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1、青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝1.青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝 菌種菌種 發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝流程流程 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 發(fā)發(fā)酵培養(yǎng)控制酵培養(yǎng)控制 提取精制提取精制 2.青霉素青霉素類類抗生素抗生素青霉素青霉素(Penicillin)又稱又稱盤盤尼西林，是人尼西林，是人類發(fā)現(xiàn)類發(fā)現(xiàn)的的第一種抗生素，也是目前全球第一種抗生素，也是目前全球銷銷量最大的抗生素。量最大的抗生素。青霉素是青霉素是-內(nèi)內(nèi)酰酰胺胺類類抗生素中的一抗生素中的一類類，是分子中，是分子中含有青霉含有青霉烷烷、能破壞、能破壞細(xì)細(xì)菌菌細(xì)細(xì)胞壁并在胞壁并在細(xì)細(xì)菌菌細(xì)細(xì)胞的胞的系列生系列生長長期起期起殺殺菌作用的一菌作用的一類類抗

2、生素?？股?。一種高效、低毒、一種高效、低毒、臨臨床床應(yīng)應(yīng)用廣泛的重要抗生素。用廣泛的重要抗生素。它的研制成功大大增它的研制成功大大增強強了人了人類類抵抗抵抗細(xì)細(xì)菌性感染的菌性感染的能力，能力，帶動帶動了抗生素家族的了抗生素家族的誕誕生。生。3.青霉素的化學(xué)青霉素的化學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 青霉素是青霉素是-內(nèi)內(nèi)酰酰胺胺類類抗生素中的一抗生素中的一類類，具有，具有-內(nèi)內(nèi)酰酰胺胺環(huán)結(jié)環(huán)結(jié)構(gòu)；是分子中含構(gòu)；是分子中含有有青霉素母核（青霉素母核（青霉青霉烷烷）的多種化合物）的多種化合物的的總總稱。稱。分子分子結(jié)結(jié)構(gòu)球棍模型構(gòu)球棍模型-內(nèi)內(nèi)酰酰胺胺環(huán)環(huán)6-氨基青霉氨基青霉烷烷酸酸4.青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵生酵生產(chǎn)產(chǎn)工

3、工藝藝5.青霉素制青霉素制備備的一般流程的一般流程圖圖菌種菌種孢孢子制子制備備種子制種子制備備發(fā)發(fā)酵酵發(fā)發(fā)酵液酵液預(yù)處預(yù)處理及種子加理及種子加濾濾提取及精制提取及精制成品成品檢驗檢驗成品包裝成品包裝前體前體發(fā)發(fā)酵酵階階段段提取精制提取精制6.菌種菌種 目前國內(nèi)青霉素生目前國內(nèi)青霉素生產(chǎn)產(chǎn)菌按其在深菌按其在深層層培培養(yǎng)中菌養(yǎng)中菌絲絲的形的形態(tài)態(tài)分分為絲為絲狀菌和球狀菌兩種，狀菌和球狀菌兩種，根據(jù)根據(jù)絲絲狀菌狀菌產(chǎn)產(chǎn)生生孢孢子的子的顏顏色又分色又分為為黃黃孢孢子子絲絲狀菌和狀菌和綠孢綠孢子子絲絲狀菌，常用菌種狀菌，常用菌種為綠孢為綠孢子子絲絲狀菌，如狀菌，如產(chǎn)產(chǎn)黃青霉素黃青霉素。7.菌種菌種 青霉

4、素最初生青霉素最初生產(chǎn)產(chǎn)菌菌為為音符型青霉菌，生音符型青霉菌，生產(chǎn)產(chǎn)能力能力僅為僅為幾十個幾十個單單位，不能位，不能滿滿足工足工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)需要。后來需要。后來發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)適合深適合深層層培養(yǎng)的新菌種培養(yǎng)的新菌種產(chǎn)產(chǎn)黃青霉，生黃青霉，生產(chǎn)產(chǎn)能力能力100U/ml100U/ml，經(jīng)經(jīng)不斷不斷誘變選誘變選育，目前平均生育，目前平均生產(chǎn)產(chǎn)能力能力66000-66000-70000U/ml70000U/ml，國，國際際最高生最高生產(chǎn)產(chǎn)能力已超能力已超100000U/ml100000U/ml。8.青霉素青霉素產(chǎn)產(chǎn)生菌的生生菌的生長過長過程程分生分生孢孢子子發(fā)發(fā)芽期芽期菌菌絲絲繁殖期繁殖期脂肪粒形成期脂肪粒形

