β—內酰胺類抗生素——青霉素G青霉素Gβ—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G概述1、青霉素是β—內酰胺類抗生素中的一類，青霉素G則是目前已知的8種天然青霉素中應用最好的一種。2、青霉素G是由產黃青霉產生的一種天然產物。側鏈酰基母核β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——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的作用機制是抑制細胞壁的合成。長效西林盤尼西林β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G菌種選育發酵工藝分離工藝精制提純最早使用的是點青霉菌，現在使用的是產黃青霉菌。按菌絲形態分為絲狀菌和球狀菌，國內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生自發突變的原理，通過分離，篩選排除衰退型菌株，選擇維持原有生產水平的菌株的純種選育的方法。自然選育發展方向β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G菌種選育自然選育優點：簡單易行缺點：效率低、進展慢難以獲得高產突變株誘變育種以人工誘變手段誘發微生物基因突變，改變遺傳結構和功能，通過篩選，從變異體中找出產量高、性狀優良的突變株，并找出其最佳培養基和最佳培養條件，使其在最適的環境條件下合成有效產物。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G誘變育種菌種選育優點：速度快、收效大、方法簡單是當前的一種主要方法。誘變育種步驟：1、出發菌株的選擇2、處理菌懸液的制備3、誘變處理4、中間培養5、分離和篩選發酵工藝分離工藝精制提純發展方向β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝工藝流程圖冷凍干燥孢子孢子培養種子培養發酵培養補料消泡劑滅菌空氣過濾提取β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發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天孢子培養孢子培養β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝種子培養種子罐繁殖罐發酵罐一級種子培養二級種子培養27℃，40—50h25℃，10—14h種子質量要求：產生大量健壯的菌絲體，處于第3、4期β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝發酵培養基1、碳源：提供能量如乳糖、蔗糖、葡萄糖等目前生產上采用流加葡萄糖母液和工業用葡萄糖2、氮源：提供蛋白質合成原料目前生產上用的氮源是花生餅粉、麩質水和玉米粉等。后期不加無機氮源硫酸銨氨水等β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝發酵培養基3、無機鹽：硫和磷：硫濃度降低時青霉素產量減少三倍，磷濃度降低時青霉素產量減少一倍。鈣、鎂、鉀鐵離子：鐵容易滲入菌絲內，它對青霉素發酵有毒害作用β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝條件控制1、pH控制青霉素合成的適宜pH是6.5—6.9之間，避免超過7.0。pH降低可以通過補加氨水、碳酸鈣、尿素調節pH上升，通過加糖或硫酸調節。2、溫度控制產黃青霉菌的生長適宜溫度是26℃—27℃，分泌青霉素的溫度是20℃。因此在生產中采用變溫控制，不同階段溫度不同。前期控制在25℃—26℃，后期降溫控制在22℃。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝條件控制3、溶氧的控制溶氧＜30%飽和度，產率急劇下降，低于10%時，會造成不可逆的損害。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合成消沫劑。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發酵工藝發酵方式發酵檢測半連續發酵可以延長青霉素的合成期，提高產量。青霉素的發酵過程控制十分精細，一般2小時取樣一次，測定發酵液的pH、菌濃、殘糖等，發現染菌立即結束發酵，視情況放過濾提取。因為染菌后的pH值波動大，青霉素在幾個小時內就會被全部破壞。菌種選育分離工藝精制提純發展方向β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝發酵液預處理加入草酸或磷酸酸化，酸化時pH控制在4—5，再加些去乳化劑如十五烷基溴化吡啶等。過濾目前采用的是轉鼓式過濾、板框過濾，加助濾劑。隨著高效高速萃取離心機的出現，可去掉過濾工序，直接萃取，比板框濾機除去菌絲后再提取的收率高出2—3%。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝萃取萃取劑的選取原則：對青霉素的分配系數高的有機溶劑在水中的溶解度小不能和底物反應價格便宜，來源廣可以看出：工業上通常采用醋酸丁酯和戊酯。萃取二到三次。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G分離工藝萃取條件控制：發酵濾液與乙酸丁酯的體積比為1.5—2.1:1，即一次濃縮倍數為1.5—2.1.從乙酸丁酯反萃到水相時，PH選擇6.8—7.4.為避免pH波動。采用硫酸鹽、碳酸鹽緩沖液進行反萃。水相與溶劑比例為1:3—4.幾次萃取后，濃縮十倍，接近結晶要求菌種選育發酵工藝精制純化發展方向β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G精制純化結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，乙酸乙酯頂洗過篩后顆粒顆粒機做顆粒過篩干粉90—95℃熱水，740mm汞柱以上真空烘烤8—10小時成品涼至40℃左右結晶分離洗滌制顆粒真空干燥涼粉β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發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，菌株遺傳性能穩定基因工程選育：林俊等人通過此方法得到的菌株能力提升317%。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G發展方向發酵工藝改進培養基調整：張民用藥用培養基作為有機氮源進行青霉素發酵，水平顯著提高。種子罐工藝:張曉川等[3v]通過優化青霉素二級發酵中種子罐的攪拌工藝和通氣工藝,縮短了50%的移種時間發酵罐工藝：杜文雙等[30l研究發現攪拌速度及通氣量對青霉的生長及青霉素的產生會造成影響。β—內酰胺抗生素青霉素素Gβ—內酰胺類抗生素——青霉素G小結青霉素的發酵工藝是重點，主要包括孢子培養、種子培養、發酵培養、過濾、萃取、脫色、精制等過程。在發酵培養中溫度、pH、溶氧量的控制起著決定發酵結