青霉素生产工艺

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1、青霉素生产工艺化工学院制药工程 1 班杨雪2009650717青霉素生产工艺摘要：青霉素是一种重要的抗生素，在目前 的制 药工 业中 占有 举足轻 重的 地位 ，生产规 模非常 大。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素 已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病，增强了人类 治疗传染性疾病的能力。研究和优化其生产工艺对人类健康有重要意义。关键词;青霉素；生产工艺前言抗生 素在 目前 的制 药工业 中仍 占有 举足 轻重的 地位 ，尤其是 下游半 合成 抗生 素的 发展，进一 步刺 激了上游 的工业 发酵。一些 抗生 素的 工业 生产规模非常大，如0 -内酰胺类的青霉素、头抱

2、菌素C,大环内酯类 的红 霉素 、利福霉 素，氨基环 醇类 的链 霉素、庆大 霉素 。其它 的一 些抗 生素，如林 可霉 素、四环 素、金 霉素、万 古霉 素等，单个 发酵 罐容 积越 来越 大， 100 m3 的发酵 罐被 普遍 采用 ， 200 m3 甚至 更大 容积的 发酵 罐 经常 可见 报道 。抗生 素的 工业 生产 包括发 酵和 提取 两部 分。工艺流程 大致 如下 ：菌 种的 保藏、孢子 制备 、种子 制备、发酵 、提取 和精 制。种 子和 发酵 培养 基的 常用 碳源 有：葡 萄糖、淀粉、蔗糖、油脂、有机 酸等，主 要为 菌体 生长 代谢 提供 能源，为合 成菌 体细 胞和 目

3、的产 物提 供碳 元素。有机 氮源 多用 玉米 浆、 黄豆 饼粉、 麸质 粉、 蛋白 胨、酵 母粉 、鱼 粉等 ， 硫酸 铵、 尿素、氨水、硝酸 钠、硝酸 铵则 是常 用的 无机 氮源。另外，培 养基 中还 得添 加无 机盐 、微 量元素 以及 消沫 剂， 部分抗 生素 还得 加入 特殊前 体， 如青 霉素 的前 体是 苯乙酸，大环 内酯 类抗 生素 的前 体是 丙酸 盐。发酵 过 程普遍补加一种碳源、氮源物质，如葡萄糖和硫酸铵。pH值通过流加氨 水进 行调 节，很多抗 生素 在发 酵中 后期 流加前 体，对提高 产量 非常 有益。 抗生 素发 酵绝 大多 数为好 氧培 养，必 须连 续通 入

4、大 量无 菌空 气，全过 程 大功 率搅 拌。发酵 液的预 处理 ，一般加 絮凝剂 沉淀 蛋白 ，过滤去除 菌丝 体，发酵 滤液 的提 取常用 溶媒 萃取 法、离 子交 换树 脂法 、沉淀法、吸附法等提纯 浓缩，然后 结晶 干燥得纯 品。现 在来 介绍 一下青霉 素的生 产工 艺。青霉素概述青霉素是抗生素的一种，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0-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

5、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. chrosogenum ），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。青霉素的特点青霉素类抗生素是卩-内酰胺类中一大类抗生素的总称，由于 卩-内酰胺 类作用于细菌的细胞壁，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

6、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。青霉素类抗生素的毒性很小，是化疗指数最大的抗生素。但其青霉素 类抗生素常见的过敏反应在各种药物中居首位，发生率最高可达5% 10%，为皮肤反应，表现皮疹、血管性水肿，最严重者为过敏性休克，多在注射后数分钟内发生，症状为呼吸困难、发绀、血压下降、昏迷、肢体 强直，最后惊厥，抢救不及时可造成死亡。各种给药途径或应用各种制剂 都能

7、引起过敏性休克，但以注射用药的发生率最高。过敏反应的发生与药 物剂量大小无关。对该品高度过敏者，虽极微量亦能引起休克。注入体内 可致癫痫样发作。大剂量长时间注射对中枢神经系统有毒性（如引起抽搐、 昏迷等），停药或降低剂量可以恢复。内服易被胃酸和消化酶破坏。肌注或 皮下注射后吸收较快，1530min达血药峰浓度。青霉素在体内半衰期较短， 主要以原形从尿中排出。药理作用青霉素药理作用是干扰细菌细胞壁的合成。青霉素的结构与细胞壁的 成分粘肽结构中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘 肽的形成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起 到杀灭作用。对革兰阳性球菌及革兰