5、成期脂肪粒減少，小空脂肪粒減少，小空孢孢大空大空孢孢自溶自溶菌菌絲絲生生長長期期青霉素分泌期青霉素分泌期菌菌絲絲自溶期自溶期9.14期期為為菌菌絲絲生生長長期，期，3期的菌體適宜期的菌體適宜為為種種子。子。45期期為為生生產(chǎn)產(chǎn)期，生期，生產(chǎn)產(chǎn)能力最能力最強強，通，通過過工工程措施，延程措施，延長長此期，此期，獲獲得高得高產(chǎn)產(chǎn)。在第六期到來之前在第六期到來之前結(jié)結(jié)束束發(fā)發(fā)酵。酵。10.青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵酵過過程中的代程中的代謝變謝變化分化分為為菌體生菌體生長長、青霉、青霉素合成和菌體自溶素合成和菌體自溶三個三個階階段。段。菌體生菌體生長階長階段段：發(fā)發(fā)酵培養(yǎng)基接種后生酵培養(yǎng)基接種后生產(chǎn)產(chǎn)菌在合菌

6、在合適的適的環(huán)環(huán)境中境中經(jīng)過經(jīng)過短短時間時間的適的適應(yīng)應(yīng)，即開始，即開始發(fā)發(fā)育、育、生生長長和繁殖，直至達(dá)到菌體的和繁殖，直至達(dá)到菌體的臨臨界界濃濃度。度。青霉素合成青霉素合成階階段段：這這個個階階段主要合成青霉素，段主要合成青霉素，青霉素的生青霉素的生產(chǎn)產(chǎn)速率達(dá)到最大，并一直速率達(dá)到最大，并一直維維持到青持到青霉素合成能力衰退。在霉素合成能力衰退。在這這個個階階段，菌體重量有段，菌體重量有所增加，但所增加，但產(chǎn)產(chǎn)生菌的呼吸生菌的呼吸強強度一般無度一般無顯顯著著變變化?；?。菌體自溶菌體自溶階階段段：這這個個階階段菌體衰老，段菌體衰老，細(xì)細(xì)胞開始胞開始自溶，合成青霉素能力衰退，青霉素生自溶，合成

7、青霉素能力衰退，青霉素生產(chǎn)產(chǎn)速率速率下降，氨基氮增加，下降，氨基氮增加，PHPH上升。上升。11.絲絲狀菌三狀菌三級級發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝流程流程冷冷凍凍管（管（25C25C，孢孢子培養(yǎng)，子培養(yǎng)，7 7天）天）斜面母瓶斜面母瓶（25C25C，孢孢子培養(yǎng)，子培養(yǎng)，7 7天）天）大米大米孢孢子（子（26C26C，種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)56h56h）一一級級種子培養(yǎng)液（種子培養(yǎng)液（27C27C，種，種子培養(yǎng)，子培養(yǎng)，24h24h）二二級級種子培養(yǎng)液（種子培養(yǎng)液（2726C,2726C,發(fā)發(fā)酵酵,7,7天）天）發(fā)發(fā)酵液。酵液。12.青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵酵過過程程青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵酵時時，青霉素生，青霉素生產(chǎn)產(chǎn)菌

