青霉素发酵操作手册b5

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1、青霉素生产仿真使用手册北京东方仿真软件技术有限公司2008年8月目录目录1第一章背景知识31.1青霉素的发现31.2青霉素分类及分子结构31.3青霉素的单位41.4作用机理41.5青霉素的应用5第二章发酵工艺过程62.1菌种介绍62.2菌种的保藏62.3孢子的制备72.4种子制备72.5发酵培养基介绍72.6灭菌92.7发酵92.7.1发酵的过程控制92.7.2防止染菌的要点112.7.3空气系统的要求112.7.4蒸汽系统的要求12第三章提炼工艺过程133.1发酵液预处理133.2提取133.3精制153.3.1脱色和去热原质153.3.2结晶153.4成品鉴定163.5

2、成品分装17第四章操作规程184.1发酵工艺过程184.1.1正常发酵（过程）184.1.2出料184.1.3发酵过程中PH值低194.1.4发酵过程中PH值高194.1.5发酵过程中溶解氧低194.1.6残糖浓度低194.1.7发酵过程中温度高194.1.8泡沫高194.2提炼工艺过程194.2.1预处理操作194.2.2一次BA萃取操作204.2.3一次反萃取操作214.2.4二次BA萃取操作214.2.5脱色罐操作224.2.6结晶罐及抽滤、干燥操作23第五章主要操作画面255.1青霉素工艺流程界面255.2菌种介绍界面265.3孢子制备界面265.4种子制备界面27

3、5.5灭菌界面285.6培养基制备界面285.7发酵工艺操作界面295.8发酵罐操作界面295.9菌种曲线界面305.10预处理界面315.11提取流程总貌315.12一次BA萃取界面325.13精制流程总貌325.14脱色操作界面335.15结晶操作界面335.16抽滤、干燥操作界面345.17成品鉴定界面355.18成品分装界面35第六章主要工艺指标36第七章主要设备列表及仿真操作设备38第八章思考题40第一章背景知识1.1青霉素的发现1928年，英国细菌学家Fleming发现污染在培养葡萄球菌的双蝶上的一株霉菌能杀死周围的葡萄球菌。他将此霉菌分离纯化后得到的菌株经鉴定

4、为点青霉，并将这菌所产生的抗生物质命名为青霉素。1940年，英国Florey和Chain进一步研究此菌，并从培养液中制出了干燥的青霉素制品。经实验和临床试验证明，它毒性很小，并对一些革兰氏阳性菌所引起的许多疾病有卓越的疗效。1.2青霉素分类及分子结构青霉素是6－氨基青霉烷酸（6-aminopenicillanicacid,6-APA）苯乙酰衍生物。侧链基团不同，形成不同的青霉素，主要是青霉素G。工业上应用的有钠、钾、普鲁卡因、二苄基乙二胺盐。青霉素发酵液中含有5种以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V等），它们的差别仅在于侧链R基团的结构不同，其中青霉素G在医疗中用

5、得最多，它的钠或钾盐为治疗革兰氏阳性菌的首选药物，对革兰氏阴性菌也有强大的抑制作用。青霉素的结构通式可表示为1.3青霉素的单位目前国际上青霉素活性单位表示方法有两种：一是指定单位（unit）；二是活性质量（μg），最早为青霉素规定的指定单位是：50mL肉汤培养基中恰能抑制标准金葡萄菌生长的青霉素量为一个青霉素单位。在以后，证明了一个青霉素单位相当于0.6μg青霉素钠。因此青霉素的质量单位为:0.6μg青霉素钠等于1个青霉素单位。由此，1mg青霉素钠等于1670个青霉素单位(unit)。1.4作用机理已有的研究认为，青霉素的抗菌作用与抑制细胞壁的合成有关。细菌的细胞壁是一层坚

6、韧的厚膜，用以抵抗外界的压力，维持细胞的形状。细胞壁的里面是细胞膜，膜内裹着细胞质。细菌的细胞壁主要由多糖组成，也含有蛋白质和脂质。革兰氏阳性菌细胞壁的组成是肽聚糖占细胞壁干重的50％～80％（革兰氏阴性菌为1％～10％）、磷壁酸质、脂蛋白、多糖和蛋白质。其中肽聚糖是一种含有乙酰基葡萄糖胺和短肽单元的网状生物大分子，在它的生物合成中需要一种关键的酶即转肽酶。青霉素作用的部位就是这个转肽酶。现已证明青霉素内酞胺环上的高反应性肽键受到转肽酶活性部位上丝氨酸残基的羟基的亲核进攻形成了共价键，生成青霉噻唑酰基-酶复合物，从而不可逆的抑制了该酶的催化活性。通过抑制转肽酶，青霉素使细胞

7、壁的合成受到抑制，细菌的抗渗透压能力降低，引起菌体变形，破裂而死亡。1.5青霉素的应用临床应用：40多年，主要控制敏感金黄色葡糖球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌、螺旋体等引起感染，对大多数革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和某些革兰氏阴性细菌及螺旋体有抗菌作用。优点：毒性小，但由于难以分离除去青霉噻唑酸蛋白（微量可能引起过敏反应），需要皮试。各种半合成抗生素的原料：青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对阴性菌无效。氨苄青霉素耐酸广谱；对抗绿脓杆菌的磺苄青霉素，耐酸、耐酶、口服的乙氧萘青霉素等。提