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青霉素的提取工艺

青霉素(Benzylpenicillin/Penicillin）又被称为青霉素G、peillinG、盘尼西林、配尼西林、

青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。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.青霉素类抗生素是β—内酰胺类中一大类抗生素的总称。

（图1。青霉素分子式）

化学特性

青霉素又称盐酸巴氨西林。其化学名为1-乙氧甲酰乙氧6—〔D（—)-2—氨基—2-乙酰

氨基〕青霉烷酸盐酸盐。是一种有机酸,性质稳定，难溶于水。可与金属离子或有机碱结合

成盐,临床常用的有钠盐、钾盐.

青霉素盐如青霉素钾或钠盐为白色结晶性粉末，无臭或微有特异性臭，有引湿性。干燥

品性质稳定，可在室温保存数年而不失效，且耐热.遇酸、碱、重金属离子及氧化剂等即迅

速失效。极易溶于水，微溶于乙醇，不溶于脂肪油或液状石蜡.其水溶液极不稳定，在室温

中效价很快降低10%,水溶液pH为5。5～7。5.

青霉素价格较为便宜，因而也证明了生产并提取青霉素是有着较为成熟的工业方法的。

(图2青霉素的售价）

青霉素的提纯

青霉素提纯工艺流程简图:

（图3）

因为青霉素水溶液不稳定,故发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止

降解。在提炼过程中要遵循下面三个原则：

错误!时间短错误!温度低错误!pH适中

1。预处理

发酵结束后，目标产物存在于发酵液中,浓度较低，只有10－30kg/m3，并且含有大量

杂质，如高价无机离子（Ca,Mg，Fe离子）,菌丝,未用完的培养基，易污染杂菌，产生菌的

代谢产物，蛋白质等。因此必须对其进行的预处理，其目的在于浓缩目的产物，去除大部分

杂质,利于后续的分离纯化过程，是进行分离纯化的第一个工序。

2.过滤

发酵液在萃取之前需预处理，可在发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白（比如明矾），或者调

解发酵液pH至蛋白质的等电点以沉淀蛋白，然后经真空转鼓过滤(以负压作过滤推动力）或

板框过滤（浮液用泵送入滤机的每个密闭的滤室,在工作压力的作用下，滤液透过滤膜或其

它滤材，经出液口排出，滤渣则留在框内形成滤饼，从而达到固液分离目的），除掉菌丝体

及部分蛋白.青霉素在常温下易降解,因而发酵液及滤液应冷至10℃以下，过滤收率一般

90％左右。

（1）菌丝体粗长10µm，采用鼓式真空过滤机过滤，滤渣形成紧密饼状，容易从滤布

上刮下.滤液pH6。27-7。2，蛋白质含量0。05—0.2%.需要进一步除去蛋白质。

（2）改善过滤和除去蛋白质的措施：硫酸调节pH4.5-5.0，加入0.07%溴代十五烷吡啶

PPB,0。7％硅藻土为助滤剂.再通过板框式过滤机。滤液澄清透明，进行萃取。

3.萃取

青霉素的提取采用溶媒萃取法。这是利用抗生素在不同的pH值条件下以不同的化学

状态(游离态酸或盐)存在时,在水及水互不相溶的溶媒中溶解度不同的特性，使抗生素从一种

液相（如发酵滤液）转移到另一种液相（如有机溶媒）中去，以达到浓缩和提纯的目的。青

霉素分子结构中有一个酸性基团(羧基），青霉素的pKa=2．75，所以将青霉素G的水溶液酸

化至pH2．0左右，青霉素即成游离酸.这种青霉素酸在水中溶解度很小，但易溶于醇类、酮

类、醚类和酯类，利用这一特性，工业上可用溶媒萃取法从发酵液中分离并提纯青霉素。

在酸性条件下青霉素转入有机溶媒中,调节pH至2。0左右,再转入中性水相，反复几次萃取，

即可提纯浓缩.选择对青霉素分配系数高的有机溶剂.工业上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取2

－3次。从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pH选择1.8-2.0，从乙酸丁酯反萃到水相时，pH选择

6。8—7.4.发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为1.5-2。1，即一次浓缩倍数为1.5—2.1。为了避

免pH波动，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。发酵液与溶剂比例为3－4。几次萃取后,

浓缩10倍，浓度几乎达到结晶要求.萃取总收率在85％左右。

所得滤液多采用二次萃取，用10%硫酸调pH2。0～3。0,加入醋酸丁酯,用量为滤