《毕业论文答辩》PPT课件.ppt

1 答辩人 生物制药1111 11 刘行行 论文答辩 青霉素生产工艺 2 一 青霉素概述 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 内酰胺类中一大类抗生素的总称 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 最初青霉素的生产菌是音符型青霉菌 生产能力只有几十个单位 不能满足工业需要 随后找到了适合于深层培养的橄榄型青霉菌 即产黄青霉 P chrosoqenum 生产能力为100U ml 经过X 紫外线诱变 生产能力达到1000 1500U ml 随后经过诱变 得到不产生色素的变种 目前生产能力可达66000 70000U ml 青霉素是抗生素工业的首要产品 中国为青霉素 penicillin 生产大国 国内生产的青霉素 已占世界产量的近70 国内较大规模的生产企业有华药 哈医药 石药 鲁抗 单个发酵罐规模均在100m3以上 发酵单位在70000U ml左右 而世界青霉素工业发酵水平达100000U ml以上 3 二 发酵条件下的生长过程 第1期 分生孢子萌发 形成芽管 原生质未分化 具有小泡 第2期 菌丝繁殖3 原生质体具有嗜碱性 类脂肪小颗粒 第3期 形成脂肪包涵体 机理贮藏物 没有空泡 嗜碱性很强 第4期 脂肪包涵体形成小滴并减少 中小空泡 原生质体嗜碱性减弱 开始产生抗生素 第5期 形成大空泡 有中性染色大颗粒 菌丝呈桶状 脂肪包涵体消失 青霉素产量最高 第6期 出现个别自溶细胞 细胞内无颗粒 仍然桶状 释放游离氨 pH上升 第7期 菌丝完全自溶 仅有空细胞壁 镜检 规定时间取样 显微镜观察7个时期的形态变化 控制发酵 4 二 青霉素的发酵工艺流程 1 丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管 斜面母瓶天 大米孢子 一级种子培养液 二级种子培养液 发酵液 2 球状菌二级发酵工艺流程冷冻管 亲米培养 生产米 种子培养液 发酵液 5 三 发酵工艺过程 1 生产孢子的制备将砂土保藏的孢子用甘油 葡萄糖 蛋白胨组成的培养基进行斜面培养 经传代活化 最适生长温度在25 26 培养6 8天 得单菌落 再传斜面 培养7天 得斜面孢子 移植到优质小米或大米固体培养基上 生长7天 25 制得小米孢子 每批孢子必需进行严格摇瓶试验 测定效价及杂菌情况 2 种子罐和发酵罐培养工艺种子培养要求产生大量健壮的菌丝体 因此 培养基应加入比较丰富的易利用的碳源和有机氮源 青霉素采用三级发酵一级种子发酵 发芽罐 小罐 接入小米孢子后 孢子萌发 形成菌丝 培养基成分 葡萄糖 蔗糖 乳糖 玉米浆 碳酸钙 玉米油 消沫剂等 通无菌空气 空气流量1 3 充分搅拌300 350r min 温度27 1 6 四 发酵过程控制 青霉素发酵中采用补料分批操作法 对葡萄糖 铵 苯乙酸进行缓慢流加 维持一定的最适浓度 葡萄糖的流加 波动范围较窄 浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止 过高则导致呼吸活性下降 甚至引起自溶 葡萄糖浓度调节是根据pH 溶氧释放率予以调节 碳源的选择 生产菌能利用多种碳源 乳糖 蔗糖 葡萄糖 阿拉伯糖 甘露糖 淀粉和天然油脂 经济核算问题 生产成本中碳源占12 以上 对工艺影响很大 糖与6 APA结合形成糖基 6 APA 影响青霉素的产量 葡萄糖 乳糖结合能力强 而且随时间延长而增加 通常采用葡萄糖和乳糖 发酵初期 利用快效的葡萄糖进行菌丝生长 当葡萄糖耗竭后 利用缓效的乳糖 使pH稳定 分泌青霉素 可根据形态变化 滴加葡萄糖 取代乳糖 7 氮源 玉米浆是最好的 是玉米淀粉生产时的副产品 含有多种氨基酸及其前体苯乙酸和衍生物 玉米浆质量不稳定 可用花生饼粉或棉籽饼粉取代 补加无机氮源 无机盐 硫 磷 镁 钾等 铁有毒 控制在30 g ml以下 流加控制 补糖 根据残糖 pH 尾气中CO2和O2含量 残糖在0 6 左右 pH开始升高时加糖 补氮 流加酸酸铵 氨水 尿素 控制氨基氮0 05 添加前体 合成阶段 苯乙酸及其衍生物 苯乙酰胺 苯乙胺 苯乙酰甘氨酸等均可为青霉素侧链的前体 直接掺入青霉素分子中 化 策略是流加低浓度前体 一次下不稳定 易水解 缓冲能力弱的培养基 pH降低 意味着加糖率过高造成酸性中间产物积累 pH上升 加糖率过低不足以中和蛋白产生的氨或其他生理碱性物质 前期pH控制在5 7 6 3 中后期pH控制6 3 6 6 通过补加氨水进行调节 pH较低时 加入CaCO3 通氨调节或提高通气量 pH上升时 加糖或天然油脂 一般直接加酸或碱自动控制 流加葡萄糖控制 8 五 青霉素的提炼工艺过程 青霉素提纯工艺流程简图 9 六 青霉素生产发酵罐 10 七 青霉素药品 11 八 2010年我国区域青霉素产品产量对比图 12 九