青霉素生产工艺.pptx

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1、（A A）、理化性质：1 1、溶解性：受pHpH影响 游离酸：易溶于有机溶剂，难溶于水 盐：易溶于水，几乎不溶于有机溶剂，当有机溶剂中含少量水时，溶解度增大。2 2、酸碱性：有机弱酸第1页/共26页3 3、稳定性：干燥纯净的盐固体稳定；纯有机溶剂溶液稳定；遇酸碱易分解；-内酰胺环易为亲核或亲电试剂作用而打开失活；青霉素的水溶液不稳定。温度、pHpH对其稳定性的影响-第2页/共26页4降解反应第3页/共26页5、聚合反应 氨苄青霉素在水溶液中易形成聚合物，是氨苄青霉素过敏反应的主要过敏原之一。第4页/共26页6、过敏反应 可能为青霉噻唑多肽和青霉噻唑蛋白第5页/共26页（B B）、制备工艺1 1

2、、菌种最早的原始菌种是点青霉菌(Penicillium notatumPenicillium notatum)；现用产黄青霉菌(Pen.chrysogenumPen.chrysogenum)按菌丝的形态分为丝状菌（黄孢子和绿孢子）和球状菌（绿孢子和白孢子）两种。国内青霉素生产厂大都采用绿色丝状菌，有的厂家用白孢子球状菌。第6页/共26页2 2、发酵工艺流程1 1）丝状菌发酵工艺流程大米茄子瓶第7页/共26页2）球状菌培养工艺流程球状菌菌种 亲米孢子 生产米孢子 种子液 发酵液 （亲米孢子培养）亲米锥形瓶25度，6-8d冷冻管（生产米孢子培养）大米茄子瓶25度，8-10d种子罐培养种子罐28度，

3、50-60h，1.5v/(v*min)发酵罐培养发酵罐26度，PH6.7-7.0，6-7d，0.8-1.0v/(v*min)第8页/共26页3 3、发酵工艺要点1 1）丝状菌：种子：砂土孢子接入斜面上，2525培养6 67 7天，制成悬液，接入大米茄子瓶内，经2525培养6 67 7天，制成大米孢子，真空干燥。生产时按接种量移入种子罐（葡萄糖、玉米浆、尿素），2525培养40404545小时，菌丝浓度达40%40%以上，按10%-15%10%-15%接种量移入繁殖罐（花生饼粉、葡萄糖）内。经2525培养13131515小时，菌丝体积40%40%以上，残糖在1.0%1.0%左右，无菌检查合格便可

4、作为种子，按30%30%接种量移入发酵罐。第9页/共26页2）球状菌：首先由冷冻管孢子接入混合有0.5-1.0%玉米浆的摇瓶培养原始亲米孢子，再接入大米茄子瓶生产大米孢子，两者都是在25度下静置培养10天可收获。保存在5度冰箱。种子培养：冷藏10天以内的生产米，接入种子罐（花生饼粉、玉米胚芽粉、葡萄糖、饴糖）28度培养50-60h，当PH降为5.5-5.0，菌丝呈菊花团状，平均直径在100-130微米，每毫升球菌数6万-8万只，沉降率在85%以上，可用。接入发酵罐。第10页/共26页培养基碳源：提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉、天然油脂等。乳糖能被产生菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，

5、故为最佳碳源，但价格高，普遍使用有困难。天然油脂如玉米油、豆油也能被缓慢利用作为有效的碳源，但不可能大规模使用。目前生产上用的碳源是葡萄糖母液和工业用葡萄糖。丝状菌补糖一般在残糖降至0.6%0.6%左右、PHPH上升后开始加，0.07-0.15%/0.07-0.15%/次，次/h;/h;球状菌在PHPH高于6.56.5时开始加糖。第11页/共26页氮源：提供蛋白合成原料 玉米浆。现因国内玉米浆产量少，经调整配方以花生饼粉代替，生产水平也可达到技术指标。目前生产上用的氮源是花生饼粉、麸质粉玉米胚芽粉及尿素等。第12页/共26页前体 作为苄青霉素生物合成的前体有苯乙酸、苯乙酰胺等。它们一部分能直接

6、结合到青霉素分子中。这些前体对青霉菌都有一定的毒性，加入量不能大于0.1%0.1%。加入硫代硫酸钠能减少它们的毒性。第13页/共26页无机盐 硫和磷:硫浓度降低时青霉素产量减少3 3倍，磷浓度降低时青霉素产量减少1 1倍。钙、镁和钾：青霉素的生物合成中合适的阳离子比例以钾30%30%、钙20%20%、镁41%41%为宜。如镁离子少，钾离子多时，菌丝细胞将培养基中氮源转化成各种氨基酸的能力强。钙离子影响细胞的生长和培养基的pH pH。铁离子：铁易渗入菌丝内，它对青霉素发酵有毒害作用。发酵液中铁含量6 6微克/毫升时无影响；6060微克/毫升时降低产量30%30%；300300微克/毫升时降低产量

7、90%90%。要低于3030微克/ml/ml 第14页/共26页培养条件控制 产黄青霉菌分三个不同代谢时期。菌丝生长繁殖期:发芽、菌丝增殖、形成脂粒、积累藏物。青霉素分泌期:菌丝生长趋势减弱，间隙添加葡萄糖作碳源和间隙加入花生饼粉、尿素作氮源，并间隙加入前体，此期间球状菌pHpH要求6.66.66.96.9，丝状菌pHpH要求6.26.26.46.4，青霉素分泌旺盛。菌丝自溶期:第15页/共26页控制要点：控制要点：1 1）加糖控制：一般残糖降至0.6%0.6%左右、pHpH上升后可开始加糖。2 2）补料及添加前体：丝状菌发酵于接种后8 81212小时，发酵液中残余苯乙酰胺浓度为0.050.0