8、在菌在合適的培養(yǎng)基、合適的培養(yǎng)基、PHPH、溫度和通氣溫度和通氣攪攪拌拌等等發(fā)發(fā)酵條件下酵條件下進(jìn)進(jìn)行生行生長長并合成青霉素。并合成青霉素。發(fā)發(fā)酵開始前，有關(guān)酵開始前，有關(guān)設(shè)備設(shè)備和培養(yǎng)基（主要是碳源、氮源、和培養(yǎng)基（主要是碳源、氮源、前體和無機前體和無機鹽鹽等）必等）必須須先先經(jīng)過經(jīng)過滅滅菌菌，后接入種子。，后接入種子。在整個在整個過過程中，需要不斷通氣和程中，需要不斷通氣和攪攪拌，拌，維維持一定的罐持一定的罐溫和罐溫和罐壓壓，在，在發(fā)發(fā)酵酵過過程中往往要加入程中往往要加入泡沫泡沫劑劑，假如酸，假如酸堿控制堿控制發(fā)發(fā)酵液的酵液的PHPH，還還需要需要間間歇或歇或連續(xù)連續(xù)的加入葡萄糖的加入葡萄

9、糖及及銨鹽銨鹽等化合物以等化合物以補補充充碳源及氮源碳源及氮源，或，或補進(jìn)補進(jìn)其他料液其他料液和前體等以促和前體等以促進(jìn)進(jìn)青霉素的生青霉素的生產(chǎn)產(chǎn)。13.青霉素的青霉素的發(fā)發(fā)酵酵發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制：控制：1.基基質(zhì)濃質(zhì)濃度度 2.培養(yǎng)基成分的控制培養(yǎng)基成分的控制 3.溫度溫度 4.pH 值值、溶氧、溶氧 5.菌菌絲絲狀狀態(tài)態(tài) 6.泡沫的控制泡沫的控制14.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制 1.基基質(zhì)濃質(zhì)濃度度：在在發(fā)發(fā)酵酵過過程中，常常因程中，常常因為為前期基前期基質(zhì)質(zhì)量量濃濃度度過過高，高，對對生物合成生物合成酶酶系系產(chǎn)產(chǎn)生阻遏或生阻遏或?qū)z絲生生長產(chǎn)長產(chǎn)生生抑制（如葡萄糖的阻遏和抑制抑制（

10、如葡萄糖的阻遏和抑制,苯乙酸的生苯乙酸的生長長抑抑制）制）,而后期基而后期基質(zhì)濃質(zhì)濃度低限制了菌度低限制了菌絲絲生生長長和和產(chǎn)產(chǎn)物合物合成成。所以，所以，在青霉素在青霉素發(fā)發(fā)酵中通常采用酵中通常采用補補料分批操料分批操作法作法，以，以維維持一定的最適持一定的最適濃濃度度。15.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制2.培養(yǎng)基成分的控制培養(yǎng)基成分的控制:A.碳源：碳源：發(fā)發(fā)酵中常用乳酸或葡萄糖。酵中常用乳酸或葡萄糖。乳糖最乳糖最為為便宜，但因便宜，但因貨貨源源較較少，很多國家采用葡少，很多國家采用葡萄糖代替。但當(dāng)葡萄糖萄糖代替。但當(dāng)葡萄糖濃濃度超度超過過一定限度一定限度時時，會，會過過分加速菌體的呼吸，以至培

11、養(yǎng)基中的溶解氧不能分加速菌體的呼吸，以至培養(yǎng)基中的溶解氧不能滿滿足需要，使一些中足需要，使一些中間間代代謝謝物不能完全氧化而物不能完全氧化而積積累在累在菌體或培養(yǎng)基中，菌體或培養(yǎng)基中，導(dǎo)導(dǎo)致致pH下降，影響某些下降，影響某些酶酶的活性，的活性，從而抑制微生物的生從而抑制微生物的生長長和和產(chǎn)產(chǎn)物的合成。物的合成。目前普遍采用淀粉的目前普遍采用淀粉的酶酶水解水解產(chǎn)產(chǎn)物，葡萄糖化液流物，葡萄糖化液流加，以降低成本。加，以降低成本。16.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制B.氮源：氮源：主要有機氮源主要有機氮源為為玉米玉米漿漿、棉籽、棉籽餅餅粉、花粉、花生生餅餅粉、酵母粉、蛋白粉、酵母粉、蛋白胨胨等。等。玉米玉