8、阳性杆菌、螺旋体、梭状芽抱杆菌、放线菌以 及部分拟杆菌有抗菌作用。青霉素对溶血性链球菌等链球菌属，肺炎链球菌和不产青霉素酶的葡萄 球菌具有良好抗菌作用。对肠球菌有中等度抗菌作用，淋病奈瑟菌、脑膜 炎奈瑟菌、白喉棒状杆菌、炭疽芽孢杆菌、牛型放线菌、念珠状链杆菌、 李斯特菌、钩端螺旋体和梅毒螺旋体对该品敏感。该品对流感嗜血杆菌和 百日咳鲍特氏菌亦具一定抗菌活性，其他革兰阴性需氧或兼性厌氧菌对该 品敏感性差。该品对梭状芽孢杆菌属、消化链球菌、厌氧菌以及产黑色素 拟杆菌等具良好抗菌作用，对脆弱拟杆菌的抗菌作用差。青霉素通过抑制 细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作 用。对革

9、兰阳性菌有效，由于革兰阴性菌缺乏五肽交连桥而青霉素对其作 用不大。青霉素在中国的发展1953年5月，中国第一批国产青霉素诞生，揭开了中国生产抗生素的历史。截至2001 年年底，中国的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的60%，居世界首位。生产方法 天然青霉素与半合成青霉素生产方法完全不同。天然青霉素青霉素G生产可分为菌种发酵和提取精制两个步骤。菌种发酵：将 产黄青霉菌接种到固体培养基上，在 25 C下培养710天，即可得青霉菌 抱子培养物。用无菌水将抱子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基 中，通入无菌空气、搅拌，在 27C下培养2428h，然后将种子培养液接 种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前

10、体的培养基中，通入无菌空气，搅拌， 在27C下培养7天。在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。提取精制：将青霉素发酵液冷却，过滤。滤液在 pH22.5的条件下，于萃 取机内用醋酸丁酯进行多级逆流萃取，得到丁酯萃取液，转入pH7.07.2的缓冲液中，然后再转入丁酯中，将此丁酯萃取液经活性炭脱色，加入成 盐剂，经共沸蒸馏即可得青霉素 G钾盐。青霉素G钠盐是将青霉素G钾盐 通过离子交换树脂（钠型）而制得。半合成青霉素以6APA为中间体与多种化学合成有机酸进行酰化反应， 可制得各种类 型的半合成青霉素。6APA是利用微生物产生的青霉素酰化酶裂解青霉素G或V而得到。酶反应一般在4050C、pH81

11、0的条件下进行；近年来，酶固相化技术 已应用于6APA生产，简化了裂解工艺过程。6APA也可从青霉素G用化学 法来裂解制得，但成本较高。侧链的引入系将相应的有机酸先用氯化剂制 成酰氯，然后根据酰氯的稳定性在水或有机溶剂中，以无机或有机碱为缩 合剂，与6APA进行酰化反应。缩合反应也可以在裂解液中直接进行而不需 分离出6APA。青霉素浓缩法利用青霉素特异性地杀死野生型细胞、保留营养缺陷型细胞的方法。青 霉素能抑制细菌细胞壁的合成，所以只能杀死生长繁殖中的细菌，而不能 杀死停止分裂的细菌。在只能使野生型生长而不能使突变型生长的选择性 液体培养基中，野生型被青霉素杀死，而突变型则不被杀死，从而淘汰野

12、 生型，使突变型得以浓缩。可适用于细菌和放线菌，是营养缺陷型突变体 筛选的常用方法之一。不良反应青霉素是各类抗生素中毒副作用最小的，因为其作用机理在于破坏细 胞壁形成过程和结构，而人体没有细胞壁。青霉素对人体基本没有药理毒 性，但大剂量青霉素也可能导致神经系统中毒。青霉素的副作用主要原因 在于青霉素的提纯不足，其中的杂质容易使人体过敏。1. 过敏反应：青霉素过敏反应较常见，在各种药物中居首位。严重的 过敏反应为过敏性休克（I型变态反应）发生率为0.004%0.015%，11型变态反应为溶血性贫血、药疹、接触性皮炎、间质性肾炎、哮喘发作等， III型变态反应即血清病型反应亦较常见，发生率为1%7

