霉菌发酵制药

霉菌发酵制药霉菌发酵制药第1页Edityourcompanyslogan子学习情境2.1

青霉素发酵霉菌发酵制药第2页任务一抗生素概述

霉菌发酵制药第3页第一节抗生素剂量表示法

效价单位：每毫升或每豪克中所含某种抗生素有效成份多少单位：u/mg或u/ml霉菌发酵制药第4页一、稀释单位将抗生素配成溶液，逐步稀释，抑制某标准菌株最高稀释度(即最小剂量)作为效价单位。二、重量单位以抗生素有效成份（生理活性成份）重量作为抗生素单位。霉菌发酵制药第5页第二节抗生素分类

一、依据生物起源

(一）放线菌产生抗生素

(二）真菌产生抗生素

(三）细菌产生抗生素

(四）其它生物产生抗生素

霉菌发酵制药第6页二、依据作用对象(一)抗G＋（二）抗Ｇ－（三）广谱抗生素（四）抗真菌抗生素（五）抗肿瘤抗生素（六）抗病毒抗生素（七）抗结核分支杆菌霉素霉菌发酵制药第7页三、依据化学结构（一）β－内酰胺类抗生素（二）四环类抗生素（三）氨基糖苷类抗生素（四）大环内酯类抗生素（五）多烯大环类抗生素（六）多肽类抗生素（七）蒽环类抗生素（八）其它类霉菌发酵制药第8页

四、依据作用机制（一）抑制细胞壁合成（二）影响细胞膜功效（三）抑制和干扰蛋白质合成（四）抑制核酸合成（五）抑制细菌生物能作用霉菌发酵制药第9页第三节

抗生素用途

一、抗生素在医疗上用途（一）控制细菌感染（二）治疗真菌感染（三）抗肿瘤（四）抗病毒霉菌发酵制药第10页二、在农牧业上应用（一）防治植物病害（二）促进或抑制植物生长（三）畜牧业应用三、食品保藏四、工业上应用霉菌发酵制药第11页Edityourcompanyslogan任务二

抗生素工业生产概论

霉菌发酵制药第12页第一节

抗生素生产方法一、微生物发酵法利用特定微生物，在一定条件下（培养基、温度、ｐＨ、通气、搅拌）使之生长繁殖，并代谢产生抗生素。用适当方法从发酵液中提取出来，并加以精制、最终取得抗生素成品。大多数抗生素用此法制备。特点：成本低、周期长、波动大霉菌发酵制药第13页二、化学合成法一些化学结构明确，结构比较简单，可用化学方法合成。三、半合成法发酵出来抗生素经化学方法改造，以取得性能更优良抗生素。霉菌发酵制药第14页第二节发酵法生产抗生素工艺过程

工艺过程：菌种孢子制备种子制备发酵发酵液预处理及过滤提取及精制成品检验成品包装出厂检验

霉菌发酵制药第15页一、

生产菌种合理保藏。普通保留在沙土管或冷冻于干燥管中。普通使用期为１－２年，不停纯化淘汰变异菌种。二、

孢子制备将保藏菌种无菌操作接种到斜面固体培养基中，在一定温度下培养数天。霉菌发酵制药第16页三、

种子制备目标：使孢子发芽繁殖，取得足够数量菌丝体，用于发酵。摇瓶培养种子罐培养。霉菌发酵制药第17页四、

发酵接种量普通在５－２０％通气（普通在０．３－１ｍ３／ｍ３）搅拌（搅拌功率在１－２千瓦／ｍ３）温度（视品种而定，普通２６－３７Ｃｏ罐压（普通为０．３－０．５ｋｇ／ｍ２）消泡（加消泡剂）补料发酵周期（大多为４－８天）