12、米漿為較漿為較理想的氮源，含固體量少，有利理想的氮源，含固體量少，有利于通氣及氧的于通氣及氧的傳遞傳遞，因而利用率，因而利用率較較高。高。有機氮源有機氮源還還可以提供一部分有機磷，供菌體可以提供一部分有機磷，供菌體生生長長。無機氮如硝酸。無機氮如硝酸鹽鹽、尿素、硫酸、尿素、硫酸銨銨等可適量等可適量使用。使用。17.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制C.無機無機鹽鹽：碳酸碳酸鈣鈣用來中和用來中和發(fā)發(fā)酵酵過過程中程中產(chǎn)產(chǎn)生的生的雜雜酸，并控制酸，并控制發(fā)發(fā)酵酵液的液的pH值值 為為菌體提供菌體提供營營養(yǎng)的無機磷源一般采用磷酸二養(yǎng)的無機磷源一般采用磷酸二氫鉀氫鉀。另外加入硫代硫酸另外加入硫代硫酸鈉鈉或硫酸或硫

13、酸鈉鈉以提供青霉素分子中所以提供青霉素分子中所需的硫。需的硫。鐵鐵離子離子對對青霉素有毒害作用，青霉素有毒害作用，應(yīng)嚴(yán)應(yīng)嚴(yán)格控制格控制發(fā)發(fā)酵液中酵液中鐵鐵含量在含量在30ug/mL以下。以下?，F(xiàn)現(xiàn)在在還還有一些工廠采用有一些工廠采用鐵鐵罐罐發(fā)發(fā)酵，酵，在在發(fā)發(fā)酵酵過過程中程中鐵鐵離子便逐離子便逐漸進(jìn)漸進(jìn)入入發(fā)發(fā)酵液；酵液；發(fā)發(fā)酵酵時間時間愈愈長長，則鐵則鐵離子愈多。離子愈多。鐵鐵離子在離子在50g/ml以上便會影響青霉素的以上便會影響青霉素的合成。所以青霉素的合成。所以青霉素的發(fā)發(fā)酵罐采用不酵罐采用不銹鋼銹鋼制造制造為為宜。宜。18.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制D.前體：前體：前體的加入是青霉素前

14、體的加入是青霉素發(fā)發(fā)酵的關(guān)酵的關(guān)鍵問題鍵問題之一。之一。添加苯乙酸或者苯乙添加苯乙酸或者苯乙酰酰胺，可以借胺，可以借酰?；D(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的作用，移的作用，將苯乙酸將苯乙酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入青霉素分子，提高青霉素入青霉素分子，提高青霉素G的生的生產(chǎn)產(chǎn)強強度。度。但苯乙酸但苯乙酸對發(fā)對發(fā)酵有影響，一般以苯乙酵有影響，一般以苯乙酰酰胺胺較較好。好。也有采用苯乙酸月桂醇也有采用苯乙酸月桂醇酯酯，其，其優(yōu)優(yōu)點是在點是在發(fā)發(fā)酵中月桂醇酵中月桂醇酯酯水解，苯乙酸水解，苯乙酸結(jié)結(jié)合合進(jìn)進(jìn)青霉素成品。而月桂酸作青霉素成品。而月桂酸作為細(xì)為細(xì)菌菌營營養(yǎng)養(yǎng)劑劑及及發(fā)發(fā)酵液消沫酵液消沫劑劑，且其毒性比苯乙酸小，但價格，且其毒性比苯乙酸

15、小，但價格較貴較貴。前體要在前體要在發(fā)發(fā)酵開始酵開始20h后加入，并在整個后加入，并在整個發(fā)發(fā)酵酵過過程中程中控制在控制在50g/ml左右。前體用量大于左右。前體用量大于0.1%時時，青霉素的生，青霉素的生物合成均下降。所以一般物合成均下降。所以一般發(fā)發(fā)酵液中前體酵液中前體濃濃度以始度以始終維終維持在持在0.1%為為宜。宜。19.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制3.溫度溫度：青霉素青霉素發(fā)發(fā)酵的最適溫度隨所用菌株的不同可酵的最適溫度隨所用菌株的不同可能稍有差能稍有差別別,但一般但一般認(rèn)為應(yīng)認(rèn)為應(yīng)在在25 C 左右。溫度左右。溫度過過高將明高將明顯顯降低降低發(fā)發(fā)酵酵產(chǎn)產(chǎn)率率,同同時時增加葡萄糖的增加葡萄