13、%。过敏性休克不 及时抢救者，病死率高。因此，一旦发生必须就地抢救，立即给病人肌注0.1%肾上腺素0.5lml,必要时以5%葡萄糖或氯化钠注射液稀释作静脉注 射，临床表现无改善者，半小时后重复一次。心跳停止者，肾上腺素可作 心内注射。同时静脉滴注大剂量肾上腺皮质激素，并补充血容量；血压持 久不升者给予多巴胺等血管活性药。亦可考虑采用抗组胺药以减轻荨麻疹。 有呼吸困难者予氧气吸入或人工呼吸，喉头水肿明显者应及时作气管切开。 青霉素酶应用意义不大。2. 毒性反应：青霉素毒性反应较少见，肌注区可发生周围神经炎。鞘 内注射超过2万单位或静脉滴注大剂量青霉素可引起肌肉阵挛、抽搐、昏 迷等反应（青霉素脑病

14、），多见于婴儿、老年人和肾功能减退的病人。青霉 素偶可致精神病发作，应用普鲁卡因青霉素后个别病人可出现焦虑、发热、 呼吸急促、高血压、心率快、幻觉、抽搐、昏迷等。此反应发生机制不明。3. 二重感染：用青霉素治疗期间可出现耐青霉素金葡菌、革兰阴性杆 菌或白念珠菌感染，念珠菌过度繁殖可使舌苔呈棕色甚至黑色。4. 高钾血症（低钾血症）与高钠血症：如静脉给予大量青霉素钾时，可发生高钾血症或钾中毒反应。大剂量给予青霉素钠，尤其是对肾功能减 退或心功能不全病人，可造成高钠血症。每日给予病人1亿单位青霉素钠后，少数病人可出现低钾血症、代谢性碱中毒和高钠血症。5赫氏反应和治疗矛盾：用青霉素治疗梅毒、钩端螺旋体

15、病或其他感 染时可有症状加剧现象，称赫氏反应，系大量病原体被杀灭引起的全身反 应。治疗矛盾也见于梅毒病人，系由于治疗后梅毒病灶消失过快，但组织 修补较慢，或纤维组织收缩，妨碍器官功能所致。副作用1青霉素类的毒性很低，但较易发生变态反应，发生率约为5%10%。多见的为皮疹、哮喘、药物热、严重的可致过敏性休克而引起死亡。2大剂量应用青霉素抗感染时，可出现神经精神症状，如反射亢进、 知觉障碍、抽搐、昏睡等，停药或减少剂量可恢复。3使用青霉素前必须作皮肤过敏试验。如果发生过敏性休克，应立即皮下或肌内注射0.1%肾上腺素0.5ml1ml，同时给氧并使用抗组胺药物及 肾上腺皮质激素等。（注：由于青霉素过敏

16、性反应实为杂质引起的，所以目 前有部分进口高纯度青霉素无需皮试，可直接使用）4肌注钾盐时局部疼痛较明显，用苯甲醇溶液作为稀释剂溶解，则可 消除疼痛。（2005年，国家药监局发文禁止苯甲醇作为青霉素溶剂注射使 用。）口服后的人体反应口服后吸收迅速，约75% - 90%可自胃肠道吸收，食物对药物吸收的影 响不显著，它的蛋白结合率为17% -20%，血消除半衰退期（tl/2 ）为1到 1.3小时，服药后约24% - 33%的给药量在肝内代谢，6小时内46% - 68% 给药量以原型药自尿排出，尚有部分药物经过胆道排泄，严重肾功能不全患者血清半衰期可延长至 7小时。血清透析可清除青霉素，腹膜透析则无

