论青霉素类抗生素的发酵生产工艺

论青霉素类抗生素的发酵生产工艺

摘要：青霉素作为当下最普遍、效果较好的抗生素类药物，广泛被大家所接受。我们就抗生素的整体概述，青霉素的生产工艺及其发酵过程中可能出现的问题的解决方法还有宏观的经济考虑向大家进行介绍。让大家能更多一层地了解青霉素——这个为大家广泛所知而又知之胜少的抗生素。

关键词：抗生素，青霉素，发酵工艺。

一、抗生素的概述

抗生素是某些细菌、放线菌、真菌等微生物的次级代谢产物，或用化学方法合成的相同化合物或结构类似物，在低浓度下对各种病原性微生物或肿瘤细胞有强力杀灭作用或有其他药理作用的药物。名称演变：抗生素—抗菌素—抗生素。

作用

它的作用大致有五点：抗细菌感染、治疗肿瘤、抗病原虫、免疫抑制剂、刺激植物生长。

来源

生物合成（发酵）、化学合成（全合成和半合成）降低毒性、减少耐药性、改善生物利用度、扩大抗菌谱、提高治疗效果。

分类

以其化学结构分类：1青霉素类2.头孢菌素类3.磷霉素类4.万古霉素类5.利福霉素类

6.多粘菌素类

7.氨基糖甙类

8.四环素类

9.大环內酯类10.氯胺苯醇类11.林可霉素类

根据抗生素化学结构及作用机理可分为以下几类：1）β-内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有β-内酰胺环。近年来又有较大发展，如硫酶素类、单内酰环类，β-内酰酶抑制剂、甲氧青霉素类等。

2.）氨基糖甙类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉

素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。

3）四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。

4）氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。

5）大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等。

6）作用于G+细菌的其它抗生素：如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等。

7）作用于G-菌的其它抗生素：如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。

8）抗真菌抗生素：如灰黄霉素。

9）抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。

10）具有免疫抑制作用的抗生素：如环孢霉素。

三.青霉素类

青霉素类是一类重要的β-内酰胺抗生素。它们可由发酵液提取或半合成制造而得。

（1）青霉素（青霉素G）由发酵液提取。应用其不同的盐，如钠盐、钾盐、普鲁卡因青霉素、苄星青霉素等。

（2）青霉素V 由发酵液提取。

（3）抗葡萄球菌青霉素曾名耐酶青霉素或新青霉素，由半合成制取。具有耐抗金黄色葡萄球菌β-内酰胺酶的能力。常用的有苯唑西林、氯唑西林。尚有双氯西林、氟氯西林等，萘夫西林和甲氧西林（meticillin），即新青霉素Ⅰ号，国内已停产不用。

（4）氨苄西林类由半合成制取。具有抑制某些革兰阴性杆菌的作用，但对假单胞属

无效，并可为金黄色葡萄球菌β-内酰胺酶所分解。常用的有氨苄西林及其酯匹氨西林、阿莫西林等。

（5）抗假单胞菌青霉素由半合成制取。具有氨苄西林的性质，并有抗假单胞属等细菌的作用，如羧苄西林及其酯羧茚苄西林、哌拉西林、替卡西林、呋苄西林、磺苄西林和较新的苯咪唑青霉素、甲苯咪唑青霉素以及阿帕西林（apalcillin）等。

（6）美西林（氮脒青霉素）及其酯匹美西林。（7）甲氧西林类如坦莫西林（羧噻吩甲氧青霉素）。

四.头孢类抗生素的分类

1.笫一代头孢菌素

第一代头孢菌素是60年代初开始上市的。从抗菌性能来说，对第一代头孢菌素敏感的菌主要有β－溶血性链球菌和其他链球菌，包括肺炎链球菌（但肠球菌耐药），葡萄球菌（包括产酶菌株）、流感嗜血杆菌、大肠杆菌、克雷伯杆菌、奇异变形杆菌、沙门菌、志贺菌等。不同品种的头孢菌素可以有各自的抗菌特点，如头孢噻吩对革兰阳性菌的抗菌作用较优，而头孢唑林则对某些革兰阴性菌有一定作用。但是，第一代头孢菌素对革兰阴性菌的β-内酰胺酶的抵抗力较弱，因此，革兰阴性菌对本代抗生素较易耐药。第一代头孢菌素对吲哚阳性变形杆菌、枸橼酸杆菌、产气杆菌、假单胞菌、沙雷杆菌、拟杆菌、粪链球菌（头孢硫脒除外）等微生物无效。

本代抗生素中常用品种有头孢唑林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢羟氨苄、头孢克罗等。其中除头孢唑林只能供注射外，其他的均可用于口服，也称口服头孢。头孢噻吩、头孢噻啶、头孢来星、头孢乙腈、头孢匹林等均已少用或不用。

2.笫二代头孢菌素

第二代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能与第一代相近或较低，而对革兰阴性菌的作用较为优异，表现在：

（l）抗酶性能强一些革兰阴性菌（如大肠杆菌、奇异变形杆菌等）易对第一代头孢菌素耐药。第二代头孢菌素对这些耐药菌株常可有效。

（2）抗菌谱广第二代头孢菌素的抗菌谱较第一代有所扩大，对奈瑟菌、部分吲哚阳性变形杆菌、部分枸橼酸杆菌、部分肠秆菌属均有抗菌作用。

第二代头孢菌素对假单胞属（铜绿假单胞菌）、不动杆菌、沙雷杆菌、粪链球菌等无效。临床应用的第二代头孢菌素主要品种有头孢孟多、头孢西汀（美福仙），头孢呋新（西力欣），头孢克罗等。

3.笫三代头孢菌素

第三代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能普遍低于第一代（个别品种相近），对革兰阴性菌的作用较第二代头孢菌素更为优越。

（1）抗菌谱扩大第三代头孢菌素的抗菌谱比第二代又有所扩大，对铜绿假单胞菌、沙雷杆菌、不动杆菌、消化球菌、以及部分脆弱拟杆菌有效（不同品种药物的抗菌效能不尽相同）。对于粪链球菌、难辨梭状芽胞杆菌等无效。

（2）耐酶性能强对第一代或第二代头孢菌素耐药的一些革兰阴性菌株，第三代头孢菌素常可有效。

常用有：头孢哌酮（先锋必素）、头孢三嗪（罗塞秦、菌必治）、头孢噻肟钠、头孢他啶、头孢唑肟等。

4.笫四代头孢菌素

第三代头孢菌素对革兰阳性菌的作用弱，不能用于控制金黄色葡萄球菌感染。近年来发现一些新品种如头孢匹罗（Cefpirome）等，不仅具有第三代头孢菌素的抗菌性能，还对葡萄球菌有抗菌作用，称为第四代头孢菌素。

关于第一至第四代的划分不仅适用于头孢菌素，其他的一些β-内酰胺抗生素也可按此分