β-內(nèi)酰胺抗生素青霉素素

β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G青霉素Gβ—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G概述1、青霉素是β—內(nèi)酰胺類抗生素中的一類，青霉素G則是目前已知的8種天然青霉素中應(yīng)用最好的一種。2、青霉素G是由產(chǎn)黃青霉產(chǎn)生的一種天然產(chǎn)物。側(cè)鏈?；负甩隆獌?nèi)酰胺類抗生素——青霉素G概述4、青霉素G及其鹽類主要用于敏感菌引起的各種急性感染，如肺炎、支氣管炎、腦膜炎等。3、青霉素G的作用機(jī)制是抑制細(xì)胞壁的合成。長(zhǎng)效西林盤尼西林β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G菌種選育發(fā)酵工藝分離工藝精制提純最早使用的是點(diǎn)青霉菌，現(xiàn)在使用的是產(chǎn)黃青霉菌。按菌絲形態(tài)分為絲狀菌和球狀菌，國(guó)內(nèi)采用的大都是綠色絲狀菌。菌種的選育有自然選育和誘變育種兩種方法。利用微生物在一定條件下產(chǎn)生自發(fā)突變的原理，通過(guò)分離，篩選排除衰退型菌株，選擇維持原有生產(chǎn)水平的菌株的純種選育的方法。自然選育發(fā)展方向β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G菌種選育自然選育優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行缺點(diǎn)：效率低、進(jìn)展慢難以獲得高產(chǎn)突變株誘變育種以人工誘變手段誘發(fā)微生物基因突變，改變遺傳結(jié)構(gòu)和功能，通過(guò)篩選，從變異體中找出產(chǎn)量高、性狀優(yōu)良的突變株，并找出其最佳培養(yǎng)基和最佳培養(yǎng)條件，使其在最適的環(huán)境條件下合成有效產(chǎn)物。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G誘變育種菌種選育優(yōu)點(diǎn)：速度快、收效大、方法簡(jiǎn)單是當(dāng)前的一種主要方法。誘變育種步驟：1、出發(fā)菌株的選擇2、處理菌懸液的制備3、誘變處理4、中間培養(yǎng)5、分離和篩選發(fā)酵工藝分離工藝精制提純發(fā)展方向β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝工藝流程圖冷凍干燥孢子孢子培養(yǎng)種子培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)補(bǔ)料消泡劑滅菌空氣過(guò)濾提取β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝孢子制備沙土管斜面母瓶種子罐大米孢子條件控制：水分含量在10%以下，4℃冰箱保存25℃，6—7天25℃，6—7天孢子培養(yǎng)孢子培養(yǎng)β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝種子培養(yǎng)種子罐繁殖罐發(fā)酵罐一級(jí)種子培養(yǎng)二級(jí)種子培養(yǎng)27℃，40—50h25℃，10—14h種子質(zhì)量要求：產(chǎn)生大量健壯的菌絲體，處于第3、4期β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝發(fā)酵培養(yǎng)基1、碳源：提供能量如乳糖、蔗糖、葡萄糖等目前生產(chǎn)上采用流加葡萄糖母液和工業(yè)用葡萄糖2、氮源：提供蛋白質(zhì)合成原料目前生產(chǎn)上用的氮源是花生餅粉、麩質(zhì)水和玉米粉等。后期不加無(wú)機(jī)氮源硫酸銨氨水等β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝發(fā)酵培養(yǎng)基3、無(wú)機(jī)鹽：硫和磷：硫濃度降低時(shí)青霉素產(chǎn)量減少三倍，磷濃度降低時(shí)青霉素產(chǎn)量減少一倍。鈣、鎂、鉀鐵離子：鐵容易滲入菌絲內(nèi)，它對(duì)青霉素發(fā)酵有毒害作用β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝條件控制1、pH控制青霉素合成的適宜pH是6.5—6.9之間，避免超過(guò)7.0。pH降低可以通過(guò)補(bǔ)加氨水、碳酸鈣、尿素調(diào)節(jié)pH上升，通過(guò)加糖或硫酸調(diào)節(jié)。