16、糖的維維持持消耗消耗,降低葡萄糖至青霉素的降低葡萄糖至青霉素的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率?；省z絲生生長長和青霉素合成來和青霉素合成來說說,最適溫度不是一最適溫度不是一樣樣的的,一般一般前者略高于后者前者略高于后者,故有的故有的發(fā)發(fā)酵酵過過程在菌程在菌絲絲生生長階長階段段采用采用較較高的溫度，以高的溫度，以縮縮短生短生長時間長時間,到達(dá)生到達(dá)生產(chǎn)階產(chǎn)階段段后便適當(dāng)降低溫度后便適當(dāng)降低溫度,以利于青霉素的合成。以利于青霉素的合成。20.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制4.pH 值值、溶氧、溶氧：pHpH值值：青霉素：青霉素發(fā)發(fā)酵的最適酵的最適pH pH 值值一般一般認(rèn)為認(rèn)為在在6.87.2 左右左右,應(yīng)應(yīng)盡量避

17、免盡量避免 pH pH 值值超超過過7.07.0。因。因為為青霉素在堿性條件青霉素在堿性條件下不下不穩(wěn)穩(wěn)定定,容易加速其水解。容易加速其水解。溶氧溶氧:對對于好氧的青霉素于好氧的青霉素發(fā)發(fā)酵來酵來說說,溶氧溶氧濃濃度是影響度是影響發(fā)發(fā)酵酵過過程的一個重要因素。當(dāng)溶氧程的一個重要因素。當(dāng)溶氧濃濃度降到度降到30%30%飽飽和度以下和度以下時時,青霉素青霉素產(chǎn)產(chǎn)率急率急劇劇下降下降,低于低于10%10%飽飽和度和度時時,則則造成不可逆造成不可逆的的損損害。溶氧害。溶氧濃濃度度過過高高,說說明菌明菌絲絲生生長長不良或加糖率不良或加糖率過過低低,造成呼吸造成呼吸強強度下降度下降,同同樣樣影響生影響生產(chǎn)

18、產(chǎn)能力的能力的發(fā)揮發(fā)揮。在罐的在罐的夾層夾層或蛇管中需通冷卻水以或蛇管中需通冷卻水以維維持一定罐溫。持一定罐溫。在整個在整個發(fā)發(fā)酵酵過過程中，需不斷通無菌空氣和程中，需不斷通無菌空氣和攪攪拌，以拌，以維維持一定罐持一定罐壓壓或溶氧。或溶氧。21.5.菌菌絲絲狀狀態(tài)態(tài)：菌菌絲濃絲濃度：度：發(fā)發(fā)酵酵過過程中必程中必須須控制菌控制菌絲濃絲濃度不超度不超過過臨臨界菌界菌體體濃濃度度,從而使氧從而使氧傳遞傳遞速率與氧消耗速率在某一溶氧水速率與氧消耗速率在某一溶氧水平上達(dá)到平衡。平上達(dá)到平衡。菌菌絲絲生生長長速度：在葡萄糖限制生速度：在葡萄糖限制生長長的條件下，當(dāng)比生的條件下，當(dāng)比生長長速率低于速率低于0

19、.015h-10.015h-1時時，比生，比生產(chǎn)產(chǎn)速率與比生速率與比生長長速率成正比。速率成正比。因此因此,要在要在發(fā)發(fā)酵酵過過程中達(dá)到并程中達(dá)到并維維持最大比生持最大比生產(chǎn)產(chǎn)速率速率,必必須須使比生使比生長長速率不低速率不低0.015h-10.015h-1。菌菌絲絲形形態(tài)態(tài)：青霉素：青霉素產(chǎn)產(chǎn)生菌分化主要呈生菌分化主要呈絲絲狀生狀生長長和和結(jié)結(jié)球生球生長長兩種形兩種形態(tài)態(tài)。在。在絲絲狀菌狀菌發(fā)發(fā)酵中酵中,控制菌控制菌絲絲形形態(tài)態(tài)使其保持使其保持適當(dāng)?shù)姆种Ш瓦m當(dāng)?shù)姆种Ш烷L長度度,并避免并避免結(jié)結(jié)球球,是是獲獲得高得高產(chǎn)產(chǎn)的關(guān)的關(guān)鍵鍵要要素之一。而在球狀菌素之一。而在球狀菌發(fā)發(fā)酵中酵中,使菌使菌