17、清除该品的作用。过敏急救措施1、立即停药，平卧，就地抢救，采用头低足高位。2皮下注射0.1%盐酸肾上腺素0.5-1毫升，儿童酌减，每隔半小时 可再皮下注射0.5毫升，直至脱离危险期。3. 心脏停跳者，行心脏胸外按压术或心内注射 0.1%盐酸肾上腺素1 毫升。4. 吸氧，呼吸抑制时口对口人工呼吸，并肌肉注射尼可刹米或山梗菜 碱等呼吸中枢兴奋剂。喉头水肿影响呼吸时行气管切开术。5. 用氢化考的松200毫克，或地塞米松5-10毫克加入50%Glucose40 毫升中静脉注射，或加入 5-10%Glucose500 毫升中静滴。6. 根据病情需要可用血管活性药物如多巴胺，阿拉明等。7 纠正酸中毒及组织

18、胺药物的应用。8 注意保暖，防止感冒，要做好护理记录，不要搬动。9 可针刺人中，内关，印堂，合谷，涌泉等急救穴位。10.可用艾条灸内关，合谷，涌泉，关元，中脘等穴位。发酵工 艺过 程青霉素的发酵工艺过程青霉素生产流程：谆冻干燥范子琼脂斜面米皑子 种子罐 发酵耀Q过滤 酢韻丁酯提取 脱水脱色 结晶，洗涤晶体一 工业社菌丝体综合利用亠在发酵过程中补料H谨源、氮源、前体爲加消沫剂-心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2526 C,培养68天，得单菌 落， 再传 斜面，培 养 7 天， 得斜 面孢子。移植到优 质

19、小米或 大米固体培 养基 上，生长 7 天， 25C ，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（体 积比）；充分搅拌 300 350r/min 4050 小时 ；pH 自然，温 度 271C 。

20、二级发酵罐：繁殖罐.大量繁殖。 玉米浆、葡萄糖等。 1：11.5 ；250 2 80r/min ；pH 自然， 251C ；014h 。三级发酵罐：生产罐。 花生饼粉（高温）， 麸质粉、玉米浆、葡萄糖， 尿素，硫酸铵 ，硫酸钠、硫代 硫酸钠，磷酸二 氢钠，苯乙酰 胺及消泡剂， CaCO3 等。接种量为 1215% 。青霉 素的 发酵对 溶氧 要求极高 ，通气 量偏 大， 通气比控制 0.71.8 ；150 200r/min ；要求高功率搅拌， 100 m3 的发酵罐搅拌功率在200300 Kw，罐压控制0.040.05 MPa，于2526 C 下培 养， 发酵 周期 在 200h 左右。前 6

21、0h， pH5.76.3 ，后 6.36.6 ；前 60h 为 26C， 以后 24C。反复 分批 式发 酵， 100m3 发酵罐 ，装料 80m3 ，带放 610 次，间隔24h。 带放 量 10， 发酵 时间 204h 。发 酵过程需 连续 流加补入葡萄糖 、 硫酸 铵以 及前 体物 质 苯乙 酸盐，补糖 率是 最关 键的 控制 指标，不同 时期 分段控制。在青 霉素 的生 产中 ，让培 养基中的 主要 营养物 只够 维持青霉 菌在前 40h 生长，而在 40h 后，靠低速 连续 补加葡萄 糖和氮源 等，使菌半 饥饿， 延长 青霉 素的 合成 期，大大提高了产 量。所需 营养 物限 量的

22、补加常用来 控制营养 缺陷型突 变菌种，使 代谢 产物积累到最大 。（1） 培 养基青霉 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，溶氧或CO2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

23、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。目前 普遍采用淀粉的酶水解产物，葡 萄糖化液 流加 。降 低成 本。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卩g/ml以下。流加控制：补糖，根据残糖、pH、尾气中CO2和02含量。残糖在0.6 % 左右

24、， 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。也具 有刺 激青霉素 合成作用。 但浓度大 于 0.19%时对细胞和合成有 毒性。还能被 细胞氧化。策略 是流加低浓度 前体，一次 加入量低于 0.1%，保持供应速 率略大于生物合成 的需要。（2）温度一生长适宜温度30 C,分泌青霉素温度20 C。但20 C青霉素破坏 少，周期 很长 。生产中采用变温控 制，不同阶段不同温度。前期控 制 25 -26 C左右，后期降

