學習情境二霉菌發(fā)酵制藥課件

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥2023/10/7學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥2023/10/7學習情境二霉菌發(fā)酵制1子學習情境2.1

青霉素發(fā)酵學習情境二霉菌發(fā)酵制藥子學習情境2.1

青霉素發(fā)酵學習情境二霉菌發(fā)酵制藥2任務一抗生素概述

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥任務一抗生素概述學習情境二霉菌發(fā)酵制藥3第一節(jié)抗生素劑量表示法

效價單位：每毫升或每豪克中所含某種抗生素有效成分的多少單位：u/mg或u/ml學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第一節(jié)抗生素劑量表示法學習情境二霉菌發(fā)酵制藥4一、稀釋單位將抗生素配成溶液，逐步稀釋，抑制某標準菌株的最高稀釋度(即最小劑量)作為效價單位。二、重量單位以抗生素有效成分（生理活性成分）的重量作為抗生素的單位。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥一、稀釋單位學習情境二霉菌發(fā)酵制藥5第二節(jié)抗生素的分類

一、根據(jù)生物來源

(一）放線菌產(chǎn)生的抗生素

(二）真菌產(chǎn)生的抗生素

(三）細菌產(chǎn)生的抗生素

(四）其他生物產(chǎn)生的抗生素

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第二節(jié)抗生素的分類一、根據(jù)生物來源學習情境二霉菌發(fā)酵6二、根據(jù)作用對象(一)抗G＋（二）抗Ｇ－（三）廣譜抗生素（四）抗真菌抗生素（五）抗腫瘤抗生素（六）抗病毒抗生素（七）抗結(jié)核分支桿菌霉素學習情境二霉菌發(fā)酵制藥二、根據(jù)作用對象學習情境二霉菌發(fā)酵制藥7三、根據(jù)化學結(jié)構(gòu)（一）β－內(nèi)酰胺類抗生素（二）四環(huán)類抗生素（三）氨基糖苷類抗生素（四）大環(huán)內(nèi)酯類抗生素（五）多烯大環(huán)類抗生素（六）多肽類抗生素（七）蒽環(huán)類抗生素（八）其他類學習情境二霉菌發(fā)酵制藥三、根據(jù)化學結(jié)構(gòu)學習情境二霉菌發(fā)酵制藥8

四、根據(jù)作用機制（一）抑制細胞壁合成（二）影響細胞膜功能（三）抑制和干擾蛋白質(zhì)合成（四）抑制核酸合成（五）抑制細菌生物能作用學習情境二霉菌發(fā)酵制藥四、根據(jù)作用機制學習情境二霉菌發(fā)酵制藥9第三節(jié)

抗生素的用途

一、抗生素在醫(yī)療上的用途（一）控制細菌感染（二）治療真菌感染（三）抗腫瘤（四）抗病毒學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第三節(jié)抗生素的用途一、抗生素在醫(yī)療上的用途學習情境二霉菌10二、在農(nóng)牧業(yè)上的應用（一）防治植物病害（二）促進或抑制植物生長（三）畜牧業(yè)的應用三、食品保藏四、工業(yè)上的應用學習情境二霉菌發(fā)酵制藥二、在農(nóng)牧業(yè)上的應用學習情境二霉菌發(fā)酵制藥11任務二

抗生素工業(yè)生產(chǎn)概論

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥任務二

抗生素工業(yè)生產(chǎn)概論學習情境二霉菌發(fā)酵制藥12第一節(jié)

抗生素的生產(chǎn)方法一、微生物發(fā)酵法利用特定的微生物，在一定條件下（培養(yǎng)基、溫度、ｐＨ、通氣、攪拌）使之生長繁殖，并代謝產(chǎn)生抗生素。用適當?shù)姆椒◤陌l(fā)酵液中提取出來，并加以精制、最后獲得抗生素成品。大多數(shù)抗生素用此法制備。特點：成本低、周期長、波動大學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第一節(jié)

