米孢子，两者 都是在25度下静置培养10天可收获。保存 在5度冰箱。种子培养：冷藏10天以内的生 产米，接入种子罐（花生饼粉、玉米胚芽 粉、葡萄糖、饴糖）28度培养50-60h，当 PH降为5.5-5.0，菌丝呈菊花团状，平均直 径在100-130微米，每毫升球菌数6万-8万 只，沉降率在85%以上，可用。接入发酵 罐。
温度、pH对其稳定性的影响
---------------------------------------------
青霉素生产工艺56449
4 降 解 反 应
青霉素生产工艺56449
5、聚合反应 氨苄青霉素在水溶液中易形成聚合 物，是氨苄青霉素过敏反应的主要 过敏原之一。
青霉素生产工艺56449
②钙、镁和钾： 青霉素的生物合成中合适的阳离子 比例以钾30%、钙20%、镁41%为宜。如镁离子少 ，钾离子多时，菌丝细胞将培养基中氮源转化成各 种氨基酸的能力强。钙离子影响细胞的生长和培养 基的pH 。
③铁离子：铁易渗入菌丝内，它对青霉素发酵有毒 害作用。发酵液中铁含量6微克/毫升时无影响；60 微克/毫升时降低产量30%；300微克/毫升时降低 产量90%。要低于30微克/ml
青霉素生产工艺56449
2、发酵工艺流程
1）丝状菌发酵工艺流程
[孢 子 培 养 ]
[孢 子 培 养 ]
[种 子 培 养 ]
砂 土 管 — → 斜 面 母 瓶 — — — — → 大 米 孢 子 — — — — → 种 子 罐 — — — — — — — — — — — — — → 繁 殖 罐
大பைடு நூலகம்茄子瓶
25℃ ,13～ 15h,1:1.5(v/v/min) 26℃ ,6～ 7天 ,1:1.0(v/v/min)
青霉素生产工艺56449
2）球状菌培养工艺流程
（亲米孢子培养）
球状菌菌种 冷冻管
亲米锥形瓶 亲米孢子
25度，6-8d
（生产米孢子培养） 大米茄子瓶
25度，8-10d
生产米孢子
种子罐培养 种子罐
青霉素生产工艺56449
控制要点：
1）加糖控制：一般残糖降至0.6%左右、pH上升后可开始 加糖。
2）补料及添加前体：丝状菌发酵于接种后8～12小时，发
酵液中残余苯乙酰胺浓度为0.05～0.08%。球状菌在 发酵10h后加入尿素、氨水和苯乙酸的混合料， 每3h加入一次，加入量视生长状况。
3）pH控制：主要通过加葡萄糖控制pH，在PH大于6.5时 可以加入硫酸铵
生产时按接种量移入种子罐（葡萄糖、玉米浆、尿 素），25℃培养40～45小时，菌丝浓度达40%以 上，按10%-15%接种量移入繁殖罐（花生饼粉、葡 萄糖）内。
经25℃培养13～15小时，菌丝体积40%以上，残糖 在1.0%左右，无菌检查合格便可作为种子，按 30%接种量移入发酵罐。
青霉素生产工艺56449
青霉素的制备
青霉素生产工艺56449
（A）、理化性质： 1、溶解性：受pH影响
游离酸：易溶于有机溶剂，难溶于水 盐：易溶于水，几乎不溶于有机溶剂，当有 机溶剂中含少量水时，溶解度增大。
2、酸碱性：有机弱酸
青霉素生产工艺56449
3、稳定性：干燥纯净的盐固体稳定；纯有机溶剂溶液稳定；遇酸
碱易分解；в-内酰胺环易为亲核或亲电试剂作用而打开失活；青霉素 的水溶液不稳定。
青霉素生产工艺56449
培养基
碳源： 提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉、天然油脂等。乳 糖能被产生菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利 条件，故为最佳碳源，但价格高，普遍使用有困 难。天然油脂如玉米油、豆油也能被缓慢利用作 为有效的碳源，但不可能大规模使用。目前生产 上用的碳源是葡萄糖母液和工业用葡萄糖。