20、絲絲球保持適當(dāng)大小和球保持適當(dāng)大小和松松緊緊,并盡量減少游離菌并盡量減少游離菌絲絲的含量的含量,也是充分也是充分發(fā)揮發(fā)揮其生其生產(chǎn)產(chǎn)能力的關(guān)能力的關(guān)鍵鍵素之一。素之一。22.發(fā)發(fā)酵工酵工藝藝控制控制6.泡沫的控制泡沫的控制：在在發(fā)發(fā)酵酵過過程中程中產(chǎn)產(chǎn)生大量泡沫生大量泡沫,可以用天然油脂可以用天然油脂,如豆油、如豆油、玉米油等或用化學(xué)合成消泡玉米油等或用化學(xué)合成消泡劑劑“泡泡敵敵”來消泡。來消泡。應(yīng)應(yīng)當(dāng)控制其用量并要少量多次加入當(dāng)控制其用量并要少量多次加入,尤其在尤其在發(fā)發(fā)酵前期酵前期不宜多用不宜多用,否否則則會影響菌體的呼吸代會影響菌體的呼吸代謝謝。加消沫加消沫劑劑控制泡沫，必要控制泡沫，必

21、要時還時還加入酸、堿以加入酸、堿以調(diào)節(jié)發(fā)調(diào)節(jié)發(fā)酵酵液的液的pHpH。23.染染 菌菌 處處 理理 染菌是染菌是發(fā)發(fā)酵工酵工業(yè)長業(yè)長期以來不能期以來不能徹徹底解決底解決的的問題問題，因此如何解決染菌，因此如何解決染菌問題問題就成了就成了發(fā)發(fā)酵工酵工業(yè)業(yè)的工作重點之一。要解決染菌的工作重點之一。要解決染菌問題問題首要首要問題問題就是要能就是要能檢測檢測出是否染菌。出是否染菌。染菌通常通染菌通常通過過三個途徑三個途徑發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)：無菌：無菌試驗試驗，發(fā)發(fā)酵液直接酵液直接鏡檢鏡檢，發(fā)發(fā)酵液的生化分析。其酵液的生化分析。其中無菌中無菌試驗試驗是判斷染菌的主要依據(jù)。是判斷染菌的主要依據(jù)。24.染染 菌菌 的的

22、 處處 理理染菌在染菌在發(fā)發(fā)酵酵過過程的每個程的每個階階段都可能段都可能發(fā)發(fā)生，下面就生，下面就各個不同的各個不同的階階段的染菌情況和段的染菌情況和處處理理辦辦法一一法一一說說明。明。種子培養(yǎng)期染菌種子培養(yǎng)期染菌 發(fā)發(fā)酵前期染菌酵前期染菌 發(fā)發(fā)酵中期染菌酵中期染菌 發(fā)發(fā)酵后期染菌酵后期染菌 25.染染 菌菌 的的 處處 理理種子培養(yǎng)期染菌種子培養(yǎng)期染菌 種子培養(yǎng)主要是生種子培養(yǎng)主要是生長長繁殖菌體。此繁殖菌體。此時時菌體菌體濃濃度低，培養(yǎng)基度低，培養(yǎng)基營營養(yǎng)豐富，因此容易染菌。種子培養(yǎng)豐富，因此容易染菌。種子培養(yǎng)期染菌，養(yǎng)期染菌，帶進(jìn)發(fā)帶進(jìn)發(fā)酵罐中的危害極大，酵罐中的危害極大，應(yīng)嚴(yán)應(yīng)嚴(yán)格控格控

