青霉素生產(chǎn)制備工藝模板

畢業(yè)論文總題目：青霉素生產(chǎn)制備工藝作者：韓偉摘要：關(guān)鍵詞：序言正文生產(chǎn)青霉素需經(jīng)以下步驟:配料、發(fā)酵、過(guò)濾、提取、結(jié)晶、干燥、包裝。青霉素Benzylpenicillin漢字別名：青霉素G、青霉素G鉀、芐青霉素、芐西林英文別名：BenzylpenicillinPotassium、BenzylpenicillinSod.、CrystallinePenicillinG、Penicillin、PenicillinGPotassium、PenicillinGSod.生產(chǎn)企業(yè)：藥品類別：青霉素類抗生素藥理藥動(dòng)藥效學(xué)青霉素對(duì)多數(shù)革蘭陽(yáng)性菌、革蘭陰性球菌、部分陰性桿菌(如嗜血桿菌屬)、螺旋體和放線菌有抗菌活性，為殺菌劑。青霉索、其它青霉素類和頭孢菌素類等β-內(nèi)酰胺抗生素系經(jīng)過(guò)干擾細(xì)菌細(xì)胞壁合成而產(chǎn)生抗菌作用。過(guò)去認(rèn)為青霉素等抗生素關(guān)鍵作用于細(xì)胞壁合成最終階段--粘肽交叉聯(lián)合，是一個(gè)簡(jiǎn)單化概念。依據(jù)多年來(lái)研究結(jié)果提醒青霉素結(jié)合蛋白(Penicillinbindingproteins，PBPs)是青霉素等β-內(nèi)酰胺抗生素作用靶位；因?yàn)榍嗝顾氐群蚉BPs緊密結(jié)合，使前者對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁合成早期階段也發(fā)生抑制作用。PBPs為存在于細(xì)菌胞漿膜上蛋白，其數(shù)目、分子大小和青霉素等抗生素結(jié)合量因細(xì)菌菌種不一樣而異。以大腸桿菌為例，PBPs共有7個(gè)。PBPs含有催化粘-肽代謝酶功效，如肽酶反應(yīng)；也有證據(jù)提醒PBPs是參與細(xì)胞壁生物合成、對(duì)青霉素敏感酶,如轉(zhuǎn)肽酶、羧肽酶、內(nèi)肽酶等。PBP-lB和-1A為使細(xì)菌延長(zhǎng)最關(guān)鍵蛋白，經(jīng)青霉素等抗生素作用后可使細(xì)菌快速溶解。PBP-2和控制細(xì)菌形態(tài)相關(guān)，受青霉素作用后,細(xì)菌可形成滲透壓穩(wěn)定球形體。PBP-3對(duì)細(xì)菌細(xì)胞中隔形成和細(xì)菌分裂相關(guān)鍵作用，對(duì)PBP-3有高度親協(xié)力青霉素可使細(xì)菌形成絲狀體。藥動(dòng)學(xué)青霉素鉀鹽或鈉鹽肌注后，0.5小時(shí)達(dá)血藥峰濃度，肌注100萬(wàn)單位(600mg)峰濃度為20u／ml(12μg/ml)，對(duì)多數(shù)敏感菌有效血藥濃度可維持5小時(shí)。新生兒按體重肌注青霉素2.5萬(wàn)單位/kg后，0.5～l小時(shí)平均血藥峰濃度約為35u/ml(22μg/ml)，12小時(shí)后即降至1.6～3.2u/ml。每2小時(shí)靜脈注射本品200萬(wàn)單位或每3小時(shí)注射300萬(wàn)單位，可取得約32u/ml平均血藥濃度。于5分鐘內(nèi)靜脈注射3g(500萬(wàn)單位)青霉素鈉，給藥后5分鐘和10分鐘平均血藥濃度為400和273μg/ml，1小時(shí)即降至45μg／ml，4小時(shí)僅有3.0μg/ml。一樣劑量青霉素鈉于6小時(shí)內(nèi)作靜脈滴注時(shí)，則2小時(shí)后才取得12～20μg/ml血藥濃度。本品吸收后廣泛分布于組織、體液中。胸腹腔和關(guān)節(jié)腔液中濃度約為血清濃度50％。本品不易透入眼、骨組織、無(wú)血供區(qū)域和膿腫腔中，易透入至有炎癥組織。青霉素可經(jīng)過(guò)胎盤，除在妊娠前3月羊水中青霉素濃度較低外，通常在胎兒和羊水中皆可取得有效診療濃度。本品難以透過(guò)血腦屏障，在無(wú)炎癥腦脊液中濃度僅為血藥濃度l～3％。在有炎癥腦脊液中濃度可達(dá)血藥濃度5～30％。在腦膜無(wú)炎癥時(shí)，靜脈注射1.92g青霉素可在腦組織中取得抑制敏感革蘭陽(yáng)性球菌濃度。乳汁中可含有青霉素，其濃度為血藥濃度5～20％。青霉素可進(jìn)入紅細(xì)胞。如以青霉素作靜脈注射，繼以恒速靜脈滴注，2小時(shí)后紅細(xì)胞中青霉素含量則和血清濃度相等或超出后者。停止給藥后，紅細(xì)胞中青霉素濃度于50～60分鐘才降低二分之一。血漿蛋白結(jié)合率為45～65％。T1/2約為30分鐘，腎功效減退者可延長(zhǎng)至2.5～10小時(shí)，老年和新生兒也較長(zhǎng)。