霉菌发酵制药第18页五、

发酵液预处理和过滤（一）预处理目标：沉淀发酵液中Ｐｒ和杂质，以增加过滤速度。（二）过滤目标：除去菌丝体霉菌发酵制药第19页六、

提取和精制（一）提取目标：初步纯化和浓缩。方法：吸附法、沉淀法、溶媒萃取法、离子交换法。（二）精制目标：深入提纯并制成产品方法：吸附、沉淀、溶媒萃取法、离子交换、结晶、重结晶、凝胶层析。

霉菌发酵制药第20页七、

成品检验性状及判别试验、安全试验、降压试验、热原试验、无菌试验、酸碱度测定、效价测定、水分测定、混浊度测定、色泽颗粒细度测定。八、

成品分包装霉菌发酵制药第21页第三节抗生素工业生产特点

一、

与普通发酵工业相比（一）菌体生长与产物形成不平行（二）理论产量难以用物料平衡计算（三）生产稳定性差霉菌发酵制药第22页二、

与普通制药工业相比（一）染菌问题（二）粮耗问题（三）稳定性问题霉菌发酵制药第23页Edityourcompanyslogan任务三

青霉素生产霉菌发酵制药第24页Ⅰ

青霉素结构及理化性质

一、天然存在青霉素青霉素是一族化合物总称。分子式：R为侧链，依据R基不一样青霉素GC6H5CH2-青霉素XHOC6H4CH2-青霉素FCH3CH2CH=CHCH2-青霉素KCH3(CH2)6-双氢青霉素FCH3(CH2)4-青霉素VC6H5OCH2-霉菌发酵制药第25页二、青霉素理化性质（一）稳定性干燥纯净青霉素盐很稳定，使用期都在三年以上，而且对热稳定，如结晶青霉素钾盐在150OC加热1.5小时效价不降低。青霉素水溶液PH=5-7较稳定。最稳定PH为6-6.5。（二）溶解度青霉素本身是一个游离酸，能与碱金属或碱土金属及有机氨类结合成盐类。青霉素游离酸易溶液于醇类、酮类、醚类和酯类，但在水溶液中溶解度很小；青霉素钾、钠盐则易溶于水和甲醇、微溶于乙醇、丙醇、丙酮、乙醚、氯仿，在醋酸丁酯或戊酯中难溶或不溶。假如有机溶剂中含有少许水分时，则青霉素G碱金属盐在溶剂中溶解度就大大增加。（三）降解反应

霉菌发酵制药第26页霉菌发酵制药第27页Ⅱ青霉素产生菌培养一、青霉素产生菌培养（一）菌体生长发育①分生孢子Ⅰ期；②菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒产生为Ⅱ期；③原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积累贮藏物为Ⅲ期；④原生质嗜碱性很弱，脂肪粒降低，形成中、小空泡为Ⅳ期；⑤脂肪粒消失，形成大空泡为Ⅴ期；⑥细胞内看不到颗粒，并有个别自溶细胞出现为Ⅵ期。其中Ⅰ～Ⅳ期称为菌丝生长久，菌丝浓度增加很多，但产生青霉素较少，处于该时期菌丝体适合用于做发酵种子。Ⅳ～Ⅴ期是青霉素分泌期，此时菌丝体生长迟缓，并大量生产青霉素。霉菌发酵制药第28页Ⅲ发酵工艺控制一、青霉素发酵工艺过程（一）工艺流程霉菌发酵制药第29页（二）工艺关键点1、培养基碳源：葡萄糖母液和工业用葡萄糖氮源：玉米浆、花生饼粉、麸质粉、玉米胚牙粉、尿素前体：苯乙酸、苯乙酰胺作为前体，含有毒性，任何时候浓度不能大于0.1%无机盐：S和PCaMgK钾30%钙20%镁41%铁离子铁离子对细胞含有毒害作用霉菌发酵制药第30页（三）培养条件控制菌丝生长繁殖期：糖及含氮物质被快速利用球状菌：菌丝发育为球状，菌体浓度快速增加丝状菌：菌丝分支旺盛，菌丝浓度快速增加青霉素分泌期：菌丝生长趋势减弱，需添加G、花生饼粉、尿素。青霉素分泌旺盛球：PH6.6-6.9球体不可太松，也不可太紧丝：PH6.2-6.4脂肪粒消失，中小型空胞菌丝自溶期：菌体衰老走向自溶PH上升青霉素分泌下跌球：球体破裂丝：大型空胞增加并逐步扩充自溶霉菌发酵制药第31页1.加糖控制丝：残糖控制在0.6%左右，PH上升以后开始加糖。加糖控制：0-72小时0.6-0.8%72小时放罐0.8-1.0%加糖率每小时0.07-0.15%每两小时加一次球：当Ph高于6.5，约20之后开始加糖，依据PH高低酌情。2.补料及添加前体丝：接种后8-12小时，发酵液浓度40%左右开始补料发酵单位上升至2500U/ml开始补前体，每4小时补一次使苯乙酰胺浓度为0.05-0.08%球：因发酵基础培养基中没有前体，在10小时左右开始加入尿素、氨水和苯醋酸混合料，每3小时加一次霉菌发酵制药第32页3.PH控制主要经过加G控制PH丝:PH6.2-6.4球：PH6.7-7.04.温度控制青霉菌最适生长温度高于最适分泌温度丝和球都是变温培养，且前期罐温高于后期

