项目三 青霉素的生产 第四组

青霉素的生产第四组组员:张南程敏李萍张洁武文先姜彬郭业新目录•1.霉菌的识别与青霉素菌种活化、扩大培养•2.青霉素发酵与过程监控•3.青霉素发酵产物初步分离•4.青霉素发酵液效价测定青霉素•青霉素是抗菌素的一种，是指分子中含有青霉烷、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，是由青霉菌中提炼出的抗生素。霉菌的识别•霉菌形成分枝菌丝的真菌的统称。菌落质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密，不易挑取；菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。专性寄生霉菌如锈菌、霜霉菌和白粉菌等产生的菌丝变态，它们是从菌丝上产生出来的旁枝，侵入细胞内分化成根状、指状、球状和佛手状等青霉菌菌种活化、扩大培养•菌种的扩大培养就是把保藏的菌种，即砂土管，冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化，再经过扁瓶或药瓶和种子罐，逐级扩大培养后达到一定的数量和质量的纯种培养过程。这些纯种的培养物称为种子。种子的制备过程•种子制备的过程大致可分为实验室种子制备阶段和生产车间种子制备阶段。实验室种子制备阶段是指琼脂斜面至固体培养基扩大培养（如茄子瓶斜面培养）或液体摇瓶培养；生产车间种子制备阶段是种子罐扩大培养。•实验室种子的制备•实验室种子的制备一般采用两种方式：固体孢子培养法和液体种子培养法。对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌；对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液体培养法。•••霉菌孢子的制备•霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基，培养的温度一般为25~28˚C，培养时间一般为4~14天。•液体种子制备•好氧培养：•对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于摇瓶机上恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。试管→三角瓶→摇床→种子罐。青霉菌，需要三级发酵，即孢子悬浮液→一级种子罐（27˚C,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27˚C,10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐。•••发酵工艺过程•（1）生产孢子的制备•将砂土保藏的孢子用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的培养基进行斜面培养，经传代活化。最适生长温度在25~26℃，培养6~8天，得单菌落，再传斜面，培养7天，得斜面孢子。移植到优质小米或大米固体培养基上，生长7天，25℃，制得小米孢子。•每批孢子必需进行严格摇瓶试验，测定效价及杂菌情况。•（2）种子罐和发酵罐培养工艺•种子培养要求产生大量健壮的菌丝体，因此，培养基应加入比较丰富的易利用的碳源和有机氮源。青霉素采用三级发酵•一级种子发酵：发芽罐.小罐，接入小米孢子后，孢子萌发，形成菌丝。培养基成分：葡萄糖，蔗糖，乳糖，玉米浆，碳酸钙，玉米油，消沫剂等。通无菌空气，空气流量1：3（体积比）；充分搅拌300－350r/min；40~50小时；pH自然，温度27±1℃。二级发酵罐：繁殖罐.大量繁殖。玉米浆、葡萄糖等。1：1－1.5；250－280r/min；pH自然，25±1℃；0－14h。•三级发酵罐：生产罐。花生饼粉（高温），麸质粉、玉米浆、葡萄糖，尿素，硫酸铵，硫酸钠、硫代硫酸钠，磷酸二氢钠，苯乙酰胺及消泡剂，CaCO3等。接种量为12~15%。青霉素的发酵对溶氧要求极高，偏大，通气比控制0.7~1.8；150－200r/min；要求高功率搅拌，100m3的发酵罐搅拌功率在200~300Kw，罐压控制0.04~0.05MPa，于25~26℃下培养，发酵周期在200h左右。前60h，pH5.7~6.3，后6.3~6.6；前60h为26℃，以后24℃。发酵过程控制•反复分批式发酵，100m3发酵罐，装料80m3，带放6－10次，间隔24h。带放量10％，发酵时间204h。发酵过程需连续流加补入葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。•在青霉素的生产中，让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长，而在40h后，靠低速连续补加葡萄糖和氮源等，使菌半饥饿，延长青霉素的合成期，大大提高了产量。所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种，使代谢产物积累到最大。青霉素发酵产物初步分离•1.预处理及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在pH6.2-7.2，蛋白质含量一般在0.05％-0.2％。这些蛋白质的存在对后面的提取有很大的影响，必须加以除去。除去蛋白质通常采用10％的硫酸调节pH4.5-5.0，加入0.05％（质量浓度）左右絮凝剂的方法，同时再加入0.7％硅藻土作助滤剂，再通过板框过滤机过滤，经过第二次过滤的滤液一般澄清透明，可进行萃取。•2.提取结合青霉素在各种pH下的稳定性，一般从发酵液中提取到醋酸丁酯时，pH选择在1.8-2.2范围内，从丁酯相反萃取到水相时，pH选择在6.8-7.4范围内对提取有利，生产上一般将发酵滤液酸化至pH等于2.0，加1/3体积的醋酸丁酯（简称BA）混合后以卧式离心机分离的一次BA萃取液，然后以NaHCO3在pH6.8-7.4条件下将青霉素从BA中萃取到缓冲液中，在用10％H2SO4调节pH等于2.0，将青霉素从缓冲液中再次转入BA中，得第二次BA萃取液。•3.脱色在二次BA萃取液中加入活性炭150-350/10亿单位，进行脱色，石棉过滤板过滤。青霉素发酵液效价测定•牛津杯法:通过测定抑菌圈大小估算效价•①制作金黄色葡萄球菌平板•②采用牛津杯法加入青霉菌标准液和提取液•③按金黄色葡萄球菌的培养要求对平板进行培养•④培养结束后测平板上抑菌圈大小•⑤以标准品为对照，估算效价谢谢欣赏