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β—内酰胺抗生素青霉素素第1页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G概述1、青霉素是β—内酰胺类抗生素中的一类，青霉素G则是目前已知的8种天然青霉素中应用最好的 一种。2、青霉素G是由产黄青霉产生的一种天然产物。侧链酰基母核第2页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G概述4、青霉素G及其盐类主要用于敏感菌引起的各种急性感染，如肺炎、支气管炎、脑膜炎等。3、青霉素G的作用机制是抑制细胞壁的合成。长效西林盘尼西林第3页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G菌种选育发酵工艺分离工艺精制提纯最早使用的是点青霉菌，现在使用的是产黄青霉菌。按菌丝形态分为丝状菌和球状菌，国内采用的大都是绿色丝状菌。菌种的选育有自然选育和诱变育种两种方法。利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离，筛选排除衰退型菌株，选择维持原有生产水平的菌株的纯种选育的方法。自然选育发展方向第4页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G菌种选育自然选育优点：简单易行缺点：效率低、进展慢难以获得高产突变株诱变育种以人工诱变手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从变异体中找出产量高、性状优良的突变株，并找出其最佳培养基和最佳培养条件，使其在最适的环境条件下合成有效产物。第5页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G诱变育种菌种选育优点：速度快、收效大、方法简单是当前的一种主要方法。诱变育种步骤：1、出发菌株的选择2、处理菌悬液的制备3、诱变处理4、中间培养5、分离和筛选发酵工艺分离工艺精制提纯发展方向第6页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺工艺流程图冷冻干燥孢子孢子培养种子培养发酵培养补料消泡剂灭菌空气过滤提取第7页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺孢子制备沙土管斜面母瓶种子罐大米孢子条件控制：水分含量在10%以下，4℃冰箱保存25℃，6—7天25℃，6—7天孢子培养孢子培养第8页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺种子培养种子罐繁殖罐发酵罐一级种子培养二级种子培养27℃，40—50h25℃，10—14h种子质量要求：产生大量健壮的菌丝体，处于第3、4期第9页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺发酵培养基1、碳源：提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖等 目前生产上采用流加葡萄糖母液和工业用葡萄糖2、氮源：提供蛋白质合成原料目前生产上用的氮源是花生饼粉、麸质水和玉米粉等。后期不加无机氮源硫酸铵氨水等第10页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺发酵培养基3、无机盐：硫和磷：硫浓度降低时青霉素产量减少三倍，磷浓度降低时青霉素产量减少一倍。钙、镁、钾铁离子：铁容易渗入菌丝内，它对青霉素发酵有毒害作用第11页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺条件控制1、pH控制青霉素合成的适宜pH是6.5—6.9之间，避免超过7.0。pH降低可以通过补加氨水、碳酸钙、尿素调节pH上升，通过加糖或硫酸调节。2、温度控制产黄青霉菌的生长适宜温度是26℃—27℃，分泌青霉素的温度是20℃。因此在生产中采用变温控制，不同阶段温度不同。前期控制在25℃—26℃，后期降温控制在22℃。第12页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺条件控制3、溶氧的控制溶氧＜30%饱和度，产率急剧下降，低于10%时，会造成不可逆的损害。通气比一般在1:0.8—1.2vvm。适宜搅拌速度在150—200r/min。 4、泡沫与消沫 用油或化学合成消沫剂。第13页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G发酵工艺发酵方式发酵检测半连续发酵可以延长青霉素的合成期，提高产量。青霉素的发酵过程控制十分精细，一般2小时取样一次，测定发酵液的pH、菌浓、残糖等，发现染菌立即结束发酵，视情况放过滤提取。因为染菌后的pH值波动大，青霉素在几个小时内就会被全部破坏。菌种选育分离工艺精制提纯发展方向第14页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G分离工艺发酵液预处理加入草酸或磷酸酸化，酸化时pH控制在4—5，再加些去乳化剂如十五烷基溴化吡啶等。过滤目前采用的是转鼓式过滤、板框过滤，加助滤剂。随着高效高速萃取离心机的出现，可去掉过滤工序，直接萃取，比板框滤机除去菌丝后再提取的收率高出2—3%。第15页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G分离工艺萃取萃取剂的选取原则：对青霉素的分配系数高的有机溶剂在水中的溶解度小 不能和底物反应价格便宜，来源广可以看出：工业上通常采用醋酸丁酯和戊酯。萃取二到三次。第16页/共23页 β—内酰胺类抗生素——青霉素G分离工艺萃取条件控制：发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为1.5—2