23、制種子制種子污污染。當(dāng)染。當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)種子受種子受污污染后均染后均應(yīng)滅應(yīng)滅菌后棄菌后棄去，并去，并對對種子罐、管道種子罐、管道進(jìn)進(jìn)行行檢查檢查和和徹徹底底滅滅菌。菌。返返 回回26.染染 菌菌 的的 處處 理理發(fā)發(fā)酵前期染菌酵前期染菌 發(fā)發(fā)酵前朗主要是菌體生酵前朗主要是菌體生長長繁殖，代繁殖，代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物生成物生成很少，染菌后很少，染菌后雜雜菌容易繁殖，與生菌容易繁殖，與生產(chǎn)產(chǎn)菌爭菌爭奪營奪營養(yǎng)養(yǎng)成分和氧分，成分和氧分，嚴(yán)嚴(yán)重干重干擾擾生生產(chǎn)產(chǎn)菌的生菌的生長長繁殖和繁殖和產(chǎn)產(chǎn)物物的生成，因此要特的生成，因此要特別別注意注意發(fā)發(fā)酵前期的染菌。當(dāng)酵前期的染菌。當(dāng)發(fā)發(fā)酵前期染菌酵前期染菌時時，由于，由

24、于營營養(yǎng)成分消耗不多，能耗也養(yǎng)成分消耗不多，能耗也不大，從不大，從經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性的角度考性的角度考慮應(yīng)慮應(yīng)迅速重新迅速重新滅滅菌，菌，補補充必要的充必要的營營養(yǎng)成分，重新接種養(yǎng)成分，重新接種進(jìn)進(jìn)行行發(fā)發(fā)酵。酵。返返 回回27.染染 菌菌 的的 處處 理理發(fā)發(fā)酵中期染菌酵中期染菌 發(fā)發(fā)酵中期染菌將酵中期染菌將嚴(yán)嚴(yán)重干重干擾擾生生產(chǎn)產(chǎn)菌的代菌的代謝謝，影響，影響產(chǎn)產(chǎn)物的生成。如物的生成。如產(chǎn)產(chǎn)酸，酸，產(chǎn)產(chǎn)泡沫，使菌體自溶，使泡沫，使菌體自溶，使發(fā)發(fā)酵液酵液變變臭等。臭等。發(fā)發(fā)酵中期染菌，由于酵中期染菌，由于營營養(yǎng)成分大養(yǎng)成分大量消耗，一般挽救量消耗，一般挽救處處理困理困難難，危害性大，危害性大，發(fā)發(fā)酵

25、中酵中期染菌期染菌應(yīng)應(yīng)做到早做到早發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，早，早處處理，通常做法是理，通常做法是“倒罐倒罐”，即用一罐沒有染菌的，即用一罐沒有染菌的發(fā)發(fā)酵液與染菌的酵液與染菌的發(fā)發(fā)酵液混酵液混合，使有害菌合，使有害菌濃濃度下降，生度下降，生產(chǎn)產(chǎn)菌菌濃濃度提高度提高進(jìn)進(jìn)而重而重新成新成為優(yōu)勢為優(yōu)勢生生長長菌群。菌群。顯顯然，倒罐必然造成物料然，倒罐必然造成物料消耗和操作消耗和操作費費用的增加。用的增加。返返 回回28.染染 菌菌 的的 處處 理理發(fā)發(fā)酵后期染菌酵后期染菌 發(fā)發(fā)酵后期酵后期產(chǎn)產(chǎn)物物積積累累較較多，效價已多，效價已經(jīng)經(jīng)很高，很高，營營養(yǎng)物養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)接近耗盡，此接近耗盡，此時時如染菌量不多，可如染菌量