抗生素的生產(chǎn)方法一、微生物發(fā)酵法學習情境二霉菌發(fā)13二、化學合成法某些化學結(jié)構(gòu)明確，結(jié)構(gòu)比較簡單的，可用化學方法合成。三、半合成法發(fā)酵出來的抗生素經(jīng)化學方法改造，以獲得性能更優(yōu)良的抗生素。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥二、化學合成法學習情境二霉菌發(fā)酵制藥14第二節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素的工藝過程

工藝過程：菌種孢子制備種子制備發(fā)酵發(fā)酵液的預處理及過濾提取及精制成品檢驗成品包裝出廠檢驗

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第二節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素的工藝過程工藝過程：學習情境二霉15一、生產(chǎn)菌種合理保藏。一般保存在沙土管或冷凍于干燥管中。一般使用期為１－２年，不斷純化淘汰變異菌種。二、

孢子制備將保藏的菌種無菌操作接種到斜面固體培養(yǎng)基中，在一定溫度下培養(yǎng)數(shù)天。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥一、生產(chǎn)菌種學習情境二霉菌發(fā)酵制藥16三、種子制備目的：使孢子發(fā)芽繁殖，獲得足夠數(shù)量的菌絲體，用于發(fā)酵。搖瓶培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥三、種子制備學習情境二霉菌發(fā)酵制藥17四、

發(fā)酵接種量一般在５－２０％通氣（一般在０．３－１ｍ３／ｍ３）攪拌（攪拌功率在１－２千瓦／ｍ３）溫度（視品種而定，一般２６－３７Ｃｏ罐壓（一般為０．３－０．５ｋｇ／ｍ２）消泡（加消泡劑）補料發(fā)酵周期（大多為４－８天）

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥四、

發(fā)酵學習情境二霉菌發(fā)酵制藥18五、發(fā)酵液的預處理和過濾（一）預處理目的：沉淀發(fā)酵液中的Ｐｒ和雜質(zhì)，以增加過濾速度。（二）過濾目的：除去菌絲體學習情境二霉菌發(fā)酵制藥五、發(fā)酵液的預處理和過濾學習情境二霉菌發(fā)酵制藥19六、

提取和精制（一）提取目的：初步純化和濃縮。方法：吸附法、沉淀法、溶媒萃取法、離子交換法。（二）精制目的：進一步提純并制成產(chǎn)品方法：吸附、沉淀、溶媒萃取法、離子交換、結(jié)晶、重結(jié)晶、凝膠層析。

學習情境二霉菌發(fā)酵制藥六、

提取和精制學習情境二霉菌發(fā)酵制藥20七、

成品檢驗性狀及鑒別試驗、安全試驗、降壓試驗、熱原試驗、無菌試驗、酸堿度測定、效價測定、水分測定、混濁度測定、色澤顆粒細度測定。八、

成品分包裝學習情境二霉菌發(fā)酵制藥七、

成品檢驗學習情境二霉菌發(fā)酵制藥21第三節(jié)抗生素工業(yè)生產(chǎn)特點

一、

與一般發(fā)酵工業(yè)相比（一）菌體生長與產(chǎn)物的形成不平行（二）理論產(chǎn)量難以用物料平衡計算（三）生產(chǎn)穩(wěn)定性差學習情境二霉菌發(fā)酵制藥第三節(jié)抗生素工業(yè)生產(chǎn)特點一、

與一般發(fā)酵工業(yè)相比學習22二、與一般制藥工業(yè)相比（一）染菌問題（二）糧耗問題（三）穩(wěn)定性問題學習情境二霉菌發(fā)酵制藥二、與一般制藥工業(yè)相比學習情境二霉菌發(fā)酵制藥23任務三青霉素的生產(chǎn)學習情境二霉菌發(fā)酵制藥任務三青霉素的生產(chǎn)學習情境二霉菌發(fā)酵制藥24Ⅰ

青霉素的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)

