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1、青霉素生产工艺摘要：青霉素是人类最早发现的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效几乎人人都曾领教过。它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义可以说是有口皆碑,以致于人们把青霉素的发现使用列入二十一世纪给人类生活带来巨大变化的科技贡献。本文将对青霉素的生产工艺及其提取进行深入的讲解。关键词：青霉素生产工艺发酵提取一、前言青霉素又被称为青霉素G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌
2、作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。1929年英国学者弗莱明首先在抗生素中发现了青霉素，英国谢菲尔德大学病理学家弗洛里实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，与英国生物化学家钱恩共获1945年诺贝尔奖。青霉素分为天然的和半合成的，天然的青霉素是通过菌种发酵得到的。本文在简述青霉素作用的基础上，对发酵法生产青霉素的工艺流程和精制提取青霉素进行详细的讲解。二、青霉素的生物学特性青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称,由于β-内酰胺类作
3、用于细菌的细胞壁,而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。青霉素G有钾盐、钠盐之分,钾盐不仅不能直接静注,静脉滴注时,也要仔细计算钾离子量,以免注入人体形成高血钾而抑制心脏功能,造成死亡。三、青霉素生长菌青霉素最初是从点青霉素产生，生产能力很低，后来找到适于深层培养的产黄青霉菌，经一系列的诱变、杂交、育种，才得到高产的菌种。目前国内青霉素的生产菌种按菌丝的形
4、态分为丝状菌和球状菌两种。丝状菌和球状菌对原材料和培养条件的要求有一定的差别，产生青霉素的能力也有差异。球状菌的发酵单位虽高，但对原材料和设备要求较高，且提炼收率也低于丝状菌，因此国内青霉菌生产厂大都采用绿色丝状菌。5四、青霉素的发酵青霉素的发酵属于次级代谢产物发酵，发酵过程一般分为菌体生长、产物合成和菌体自溶三个阶段。在菌体生长阶段，碳源和氮源等被分解代谢，浓度明显下降，菌体进行合成代谢。随着菌体浓度的不断增加，摄氧率也不断增大，溶氧浓度不断下降。当菌体生长进入稳定期时，菌体浓度降至最小。当营养物质降到一定水平时
5、，其中某一参数可能成为菌体生长的限制性因数，使菌体生长速率减慢。同时，在大量合成菌体期间，积累了相当量的某些代谢中间体，原有酶的活力下降，出现了与次级代谢有关的酶或其酶被解除了控制，导致菌体的生理状况发生改变，发酵就从菌体生长阶段转入产物合成阶段。这个阶段一般称为菌体生长期或发酵前期。在产物合成阶段，产物的生成量逐渐增多，直至达到高峰，生产速率也达到最大，直至产物合成能力减退。在这个阶段，菌体的呼吸强度一般无显著变化，菌体物质的合成仍未停止，菌体的质量有所增加，但此时菌体细胞基本不繁殖。这个阶段的代谢变化是以碳源和
6、氮源的分解代谢和产物的合成代谢为主，碳、氢等营养物质不断被消耗，产物不断被合成。外界的环境变化很容易影响这个阶段的代谢。碳源、氮源和磷酸盐等的浓度必须控制在一定的范围内，发酵条件也要严格控制，才能促使产物不断被合成。在菌体自溶阶段，菌体开始衰老，细胞开始自溶，培养基中碳、氮含量增加，PH上升，产物合成能力衰退，生产速率下降。发酵到此必须结束，否则产物不仅受到破坏，还会因菌体自溶而给发酵液的过滤和提取带来困难。青霉素生产菌不同，发酵工业也有区别。丝状菌的青霉素发酵工艺流程：沙土管→斜面母瓶（孢子培养，25℃，6～7d
7、）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，6～7d）→种子罐（种子培养，25℃，40～45h）→繁殖罐（种子培养，25℃，13～15h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐球状菌的青霉素发酵工艺流程：冷冻管→斜面母瓶（孢子培养，25℃，6～8d）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，8～10d）→种子罐（种子培养，28℃，50～60h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐青霉素的分批发酵分为菌丝生长和产物合成两个阶段，进入合成阶段的必要条件是降低菌丝的生长速率。影响青霉素发酵产率的因素有环境和生理因素两个方面，前者包
8、括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等；后者包括菌体浓度、菌体生长速率、菌丝形态等。5菌体生长和青霉素合成最适温度并不相同，一般前阶段略高于后阶段。因此，在菌体生长阶段可以采取较高温度，以缩短生长时间，而到达产物合成阶段，应适当降低温度，以利于青霉素的合成。青霉素发酵的最适PH一般在6.5左右，由于青霉素在碱性条件下不稳定，容易发生水解，因此应尽量避
