發(fā)酵工程青霉素的制備課件

青霉素發(fā)酵生產(chǎn)工藝——生技081徐娜青霉素簡(jiǎn)介

發(fā)現(xiàn)

化學(xué)結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)抗菌作用和臨床應(yīng)用青霉素合成及調(diào)控生物合成

生物合成的調(diào)控青霉素發(fā)酵生產(chǎn)工藝

菌種發(fā)酵工藝流程培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)控制下游操作

青霉素簡(jiǎn)介青霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu)青霉素是含有青霉素母核的多種化合物的總稱，青霉素發(fā)酵液中至少含有5種以上的不同的青霉素：青霉素F、青霉素X、青霉素K及二氫青霉素F等。青霉素分子結(jié)構(gòu)球棍模型噻唑環(huán)β-內(nèi)酰胺環(huán)6-氨基青霉烷酸青霉素的理化性質(zhì)青霉素本身為一元酸，可與鉀、鈉、鎂、鈣、鋁和銨等化合成鹽類。易溶于水，游離酸易溶于醇、酮、醚、酯等一般有機(jī)溶劑。游離酸或鹽類的水溶液均不穩(wěn)定，極易失去抗菌效力。不耐熱，一般保存于冰箱中，但青霉素鹽的結(jié)晶純品，在干燥條件下可于室溫保存數(shù)年。青霉素的抗菌效力與其分子中的β-內(nèi)酰胺環(huán)有關(guān)。青霉素合成及調(diào)控青霉素的生物合成青霉素合成的調(diào)控青霉素的生物合成與糖分解代謝的關(guān)系青霉素的生物合成受糖分解代謝產(chǎn)物的阻遏，如合成青霉素的酰基轉(zhuǎn)移酶就會(huì)被阻遏。在青霉素發(fā)酵過程中，發(fā)現(xiàn)能被青霉素迅速利用的葡萄糖有利于菌體生長(zhǎng)，但抑制青霉素的合成，而被緩慢利用的乳糖，卻是生產(chǎn)青霉素的最好碳源。

乳糖比葡萄糖優(yōu)越的主要原因是乳糖被水解成單糖的速度正好符合青霉素生產(chǎn)期合成青霉素的需要，而又不會(huì)產(chǎn)生高濃度的分解產(chǎn)物來抑制青霉素的合成，因此，碳源多用葡萄糖加乳糖或利用某些非糖原料如植物油等。但由于乳糖價(jià)格較貴，成本較高，故在生產(chǎn)實(shí)踐中常通過間隙或滴加葡萄糖的方法控制培養(yǎng)液中糖的含量，以符合菌體生長(zhǎng)和青霉素生物合成的需要。這樣，可以降低成本，提高產(chǎn)量。青霉素發(fā)酵生產(chǎn)工藝菌種目前國(guó)內(nèi)青霉素生產(chǎn)菌按其在深層培養(yǎng)中菌絲的形態(tài)分為絲狀菌和球狀菌兩種，根據(jù)絲狀菌產(chǎn)生孢子的顏色又分為黃孢子絲狀菌和綠孢子絲狀菌，常用菌種為綠孢子絲狀菌，如產(chǎn)黃青霉素。發(fā)酵工藝流程培養(yǎng)基碳源青霉菌能利用多種碳源如乳糖、蔗糖、葡萄糖等。目前采用淀粉水解糖，糖化液進(jìn)行流加。氮源可采用玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅粉或麩皮粉等有機(jī)氮源，及氯化氨、硫酸氨、硝酸氨等無機(jī)氮源。前體為生物合成含有芐基基團(tuán)的青霉素G，需要在發(fā)酵中加入前體如苯乙酸或苯乙酰胺。由于它們對(duì)青霉素有一定毒性，故一次加入量不能大于0.1%，并采用多次加入方式。無機(jī)鹽包括硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類。鐵離子對(duì)青霉素有毒害作用，應(yīng)嚴(yán)格控制發(fā)酵液中鐵含量在30ug/mL以下。青霉素產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)過程分生孢子發(fā)芽期菌絲繁殖期脂肪粒形成期