25、温控制23 C。过高则会降低发酵产率，增加葡萄糖 的维 持消 耗，降 低葡 萄糖 至青 霉素 的转 化得率。有的 发酵 过程 在菌 丝生 长阶 段采 用较 高的 温度，以缩 短生 长时 间，生产阶 段适 当降 低温度 ，以 利于 青霉 素合 成。（3）pH合成 的适 宜 pH6.4 - 6.6 左右，避免 超过 7.0 ，青霉素 在碱 性条件 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 5.76.3 ，中后期 pH

26、 控制 6.36.6 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 。（4）溶氧溶氧V 30 %饱和度，产率急剧下降，低于10 %，则造成不可逆的损 害。所以 不能 低于 30饱 和溶 氧浓 度。通气 比一 般为 1 ： 0.8VVM 。溶氧 过高 ，菌丝生 长不 良或加 糖率 过低 ，呼吸强度 下降 ，影响生 产能力 的发 挥。适宜 的搅 拌速 度，保证气 液混 合，提高溶 氧，根据 各阶 段的生 长和 耗氧 量不 同， 对搅 拌转速 调整 。

27、（5）菌丝 生长 速度 与形 态、 浓度对于 每个 有固 定通 气和搅 拌条 件的 发酵 罐内进 行的 特定 好氧 过程， 都有一个使氧传递速率（OTR ）和氧消耗率（OUR ）在某一溶氧水平上达 到平衡的临界菌丝浓，超过此浓度，OUR OTR，溶氧水平下降，发酵产 率下 降。 在发 酵稳 定期， 湿菌 浓可达 1520% ， 丝状 菌干 重约 3%， 球状 菌干 重在 5%左右。另外，因补入 物料 较多 ，在发酵中 后期 一般 每天 带放 一次 ，每 次放 掉总 发酵液 的 10%左右 。有丝 状生 长和 球状 生长两 种。前者 由于 所有菌 丝体 都能 充分 和发酵 液中的基质及氧接触，

28、比生产率高， 发酵粘度低， 气/液两相中氧的传 递率 提高 ，允许更 多菌丝 生长 。球状菌 丝形态 的控 制，与碳 、氮源 的流 加状 况， 搅拌 的剪 切强度 及稀 释度 相关 。(6) 消沫发酵 过程 泡沫 较多 ，需补 入消 沫剂 。天 然油脂 ：玉 米油 ；化学 消沫 剂： 泡敌 。少 量多 次。不 适在 前期 多加 入，影 响呼 吸代 谢。青霉 素的 发酵 过程 控 制十 分精 细， 一般 2 h 取样 一次 ，测 定发 酵液 的 pH 、菌浓、残 糖、残氮、苯乙 酸浓 度、青霉 素效 价等 指标，同时 取样 做无 菌检 查，发现 染菌立 即结 束发 酵，视 情况 放过 滤提 取，

29、因 为染 菌后 pH 值波动 大， 青霉 素在 几个 小时 内就 会被全 部破 坏。青霉素的提炼工艺过程青霉 素提 纯工 艺流 程简图 ：T 过滤H萃取l!洗涤卜T反萃取卜成琵青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速， 防止 降解 。1.预处理发酵 液结 束后 ，目标产物 存在 于发 酵液 中，而且浓 度较 低，如 抗生 素只有 1030Kg/m3 ，含 有大 量杂 质， 它们影 响后 续工 艺的 有效提 取， 因此 必须 对其 进行 的预处 理，目的在 于浓 缩目 的产 物，去除大 部分 杂质， 改变 发酵 液的 流变 学特征，利于 后续 的分 离纯 化过 程。是 进行 分

30、离 纯化 的一 个工 序。2. 过滤发酵 液在 萃取 之前 需预处 理，发 酵液 加少 量絮 凝剂 沉淀 蛋白，然后 经真 空转 鼓过 滤或 板框过 滤， 除掉 菌丝 体及部 分蛋 白。 青霉 素易降 解， 发酵液及滤液应冷至10 C以下，过滤收率一般90%左右。(1)菌丝体粗长10Mm，采用鼓式真空过滤机过滤，滤渣 形成紧密饼状， 容易 从滤 布上 刮下 。滤液 pH6.27-7.2 ，蛋白 质含 量 0.05-0.2% 。需要 进 一步 除去 蛋白 质。( 2)改善 过滤 和除 去蛋 白质 的措 施：硫 酸调 节 pH4.5-5.0 ，加入 0.07% 溴代十五 烷吡啶 PPB ， 0.7

