生產(chǎn)管理-青霉素生產(chǎn)制備的工藝流程及方法

會計實操文庫5/5生產(chǎn)管理-青霉素生產(chǎn)制備的工藝流程及方法一、菌種選育與培養(yǎng)（一）菌種選育原始菌種篩選：從土壤、空氣等環(huán)境樣本中分離出具有產(chǎn)青霉素能力的青霉菌菌株。通過在特定培養(yǎng)基上培養(yǎng)，觀察菌落形態(tài)、生長特性，并檢測其青霉素產(chǎn)量，篩選出產(chǎn)量較高且性能穩(wěn)定的原始菌株。例如，采用含有淀粉、蛋白胨等營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基，模擬青霉菌自然生長環(huán)境，促使其生長繁殖。菌種改良：運用物理、化學(xué)或生物技術(shù)手段對原始菌株進(jìn)行改良。物理方法如紫外線照射，使菌株基因發(fā)生突變，篩選出高產(chǎn)突變株；化學(xué)方法利用亞硝基胍等誘變劑處理菌株；生物技術(shù)則通過基因工程，將與青霉素合成相關(guān)的關(guān)鍵基因進(jìn)行優(yōu)化或?qū)?，增?qiáng)菌株產(chǎn)青霉素能力。（二）種子培養(yǎng)斜面種子培養(yǎng)：將選育好的菌種接種到斜面培養(yǎng)基上，斜面培養(yǎng)基通常含有瓊脂、葡萄糖、牛肉膏等成分，為菌種提供適宜生長環(huán)境。在25℃左右恒溫培養(yǎng)3-5天，使菌種在斜面上形成豐富的孢子，便于后續(xù)擴(kuò)大培養(yǎng)。搖瓶種子培養(yǎng)：將斜面孢子接入搖瓶種子培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基營養(yǎng)成分更豐富，包含玉米漿、硫酸銨等。在搖床上以180-220轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速振蕩培養(yǎng)，使菌種充分接觸氧氣，快速繁殖。培養(yǎng)2-3天，得到大量活力旺盛的菌絲體，作為發(fā)酵罐接種的種子液。二、發(fā)酵過程（一）發(fā)酵培養(yǎng)基配制營養(yǎng)成分確定：發(fā)酵培養(yǎng)基主要由碳源、氮源、無機(jī)鹽和前體物質(zhì)組成。碳源常用葡萄糖，為青霉菌生長和青霉素合成提供能量，其濃度一般控制在10%-20%；氮源選用玉米漿、黃豆餅粉等有機(jī)氮源，提供氮元素，含量約為2%-5%；無機(jī)鹽如磷酸二氫鉀、硫酸鎂等，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基酸堿度和滲透壓，維持青霉菌正常生理功能；前體物質(zhì)苯乙酸或苯乙酰胺，參與青霉素分子合成，添加量為0.5%-1%。培養(yǎng)基滅菌：將配制好的發(fā)酵培養(yǎng)基通過高壓蒸汽滅菌，在121℃、0.1MPa壓力下滅菌20-30分鐘，殺滅培養(yǎng)基中的雜菌和芽孢，保證發(fā)酵過程純種培養(yǎng)。（二）發(fā)酵條件控制溫度控制：發(fā)酵前期，為促進(jìn)菌體生長，溫度控制在28-30℃；進(jìn)入青霉素合成期，適當(dāng)降低溫度至25-27℃，有利于青霉素合成。通過發(fā)酵罐夾套或蛇管通循環(huán)水調(diào)節(jié)溫度。pH值調(diào)節(jié)：青霉菌生長和青霉素合成對pH值敏感，發(fā)酵過程pH值控制在6.5-7.2。當(dāng)pH值下降時，添加碳酸鈣或氨水調(diào)節(jié)；pH值上升則加入硫酸或磷酸調(diào)節(jié)。溶氧控制：采用通氣攪拌方式保證發(fā)酵液溶氧充足，通氣量一般為0.5-1.5vvm（每分鐘每單位體積發(fā)酵液通入的空氣體積），攪拌轉(zhuǎn)速根據(jù)發(fā)酵罐規(guī)模和發(fā)酵階段調(diào)整，維持發(fā)酵液溶氧濃度在30%-50%飽和度。發(fā)酵周期：青霉素發(fā)酵周期一般為6-7天，期間定期檢測發(fā)酵液中青霉素含量、菌體濃度、殘?zhí)橇康戎笜?biāo)，根據(jù)指標(biāo)變化調(diào)整發(fā)酵條件。三、提取與分離（一）預(yù)處理過濾除菌：發(fā)酵結(jié)束后，首先通過板框壓濾機(jī)或真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)過濾發(fā)酵液，去除菌體和雜質(zhì)，得到澄清濾液。為提高過濾效率，可添加助濾劑如硅藻土。酸化處理：向濾液中加入硫酸或磷酸，將pH值調(diào)至2.0-2.5，使青霉素以游離酸形式存在，便于后續(xù)萃取。（二）萃取溶劑選擇：采用與水不互溶且對青霉素溶解度高的有機(jī)溶劑，如醋酸丁酯進(jìn)行萃取。醋酸丁酯與酸化后濾液按1:1-1:2體積比混合。多級逆流萃?。和ㄟ^多級逆流萃取裝置，使濾液與醋酸丁酯多次逆流接觸，提高青霉素萃取率。一般進(jìn)行3-5級萃取，萃取后醋酸丁酯相中青霉素濃度顯著提高。（三）反萃取堿液反萃：將含有青霉素的醋酸丁酯相與碳酸氫鈉或碳酸鈉等堿性水溶液按一定比例混合，在pH值7.0-8.0條件下進(jìn)行反萃取，使青霉素從醋酸丁酯相轉(zhuǎn)移至水相。二次酸化與萃?。悍摧腿〉玫降乃嘣俅嗡峄羛H值2.0-2.5，然后用醋酸丁酯進(jìn)行二次萃取，進(jìn)一步提純青霉素。四、精制過程（一）結(jié)晶溶劑選擇與結(jié)晶方法：將二次萃取得到的醋酸丁酯相濃縮后，加入適量無水乙醇，降低溫度至0-5℃，使青霉素結(jié)晶析出。也可采用加入晶種誘導(dǎo)結(jié)晶，控制結(jié)晶速度和晶體質(zhì)量。晶體分離與洗滌：通過過濾或離心分離得到青霉素晶體，用少量冷乙醇或丙酮洗滌晶體，去除雜質(zhì)，提高晶體純度。（二）干燥真空干燥：將洗滌后的青霉素晶體置于真空干燥箱中，在40-50℃、真空度0.08