2、溫度控制產(chǎn)黃青霉菌的生長(zhǎng)適宜溫度是26℃—27℃，分泌青霉素的溫度是20℃。因此在生產(chǎn)中采用變溫控制，不同階段溫度不同。前期控制在25℃—26℃，后期降溫控制在22℃。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝條件控制3、溶氧的控制溶氧＜30%飽和度，產(chǎn)率急劇下降，低于10%時(shí)，會(huì)造成不可逆的損害。通氣比一般在1:0.8—1.2vvm。適宜攪拌速度在150—200r/min。4、泡沫與消沫用油或化學(xué)合成消沫劑。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)酵工藝發(fā)酵方式發(fā)酵檢測(cè)半連續(xù)發(fā)酵可以延長(zhǎng)青霉素的合成期，提高產(chǎn)量。青霉素的發(fā)酵過(guò)程控制十分精細(xì)，一般2小時(shí)取樣一次，測(cè)定發(fā)酵液的pH、菌濃、殘?zhí)堑?，發(fā)現(xiàn)染菌立即結(jié)束發(fā)酵，視情況放過(guò)濾提取。因?yàn)槿揪蟮膒H值波動(dòng)大，青霉素在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就會(huì)被全部破壞。菌種選育分離工藝精制提純發(fā)展方向β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝發(fā)酵液預(yù)處理加入草酸或磷酸酸化，酸化時(shí)pH控制在4—5，再加些去乳化劑如十五烷基溴化吡啶等。過(guò)濾目前采用的是轉(zhuǎn)鼓式過(guò)濾、板框過(guò)濾，加助濾劑。隨著高效高速萃取離心機(jī)的出現(xiàn)，可去掉過(guò)濾工序，直接萃取，比板框?yàn)V機(jī)除去菌絲后再提取的收率高出2—3%。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝萃取萃取劑的選取原則：對(duì)青霉素的分配系數(shù)高的有機(jī)溶劑在水中的溶解度小不能和底物反應(yīng)價(jià)格便宜，來(lái)源廣可以看出：工業(yè)上通常采用醋酸丁酯和戊酯。萃取二到三次。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝萃取條件控制：發(fā)酵濾液與乙酸丁酯的體積比為1.5—2.1:1，即一次濃縮倍數(shù)為1.5—2.1.從乙酸丁酯反萃到水相時(shí)，PH選擇6.8—7.4.為避免pH波動(dòng)。采用硫酸鹽、碳酸鹽緩沖液進(jìn)行反萃。水相與溶劑比例為1:3—4.幾次萃取后，濃縮十倍，接近結(jié)晶要求菌種選育發(fā)酵工藝精制純化發(fā)展方向β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G精制純化結(jié)晶液工藝流程青霉素鉀鹽濕晶體KAC-C2H5OH溶液，0—20℃，攪拌2分鐘洗滌后濕晶體靜止30分鐘后甩慮，丁醇洗兩次，乙酸乙酯頂洗過(guò)篩后顆粒顆粒機(jī)做顆粒過(guò)篩干粉90—95℃熱水，740mm汞柱以上真空烘烤8—10小時(shí)成品涼至40℃左右結(jié)晶分離洗滌制顆粒真空干燥涼粉β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)展方向菌種選育離子注入誘變選育：突變頻率高、突變譜廣、死亡率低、正突變率高、所選菌株性狀穩(wěn)定微波誘變育種：誘變菌株能力提升2倍以上，菌株遺傳性能穩(wěn)定基因工程選育：林俊等人通過(guò)此方法得到的菌株能力提升317%。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G發(fā)展方向發(fā)酵工藝改進(jìn)培養(yǎng)基調(diào)整：張民用藥用培養(yǎng)基作為有機(jī)氮源進(jìn)行青霉素發(fā)酵，水平顯著提高。種子罐工藝:張曉川等[3v]通過(guò)優(yōu)化青霉素二級(jí)發(fā)酵中種子罐的攪拌工藝和通氣工藝,縮短了50%的移種時(shí)間發(fā)酵罐工藝：杜文雙等[30l研究發(fā)現(xiàn)攪拌速度及通氣量對(duì)青霉的生長(zhǎng)及青霉素的產(chǎn)生會(huì)造成影響。β—內(nèi)酰胺類抗生素——青霉素G小結(jié)青霉素的發(fā)酵工藝是重點(diǎn)，主要包括孢子培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)、過(guò)濾、萃取、脫色、精