丝状菌补糖一般在残糖降至0.6%左右、PH上升后 开始加，0.07-0.15%/次，次/h;球状菌在PH高于 6.5时开始加糖。
青霉素生产工艺56449
氮源： 提供蛋白合成原料 玉米浆。现因国内玉米浆产量少， 经调整配方以花生饼粉代替，生产 水平也可达到技术指标。目前生产 上用的氮源是花生饼粉、麸质粉玉 米胚芽粉及尿素等。
青霉素生产工艺56449
培养条件控制
产黄青霉菌分三个不同代谢时期。 ①菌丝生长繁殖期:发芽、菌丝增殖、形成脂粒
、积累藏物。 ②青霉素分泌期: 菌丝生长趋势减弱，间隙添加
葡萄糖作碳源和间隙加入花生饼粉、尿素作氮 源，并间隙加入前体，此期间球状菌pH要求 6.6～6.9，丝状菌pH要求6.2～6.4， 青霉素 分泌旺盛。 ③菌丝自溶期:
28度，50-60h，1.5v/(v*min)
种子液
发酵罐培养
发酵罐
26度，PH6.7-7.0，6-7d，0.8-1.0v/(v*min)
发酵液
青霉素生产工艺56449
3、发酵工艺要点
1）丝状菌：种子：砂土孢子接入斜面上，25℃培 养6～7天，制成悬液，接入大米茄子瓶内，经25℃ 培养6～7天，制成大米孢子，真空干燥。
青霉素生产工艺56449
前体 作为苄青霉素生物合成的前体有苯乙 酸、苯乙酰胺等。它们一部分能直接 结合到青霉素分子中。这些前体对青 霉菌都有一定的毒性，加入量不能大 于0.1%。加入硫代硫酸钠能减少它们 的毒性。
青霉素生产工艺56449
无机盐
①硫和磷:硫浓度降低时青霉素产量减少3倍，磷浓 度降低时青霉素产量减少1倍。
[种 子 培 养 ]
[发酵 ]
[冷 至 15℃ ]
— — — — — — — — — — — — — → 发 酵 罐 — — — — — — — — — — — — — → 放 罐 — — — — → 至 提 炼 部 门
6、过敏反应
可能为青霉噻唑多肽和青霉噻唑蛋白
青霉素生产工艺56449
（B）、制备工艺
1、菌种
最早的原始菌种是点青霉菌(Penicillium notatum)；
现用产黄青霉菌(Pen.chrysogenum)
按菌丝的形态分为丝状菌（黄孢子和绿孢子 ）和球状菌（绿孢子和白孢子）两种。
国内青霉素生产厂大都采用绿色丝状菌，有 的厂家用白孢子球状菌。
2）球状菌：首先由冷冻管孢子接入混合有 0.5-1.0%玉米浆的摇瓶培养原始亲米孢子 ，再接入大米茄子瓶生产大米孢子，两者 都是在25度下静置培养10天可收获。保存 在5度冰箱。种子培养：冷藏10天以内的生 产米，接入种子罐（花生饼粉、玉米胚芽 粉、葡萄糖、饴糖）28度培养50-60h，当 PH降为5.5-5.0，菌丝呈菊花团状，平均直 径在100-130微米，每毫升球菌数6万-8万 只，沉降率在85%以上，可用。接入发酵 罐。
温度、pH对其稳定性的影响
---------------------------------------------
青霉素生产工艺56449
4 降 解 反 应
青霉素生产工艺56449
5、聚合反应 氨苄青霉素在水溶液中易形成聚合 物，是氨苄青霉素过敏反应的主要 过敏原之一。
青霉素生产工艺56449
②钙、镁和钾： 青霉素的生物合成中合适的阳离子 比例以钾30%、钙20%、镁41%为宜。如镁离子少 ，钾离子多时，菌丝细胞将培养基中氮源转化成各 种氨基酸的能力强。钙离子影响细胞的生长和培养 基的pH 。
③铁离子：铁易渗入菌丝内，它对青霉素发酵有毒 害作用。发酵液中铁含量6微克/毫升时无影响；60 微克/毫升时降低产量30%；300微克/毫升时降低 产量90%。要低于30微克/ml
青霉素生产工艺56449
2、发酵工艺流程
1）丝状菌发酵工艺流程
[孢 子 培 养 ]
[孢 子 培 养 ]
[种 子 培 养 ]
砂 土 管 — → 斜 面 母 瓶 — — — — → 大 米 孢 子 — — — — → 种 子 罐 — — — — — — — — — — — — — → 繁 殖 罐