一、天然存在的青霉素青霉素是一族化合物的總稱。分子式：R為側(cè)鏈，根據(jù)R基不同青霉素GC6H5CH2-青霉素XHOC6H4CH2-青霉素FCH3CH2CH=CHCH2-青霉素KCH3(CH2)6-雙氫青霉素FCH3(CH2)4-青霉素VC6H5OCH2-學習情境二霉菌發(fā)酵制藥Ⅰ青霉素的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)一、天然存在的青霉素分子式：學25二、青霉素的理化性質(zhì)（一）穩(wěn)定性干燥純凈的青霉素鹽很穩(wěn)定，有效期都在三年以上，并且對熱穩(wěn)定，如結(jié)晶青霉素鉀鹽在150OC加熱1.5小時效價不降低。青霉素水溶液PH=5-7較穩(wěn)定。最穩(wěn)定的PH為6-6.5。（二）溶解度青霉素本身是一種游離酸，能與堿金屬或堿土金屬及有機氨類結(jié)合成鹽類。青霉素游離酸易溶液于醇類、酮類、醚類和酯類，但在水溶液中溶解度很?。磺嗝顾剽?、鈉鹽則易溶于水和甲醇、微溶于乙醇、丙醇、丙酮、乙醚、氯仿，在醋酸丁酯或戊酯中難溶或不溶。如果有機溶劑中含有少量水分時，則青霉素G堿金屬鹽在溶劑中的溶解度就大大增加。（三）降解反應學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥26學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥27Ⅱ青霉素產(chǎn)生菌的培養(yǎng)一、青霉素產(chǎn)生菌的培養(yǎng)（一）菌體的生長發(fā)育①分生孢子的Ⅰ期；②菌絲繁殖，原生質(zhì)嗜堿性很強，有類脂肪小顆粒產(chǎn)生為Ⅱ期；③原生質(zhì)嗜堿性仍很強，形成脂肪粒，積累貯藏物為Ⅲ期；④原生質(zhì)嗜堿性很弱，脂肪粒減少，形成中、小空泡為Ⅳ期；⑤脂肪粒消失，形成大空泡為Ⅴ期；⑥細胞內(nèi)看不到顆粒，并有個別自溶細胞出現(xiàn)為Ⅵ期。其中Ⅰ～Ⅳ期稱為菌絲生長期，菌絲的濃度增加很多，但產(chǎn)生的青霉素較少，處于該時期的菌絲體適用于做發(fā)酵種子。Ⅳ～Ⅴ期是青霉素分泌期，此時菌絲體生長緩慢，并大量生產(chǎn)青霉素。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥Ⅱ青霉素產(chǎn)生菌的培養(yǎng)一、青霉素產(chǎn)生菌的培養(yǎng)學習情境二霉菌發(fā)28Ⅲ發(fā)酵工藝控制一、青霉素的發(fā)酵工藝過程（一）工藝流程學習情境二霉菌發(fā)酵制藥Ⅲ發(fā)酵工藝控制一、青霉素的發(fā)酵工藝過程學習情境二霉菌發(fā)酵29（二）工藝要點1、培養(yǎng)基碳源：葡萄糖母液和工業(yè)用葡萄糖氮源：玉米漿、花生餅粉、麩質(zhì)粉、玉米胚牙粉、尿素前體：苯乙酸、苯乙酰胺作為前體，具有毒性，任何時候濃度不能大于0.1%無機鹽：S和PCaMgK鉀30%鈣20%鎂41%鐵離子鐵離子對細胞具有毒害作用學習情境二霉菌發(fā)酵制藥（二）工藝要點學習情境二霉菌發(fā)酵制藥30（三）培養(yǎng)條件控制菌絲生長繁殖期：糖及含氮物質(zhì)被迅速利用球狀菌：菌絲發(fā)育為球狀，菌體濃度迅速增加絲狀菌：菌絲分支旺盛，菌絲濃度迅速增加青霉素分泌期：菌絲生長趨勢減弱，需添加G、花生餅粉、尿素。青霉素分泌旺盛球：PH6.6-6.9球體不可太松，也不可太緊絲：PH6.2-6.4脂肪粒消失，中小型空胞菌絲自溶期：菌體衰老走向自溶PH上升青霉素分泌下跌球：球體破裂絲：大型空胞增加并逐漸擴大自溶學習情境二霉菌發(fā)酵制藥（三）培養(yǎng)條件控制學習情境二霉菌發(fā)酵制藥311.加糖控制絲：殘?zhí)强刂圃?.6%左右，PH上升以后開始加糖。加糖控制：0-72小時0.6-0.8%72小時放罐0.8-1.0%加糖率每小時0.07-0.15%每兩小時加一次球：當Ph高于6.5，約20之后開始加糖，根據(jù)PH高低酌情。2.補料及添加前體絲：接種后8-12小時，發(fā)酵液濃度40%左右開始補料發(fā)酵單位上升至2500U/ml開始補前體，每4小時補一次使苯乙酰胺濃度為0.05-0.08%球：因發(fā)酵基礎培養(yǎng)基中沒有前體，在10小時左右開始加入尿素、氨水和苯醋酸的混合料，每3小時加一次學習情境二霉菌發(fā)酵制藥1.加糖控制學習情境二霉菌發(fā)酵制藥323.PH控制主要通過加G控制PH絲:PH6.2-6.4球：PH6.7-7.04.溫度控制青霉菌最適生長溫度高于最適分泌溫度絲和球都是變溫培養(yǎng)，且前期罐溫高于后期