8、50.08%0.08%。球状菌在发酵10h10h后加入尿素、氨水和苯乙酸的混合料，每3h3h加入一次，加入量视生长状况。3 3）pHpH控制：主要通过加葡萄糖控制pHpH，在PHPH大于6.56.5时可以加入硫酸铵 4 4）温度控制：青霉菌生长最适温度（2727度）高于青霉素分泌的最适温度（2020度）。种子罐培养丝状和球状菌菌要求2525，发酵罐培养丝状菌要求26-24-26-24-23-2223-22、球状菌要求2626-25-25-24-24，前期罐温高于后期。第16页/共26页5 5）通气与搅拌 深层培养需通入一定量空气，并不停地搅拌以保证溶氧的浓度。试验证明，通气量0.8-1.0v/

9、v*min.0.8-1.0v/v*min.中、后期减慢转速对球状菌的生理生化代谢有利，它能提高发酵单位，并能节约能源。6 6）泡沫与消沫 用化学合成消沫剂“泡敌”等第17页/共26页4 4、提炼工艺流程工业钾盐生产工艺流程p581第18页/共26页1.1.工业钾盐生产工艺流程发酵液 一次滤液和其余发酵液 二次滤液 一次丁酯萃取液缓冲液萃取液 二次丁酯萃取液 脱色脱水液 结晶液 青霉素钾湿结晶体 洗涤后湿晶体 过筛颗粒 干燥粉末 青霉素钾成品（鼓式真空过滤）1/3-1/2发酵液10度以下 （板框过滤）10%硫酸，0.07%PPB,0.7%硅藻土，28%水PH4.5-5.0，10度以下 （一次丁酯

10、萃取）10%硫酸，1/3体积醋酸丁酯，0.1%PPBPH1.8-2.2，10度以下（缓冲液萃取）1.6%碳酸氢钠PH6.8-7.4，10度以下二次丁酯萃取，硫酸，丁酯PH1.8-2.2，10度以下脱色脱水过滤 活性炭-10度以下无菌过滤 结晶，过滤醋酸钾乙醇溶液10-20度 洗涤丁醇，醋酸乙酯过筛，制粒 真空干燥90-95度，20mmHg,8-10h凉粉40度左右第19页/共26页2.青霉素钠盐制备（共沸蒸馏结晶）发酵液 二次丁酯萃取液 脱色二次丁酯萃取液 青霉素钠盐水萃取液 结晶液 青霉素钠盐湿结晶 洗后湿结晶 干燥粉末 青霉素钠盐成品过滤，一次丁酯萃取，缓冲液萃取，二次丁酯萃取与制青霉素钾

11、盐相同脱色过滤活性炭 水萃取，0.5molNaOH溶液，10度以下 共沸蒸馏2.5倍体积丁醇PH6.4-6.8，16-26度，5-10mmHg过滤洗涤分离丁醇，乙酸乙酯 真空干燥90-95度，10mmHg,8-10h凉粉40度左右第20页/共26页5 5、提炼工艺要点1 1）发酵液预处理和过滤 放罐后，首先要冷却 目前采用鼓式过滤及板框过滤，加助滤剂。酸化时pHpH应控制得高些(pH4(pH45)5)，再加些絮凝剂如十五烷基溴代吡啶(PPB)(PPB)等,过滤。随着高效高速萃取离心机的出现，如德国WestfaliaWestfalia公司出品的倾析器(decantor)(decantor)，可革

12、去过滤工序，比用板框过滤除去菌丝后再提取的收率高出2 23%3%。第21页/共26页2 2）影响青霉素提取的主要因素 青霉素提取效果除了已选定适当的有机溶媒，破乳化剂和离心分离设备外，还与下列主要因素有关:pHpH值 一般从滤液萃取到醋酸丁酯时，pHpH选择2.02.02.52.5，而从丁酯反萃取到水相时，pHpH选择6.86.87.27.2之间。温度 要求提取在低温(10(10以下)条件下进行较为有利。在设备上要考虑用冷盐水进行冷却，以降低温度，特别是酸化岗位，温度要求更低些。第22页/共26页时间 酸化时速度应快些。碱化时速度可放慢些，因青霉素在中性下半衰期要长些，破坏要缓和些，故以能分离

13、得清为原则。萃取方式和浓缩比 萃取剂和萃取方式选择 目前生产上采用二级逆流萃取方式。浓缩比的选择也很重要，因为丁酯的用量与收率和质量都有关系。丁酯用量为滤液体积的252530%30%时，色素相对含量低，浓缩比为1.51.52.52.5倍。第23页/共26页3）精制脱色脱水：活性碳脱色；冰冻脱水法，用冷盐水降温至-18-20度，水结冰析出。青霉素钾盐结晶：青霉素丁酯二次提取液中，加入醋酸钾乙醇溶液，青霉素钾盐结晶析出。青霉素钠盐：A、从二次丁酯萃取液中直接结晶，加入醋酸钠乙醇溶液。第24页/共26页B、共沸蒸馏结晶：0.5mol/L浓度的NaOH溶液、在PH6.4-6.8下萃取，得到青霉素钠的水萃取液，浓度为15*104-25*104U/ml。然后加入2.5倍体积的丁醇，在16-26度、5-10mmHg下蒸馏，当浓缩到原来水萃取液体积时，停止蒸馏，有钠盐析出。第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页