丝球种子罐温2528发酵罐温26-24-23-2226-25-24霉菌发酵制药第33页5.通气与搅拌通气比为1：1.1-0.8（V/V/M）丝：种子罐转速〉发酵罐转速球：种子罐转速〈发酵罐转速6.泡沫与消沫过去：天然油脂如豆油、玉米油现在：GPEPAGE霉菌发酵制药第34页Ⅳ发酵液预处理和过滤一、预处理：

青霉素发酵液过滤宜采取鼓式真空过滤机。因为青霉素在低温时比较稳定，同时细菌繁殖也较慢，可防止青霉素快速被破坏，所以发酵液放罐后，普通要先冷却再过滤。过滤后滤液需经酸处理除蛋白质，同时加入少许PPB。因为发酵液中含有过剩碳酸钙，在酸化除蛋白质时会有个别溶解，使Ca2+呈游离状态，在酸化萃取时，遇大量SO42-形成CaSO4沉淀。所以，预处理除蛋白质时pH值适当高些。霉菌发酵制药第35页二、过滤发酵液放罐后需冷却至10℃后，经鼓式真空过滤机过滤。从鼓式真空过滤机得到青霉素滤液pH在6.27～7.2，蛋白质含量普通在0.05%～0.2%。这些蛋白质存在对后面提取有很大影响，必须加以除去。除去蛋白质通常采取10%硫酸调整pH4.5～5.0，加入0.05%（W/V）左右溴代十五烷吡啶（PPB）方法，同时再加入0.7%硅藻土作助滤剂，再经过板框过滤机过滤。经过第二次过滤滤液普通澄清透明，可进行萃取。霉菌发酵制药第36页

Ⅴ

青霉素提炼工艺霉菌发酵制药第37页萃取pH：1.8～2.2反萃取pH6.8～7.4生产上普通将发酵滤液酸化至pH等于2.0，加1/3体积醋酸丁酯（简称BA）混合后以卧式离心机（POD机）分离得一次BA萃取液，然后以NaHCO3在pH为6.8～7.4条件下将青霉素从BA中萃取到缓冲液中，再用10%H2SO4调整pH等于2.0，将青霉素从缓冲液再次转入到BA中（方法同前面所述），得二次BA萃取液。3、脱色

在二次BA萃取液中加入活性炭150～300g/10亿单位，进行脱色，石棉过滤板过滤。4、结晶霉菌发酵制药第38页思索题

1.青霉素系列产品有何特征？写出主要化学反应。2.简述以下基础概念：发酵单位、效价、发酵总亿单位、发酵指数、基持转化率3.青霉素产生菌是什么？其生