31、% 硅藻土为助 滤剂。再通 过板框式 过滤机。滤 液澄清透 明，进行 萃取。3. 萃取青霉 素的 提取采用 溶媒萃 取法。青霉 素游 离酸 易溶于有 机溶剂，而 青霉素盐 易溶于水。利用 这一性质，在酸 性条 件下青霉 素转入有机 溶媒 中，调节pH，再转入中性水相，反复几次萃取，即可提纯浓缩。选择对 青霉素分 配系数高 的有机溶剂 。工 业上通常用醋酸 丁酯 和戊酯。萃取 2 3 次。 从发酵液萃取到乙酸丁酯时， pH 选择 1.8-2.0 ，从乙酸丁酯反 萃 到水 相 时， pH 选 择 6.8-7.4 。 发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为 1.5-2.1 ，即一次浓 缩倍数为 1.5-2.1

32、 。为了避免 pH 波动，采用 硫酸盐、 碳酸盐缓冲液进行反萃。发酵液与溶剂比例为 34。几次萃取 后，浓缩 10 倍， 浓度几 乎达到结晶要求。 萃取 总收率在 85左右。 所得滤液多采用二次萃取 ，用 10%硫酸调 pH2.03.0 ， 加入 醋酸丁酯， 用量为滤液体积的三分之一，反萃 取时常用碳酸氢钠溶液调 pH7.08.0 。 在一次丁酯萃 取时，由于滤液含有大量蛋白，通常加入破乳剂防止乳化。 第一次萃 取， 存在蛋白质，加 0.05-0.1% 乳化剂 PPB。萃取条件：为减少青霉素降解，整个萃取过程应在低温下进行（10 C 以下）。萃 取罐冷冻盐水 冷却。4. 脱色萃取 液中 添加活

33、性 炭，除去色素、热源， 过滤，除去活性炭。5. 结晶萃取 液一般通过结晶提纯 。青 霉素 钾盐在醋酸丁酯中溶解度很小， 在二次丁酯萃取液中加入醋酸钾-乙醇溶液， 青霉素钾盐就结晶析出。 然后采用重结晶方法，进 一步提高纯度， 将钾盐溶于 KOH 溶液， 调 pH 至中 性， 加无水丁醇，在 真空条件 下， 共沸蒸馏结晶得纯品。 直接结晶：在 2 次乙酸丁酯萃 取液中加醋酸钠乙醇溶液反 应，得到结 晶钠盐。 加醋酸钾乙醇溶液，得到青 霉素钾盐。 共沸蒸馏结晶：萃 取液， 再用 0.5 M NaOH 萃取 ， pH6.4-4.8 下得到钠盐 水浓 缩液 。加 2.5 倍体积 丁醇， 1626C

34、， 0.67-1.3KPa 下蒸馏。 水和 丁醇形成共沸物而蒸出。钠盐 结晶析出。结晶 经过洗涤、干燥后，得到 青霉 素产 品。参考文献【1】陈阳，王锦玲，黄维国，等.甲磺酸去铁胺对抗庆大霉素耳毒性的实验研 究听力学及言语疾病杂志，1999, 7:138-139.【2】孙爱华，林顺涨，叶青，等.缺铁条件下青霉素耳毒性作用的实验观察. 听力学及言语疾病杂志， 2001 ， 9（2）:74-76.【3】周本忠，孙爱华，王胜国，等 .缺铁性贫血治疗前后听性脑干反应的变 化.临床耳鼻咽喉科杂志， 2001 ， 4（15）:173-175.【4】王复周（译）.人体生理学.北京：科学出版社， 1991 ， 242.【5】何玉英.青霉素类抗生素使用中应注意的一些问题.中国临床医生， 2002， 30（9）:52.【6】胡晓镭，胡彻.几种常用青霉素类抗生素的配伍禁忌.现代诊断与治疗， 2002， 13（3）:188.【7】王贤才（译）.临床药物大典.青岛:青岛出版社， 1994， 1057-1058