26、不多，可繼續(xù)進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行行發(fā)發(fā)酵，如酵，如嚴(yán)嚴(yán)重重污污染也可提前放罐，停止染也可提前放罐，停止發(fā)發(fā)酵，酵，這這在在經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)上往往是合算的。上往往是合算的。29.下游操作下游操作過濾過濾萃取萃取脫色脫色結(jié)結(jié)晶晶30.發(fā)發(fā)酵液酵液預(yù)處預(yù)處理理青霉菌素青霉菌素發(fā)發(fā)酵后，放罐，加少量絮凝酵后，放罐，加少量絮凝劑劑沉淀蛋白，沉淀蛋白，然后然后經(jīng)經(jīng)真空真空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓鼓過濾過濾或板框或板框過濾過濾（青霉菌（青霉菌絲較絲較粗，粗，過濾較過濾較容易）容易），除掉菌，除掉菌絲絲體及部分蛋白，體及部分蛋白，過濾過濾收收率一般在率一般在90%90%左右。左右。青霉素易降解，青霉素易降解，發(fā)發(fā)酵液及酵液及濾濾液液應(yīng)應(yīng)冷卻至冷

27、卻至10 10 低溫低溫保存，保存，備備后后續(xù)續(xù)提取精制提取精制。通常通常發(fā)發(fā)酵液中青霉素酵液中青霉素濃濃度很低，度很低，僅僅0.1%4.5%左左右，而右，而雜質(zhì)濃雜質(zhì)濃度比青霉素的高幾十倍甚至幾千倍。度比青霉素的高幾十倍甚至幾千倍。發(fā)發(fā)酵液中常酵液中常見見的的雜質(zhì)雜質(zhì)有：菌有：菌絲絲、未用完的培養(yǎng)基、未用完的培養(yǎng)基、易易污污染染雜雜菌、菌、產(chǎn)產(chǎn)生菌的代生菌的代謝產(chǎn)謝產(chǎn)物等。物等。31.提提 取取溶媒萃取法溶媒萃取法 青霉素游離酸易溶于有機溶劑，而青霉素鹽易溶于水。利用這一性質(zhì)，在酸性條件下青霉素轉(zhuǎn)入有機溶媒中，調(diào)節(jié)pH，再轉(zhuǎn)入中性水相，反復(fù)幾次萃取，即可提純濃縮。常用有機溶劑：醋酸丁酯（或戊

28、酯）32.提提 取取溶媒萃取法溶媒萃取法 萃取2-3次。從發(fā)酵液萃取到醋酸丁酯時，pH選擇1.8-2.0，從醋酸丁酯反萃到水相時，pH選擇6.8-7.4。發(fā)酵濾液與醋酸丁酯體積比3-4。萃取總收率在85%左右。33.青青 霉霉 素素 提提 取取青霉素的提取遵循下面四個原青霉素的提取遵循下面四個原則則：時間時間短短 溫度低溫度低 pH適中適中 勤清洗消毒勤清洗消毒34.脫色脫色 萃取液中添加活性炭，除去色素、萃取液中添加活性炭，除去色素、熱熱源，源，過濾過濾，除去活性炭。除去活性炭。35.結(jié)結(jié)晶晶 萃取液一般通萃取液一般通過結(jié)過結(jié)晶提晶提純純。直接直接結(jié)結(jié)晶：在晶：在2次乙酸丁次乙酸丁酯酯萃取液中加醋酸萃取液中加醋酸鈉鈉乙醇溶液反乙醇溶液反應(yīng)應(yīng)，得到，得到結(jié)結(jié)晶晶鈉鹽鈉鹽。加醋酸。加醋酸鉀鉀乙乙醇溶液，得到青霉素醇溶液，得到青霉素鉀鹽鉀鹽。共沸蒸共沸蒸餾結(jié)餾結(jié)晶：萃取液，再用晶：萃取液，再用0.5 M NaOH萃萃取，取，pH6.4-4.8下得到下得到鈉鹽鈉鹽水水濃縮濃縮液。加液。加2.5倍體倍體積積丁醇，丁醇，1626，0.67-1.3KPa下蒸下蒸餾餾。水和。水和丁醇形成共沸物而蒸出。丁醇形成共沸物而蒸出。鈉鹽結(jié)鈉鹽結(jié)晶析出。晶析出。結(jié)結(jié)晶晶經(jīng)經(jīng)過過洗洗滌滌、干燥后，得到青霉素、干燥后，得到青霉素鈉產(chǎn)鈉產(chǎn)品。品。36.謝謝謝謝！37.