絲球種子罐溫2528發(fā)酵罐溫26-24-23-2226-25-24學習情境二霉菌發(fā)酵制藥3.PH控制學習情境二霉菌發(fā)酵制藥335.通氣與攪拌通氣比為1：1.1-0.8（V/V/M）絲：種子罐轉(zhuǎn)速〉發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速球：種子罐轉(zhuǎn)速〈發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速6.泡沫與消沫過去：天然油脂如豆油、玉米油現(xiàn)在：GPEPAGE學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥34Ⅳ發(fā)酵液的預處理和過濾一、預處理：

青霉素發(fā)酵液過濾宜采用鼓式真空過濾機。因為青霉素在低溫時比較穩(wěn)定，同時細菌繁殖也較慢，可避免青霉素迅速被破壞，所以發(fā)酵液放罐后，一般要先冷卻再過濾。過濾后的濾液需經(jīng)酸處理除蛋白質(zhì)，同時加入少量PPB。由于發(fā)酵液中含有過剩的碳酸鈣，在酸化除蛋白質(zhì)時會有部分溶解，使Ca2+呈游離狀態(tài)，在酸化萃取時，遇大量SO42-形成CaSO4沉淀。因此，預處理除蛋白質(zhì)時pH值適當高些。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥35二、過濾發(fā)酵液放罐后需冷卻至10℃后，經(jīng)鼓式真空過濾機過濾。從鼓式真空過濾機得到青霉素濾液pH在6.27～7.2，蛋白質(zhì)含量一般在0.05%～0.2%。這些蛋白質(zhì)的存在對后面提取有很大影響，必須加以除去。除去蛋白質(zhì)通常采用10%硫酸調(diào)節(jié)pH4.5～5.0，加入0.05%（W/V）左右的溴代十五烷吡啶（PPB）的方法，同時再加入0.7%硅藻土作助濾劑，再通過板框過濾機過濾。經(jīng)過第二次過濾的濾液一般澄清透明，可進行萃取。學習情境二霉菌發(fā)酵制藥二、過濾學習情境二霉菌發(fā)酵制藥36Ⅴ

青霉素提煉工藝學習情境二霉菌發(fā)酵制藥Ⅴ青霉素提煉工藝學習情境二霉菌發(fā)酵制藥37萃取pH：1.8～2.2反萃取pH6.8～7.4生產(chǎn)上一般將發(fā)酵濾液酸化至pH等于2.0，加1/3體積的醋酸丁酯（簡稱BA）混合后以臥式離心機（POD機）分離得一次BA萃取液，然后以NaHCO3在pH為6.8～7.4條件下將青霉素從BA中萃取到緩沖液中，再用10%H2SO4調(diào)節(jié)pH等于2.0，將青霉素從緩沖液再次轉(zhuǎn)入到BA中（方法同前面所述），得二次BA萃取液。3、脫色

在二次BA萃取液中加入活性炭150～300g/10億單位，進行脫色，石棉過濾板過濾。4、結(jié)晶學習情境二霉菌發(fā)酵制藥學習情境二霉菌發(fā)酵制藥38思考題

1.青霉素系