大பைடு நூலகம்茄子瓶
25℃ ,13～ 15h,1:1.5(v/v/min) 26℃ ,6～ 7天 ,1:1.0(v/v/min)
青霉素生产工艺56449
2）球状菌培养工艺流程
（亲米孢子培养）
球状菌菌种 冷冻管
亲米锥形瓶 亲米孢子
25度，6-8d
（生产米孢子培养） 大米茄子瓶
25度，8-10d
生产米孢子
种子罐培养 种子罐
青霉素生产工艺56449
控制要点：
1）加糖控制：一般残糖降至0.6%左右、pH上升后可开始 加糖。
2）补料及添加前体：丝状菌发酵于接种后8～12小时，发
酵液中残余苯乙酰胺浓度为0.05～0.08%。球状菌在 发酵10h后加入尿素、氨水和苯乙酸的混合料， 每3h加入一次，加入量视生长状况。
3）pH控制：主要通过加葡萄糖控制pH，在PH大于6.5时 可以加入硫酸铵
生产时按接种量移入种子罐（葡萄糖、玉米浆、尿 素），25℃培养40～45小时，菌丝浓度达40%以 上，按10%-15%接种量移入繁殖罐（花生饼粉、葡 萄糖）内。
经25℃培养13～15小时，菌丝体积40%以上，残糖 在1.0%左右，无菌检查合格便可作为种子，按 30%接种量移入发酵罐。
青霉素生产工艺56449
青霉素的制备
青霉素生产工艺56449
（A）、理化性质： 1、溶解性：受pH影响
游离酸：易溶于有机溶剂，难溶于水 盐：易溶于水，几乎不溶于有机溶剂，当有 机溶剂中含少量水时，溶解度增大。
2、酸碱性：有机弱酸
青霉素生产工艺56449
3、稳定性：干燥纯净的盐固体稳定；纯有机溶剂溶液稳定；遇酸
碱易分解；в-内酰胺环易为亲核或亲电试剂作用而打开失活；青霉素 的水溶液不稳定。
青霉素生产工艺56449
培养基
碳源： 提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉、天然油脂等。乳 糖能被产生菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利 条件，故为最佳碳源，但价格高，普遍使用有困 难。天然油脂如玉米油、豆油也能被缓慢利用作 为有效的碳源，但不可能大规模使用。目前生产 上用的碳源是葡萄糖母液和工业用葡萄糖。
丝状菌补糖一般在残糖降至0.6%左右、PH上升后 开始加，0.07-0.15%/次，次/h;球状菌在PH高于 6.5时开始加糖。
青霉素生产工艺56449
氮源： 提供蛋白合成原料 玉米浆。现因国内玉米浆产量少， 经调整配方以花生饼粉代替，生产 水平也可达到技术指标。目前生产 上用的氮源是花生饼粉、麸质粉玉 米胚芽粉及尿素等。
青霉素生产工艺56449
培养条件控制
产黄青霉菌分三个不同代谢时期。 ①菌丝生长繁殖期:发芽、菌丝增殖、形成脂粒
、积累藏物。 ②青霉素分泌期: 菌丝生长趋势减弱，间隙添加
葡萄糖作碳源和间隙加入花生饼粉、尿素作氮 源，并间隙加入前体，此期间球状菌pH要求 6.6～6.9，丝状菌pH要求6.2～6.4， 青霉素 分泌旺盛。 ③菌丝自溶期:
28度，50-60h，1.5v/(v*min)
种子液
发酵罐培养
发酵罐
26度，PH6.7-7.0，6-7d，0.8-1.0v/(v*min)
发酵液
青霉素生产工艺56449
3、发酵工艺要点
1）丝状菌：种子：砂土孢子接入斜面上，25℃培 养6～7天，制成悬液，接入大米茄子瓶内，经25℃ 培养6～7天，制成大米孢子，真空干燥。
青霉素生产工艺56449
前体 作为苄青霉素生物合成的前体有苯乙 酸、苯乙酰胺等。它们一部分能直接 结合到青霉素分子中。这些前体对青 霉菌都有一定的毒性，加入量不能大 于0.1%。加入硫代硫酸钠能减少它们 的毒性。
青霉素生产工艺56449
无机盐
①硫和磷:硫浓度降低时青霉素产量减少3倍，磷浓 度降低时青霉素产量减少1倍。