青霉素发酵工艺.ppt

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1、青霉素发酵工艺制作人生化制药30904班级李晓清青霉素青霉素是人类最早发现的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效几乎人人都曾领教过。它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义可以说是有口皆碑,以致于人们把青霉素的发现使用列入二十一世纪给人类生活带来巨大变化的科技贡献。青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、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，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。1929年英国学者弗莱明首先在抗生素中发现了青霉素，英国谢菲尔德大学病理学家弗洛里实现对青霉素的分离与纯化

2、，并发现其对传染病的疗效，与英国生物化学家钱恩共获1945年诺贝尔奖。青霉素分为天然的和半合成的，天然的青霉素是通过菌种发酵得到的。一、菌种青霉素最初是从点青霉素产生，生产能力很低，后来找到适于深层培养的产黄青霉菌，经一系列的诱变、杂交、育种，才得到高产的菌种。目前国内青霉素的生产菌种按菌丝的形态分为丝状菌和球状菌两种。丝状菌和球状菌对原材料和培养条件的要求有一定的差别，产生青霉素的能力也有差异。球状菌的发酵单位虽高，但对原材料和设备要求较高，且提炼收率也低于丝状菌，因此国内青霉菌生产厂大都采用绿色丝状菌。二、青霉素的工艺流程丝状菌的青霉素发酵工艺流程：沙土管→斜面母瓶（孢子培养，

3、25℃，6～7d）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，6～7d）→种子罐（种子培养，25℃，40～45h）→繁殖罐（种子培养，25℃，13～15h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐球状菌的青霉素发酵工艺流程：冷冻管→斜面母瓶（孢子培养，25℃，6～8d）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，8～10d）→种子罐（种子培养，28℃，50～60h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐三、发酵工艺过程及要点1.种子。丝状菌的生产种子是由包藏在低温的冷冻安管经甘油、葡萄糖、蛋白胨斜面移植到小米固体上，25℃培养7天，真空干燥并以这种形式保存备用。生产时它按一定的接种量移种到含有葡萄糖

4、、玉米浆、尿素为主的种子罐内，26℃培养56小时左右，菌丝浓度达6%-8%，菌丝形态正常，即按10%-15%接种量移入含有花生饼粉、葡萄糖为主的二级种子罐内，27℃培养24小时，菌丝体积10%-12%，形态正常，效价在700u/ml左右便可作为发酵种子。2.培养基成分的控制a.碳源产黄青霉菌可利用的碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等。乳糖能被生产菌缓慢利用而延长青霉素G的分泌期，故为最佳碳源，但因货源少、价格高，大量使用有困难。天然油脂如玉米油、豆油也能被缓慢利用作为有效的碳源，但也不可能达规模使用。目前生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液(DE值50%以上)进行流加。b.氮源氮源常选用玉

5、米浆、精制棉籽饼粉、麸皮，并补加无机氮源（硫酸氨、氨水或尿素）。在玉米浆中含有多种氨基酸，如精氨酸、谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸等，为菌体生长提供必要的生长因子。使用玉米浆的发酵效果最好。在发酵时，氨氮的控制在0.05%-0.08%范围内。d.无机盐加人的无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等，且用量要适度。另外,由于铁离子对青霉菌有毒害作用,必须严格控制铁离子的浓度,一般控制在30μg/ml。c.前体生物合成含有苄基基团的青霉素G,需在发酵液中加人前体。前体可用苯乙酸、苯乙酰胺,一次加入量不大于0.1%,并采用多次加入,以防止前体对青霉素的毒害。国内外青霉素发酵生产作为苄青霉素生物合

6、成的前体有苯乙酸、苯乙酰胺等。它们一部分直接结合到青霉素分子中，另一部分作养料和能源被利用，即被氧化为二氧化碳和水。这些前体物质对青霉菌都有一定的毒性，特别是苯乙酰胺毒性最大。四、发酵培养的控制a.加糖控制加糖量的控制是根据残糖量及发酵过程中的pH值确定,最好是根据排气中CO2量及O2量来控制,一般在残糖降至0.6%左右,pH值上升时开始加糖。b.补氮及加前体补氮是指加硫酸铵、氨水或尿素,使发酵液氨氮控制在O.01%-0.05%,补前体以使发酵液中残存苯乙酰胺浓度为0.05%-0.08%。‑c.pH值控制对pH值的要求视不同菌种而异,一般为pH6.4-6.8,可以补加葡萄糖来控制。

7、目前一般采用加酸或加碱控制pH值。d.温度控制前期25-26°C,后期23°C,以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。e.溶解氧的控制一般要求发酵中溶解氧量不低于饱和溶解氧的30%。通风比一般为1:0.8L/(L?min),搅拌转速在发酵各阶段应根据需要而调整。f.泡沫的控制在发酵过程中产生大量泡沫,可以用天然油脂,如豆油、玉米油等或用化学合成消泡剂"泡敌"来消泡,应当控制其用量并要少量多次加入,尤其在发酵前期不宜多用,否则会影响菌体的呼吸代谢g.发酵液质量控制生产上按