新生兒T1/2和體重、日齡相關(guān)，體重低于2kg者，7日內(nèi)和8～14日新生兒T1/2分別為4.9和2.6小時(shí)；體重高于2kg者，7日內(nèi)和8～14日T1/2則分別為2.6和2.1小時(shí)。本品約19％在肝內(nèi)代謝。在腎功效正常情況下，約70％注射量于6小時(shí)內(nèi)自腎臟排出。青霉素關(guān)鍵經(jīng)過(guò)腎小管排泄，在健康成年人經(jīng)腎小球排泄者僅占10％左右；但在新生兒，青霉素則關(guān)鍵經(jīng)腎小球排泄。肌肉注射青霉素300mg(50萬(wàn)單位)后，平均19％給藥量自尿中以青霉噻唑酸排出。經(jīng)膽汁排泄青霉素量不多，但膽汁中濃度不低，肌注600mg青霉素后2～4小時(shí)膽汁中濃度達(dá)峰值，為10～20μg／ml。因?yàn)榍嗝顾卦谙孪乐斜划a(chǎn)青霉素酶腸道菌所破壞，所以糞便中不含或含極少許青霉素。青霉素可在血液中為血液透析所清除，使血清半衰期縮短，但腹膜透析無(wú)此效果。適應(yīng)癥青霉素適用A組溶血性鏈球菌、B組溶血性鏈球菌、肺炎球菌、對(duì)青霉素G敏感金葡菌等革蘭陽(yáng)性球菌所致多種感染，如敗血癥、肺炎、腦膜炎、扁桃體炎、中耳炎、猩紅熱、丹毒、產(chǎn)褥熱等。也用于診療草綠色鏈球菌和腸球菌感染性心內(nèi)膜炎；梭狀芽胞桿菌所致破傷風(fēng)、氣性壞疽、炭疽、白喉、流行性腦脊髓膜炎、李司忒菌病、鼠咬熱、梅毒、淋病、雅司、回歸熱、鉤端螺旋體病、奮森咽峽炎、放線菌病等。在風(fēng)濕性心臟病或先天性心臟病病人進(jìn)行口腔手術(shù)或牙科操作，胃腸道和生殖泌尿道手術(shù)或一些操作時(shí)，為了預(yù)防心內(nèi)膜炎發(fā)生，青霉素也作為首選藥品。使用方法用量1．成人常見(jiàn)量肌內(nèi)注射，每日80萬(wàn)～200萬(wàn)單位，分3—4次給藥；靜脈滴注，每日200萬(wàn)一1000萬(wàn)單位，分2—4次給藥。2．小兒常見(jiàn)量肌內(nèi)注射，每日按體重2.5萬(wàn)～5萬(wàn)單位/kg，分3—4次給藥。靜脈給藥每日按體重5萬(wàn)一20萬(wàn)單位/kg，分2—4次。3，新生兒(足月產(chǎn))劑量每次按體重5萬(wàn)單位/kg，肌注或靜脈給藥，前2日每12小時(shí)一次，自第3天至12周每8小時(shí)一次，以后每6小時(shí)一次。4．早產(chǎn)兒劑量第1周按體重3萬(wàn)單位/kg，每12小時(shí)一次，2—4周時(shí)每8小時(shí)一次，以后每6小時(shí)一次。5，腎功效減退病人劑量腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)為10—15ml/min時(shí)，給藥間歇自8小時(shí)延長(zhǎng)至8—12小時(shí)或劑量降低25％。當(dāng)GFR少于10ml／min時(shí)，給藥間歇為12—18小時(shí)或劑量減至正常劑量25—60％。通常說(shuō)來(lái)病人腎功效損害屬輕中度者，使用常規(guī)劑量，不給予減量即可，腎功效損害嚴(yán)重者再調(diào)整劑量或延長(zhǎng)給藥時(shí)間。6．鞘內(nèi)注射成人劑量每次不超出2萬(wàn)單位。小兒盡可能避免使用，單獨(dú)應(yīng)用靜脈給藥即可；如應(yīng)用時(shí)，其劑量為—3000單位。7．肌內(nèi)注射50萬(wàn)單位青霉素鈉或鉀，加滅菌注射用水1ml使溶解；超出50萬(wàn)單位者則需加滅菌注射用水2ml，不應(yīng)以氯化鈉注射液作溶劑。靜脈給藥速度不能超出每分鐘50萬(wàn)單位，以免發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)。鞘內(nèi)注射時(shí)，1萬(wàn)單位青霉素溶于10ml氯化鈉注射液或腦脊液，徐緩注入。[制劑和規(guī)格]注射用青霉素鈉(1)0.12g(20萬(wàn)單位)(2)0.24g(40萬(wàn)單位)(3)0.48g(80萬(wàn)單位)(4)0.6g(100萬(wàn)單位)注射用青霉素鉀(1)0.125g(20萬(wàn)單位)(2)0.25g(40萬(wàn)單位)(3)0.5g(80萬(wàn)單位)(4)0.625g(100萬(wàn)單位)注：每1mg青霉素鈉相當(dāng)于1670個(gè)青霉素單位；每1mg青霉素鉀相當(dāng)于1598個(gè)青霉素單位。肌注,成人一日80-320萬(wàn)單位,兒童一日3-5萬(wàn)單位/kg,分2-4次給藥;重癥(如感染心內(nèi)膜炎,化膿性腦膜炎)適于靜滴,成人一日240-萬(wàn)單位,兒童一日20-40萬(wàn)單位/kg,分4-6次加最少許輸液中作間歇快速滴注.鉀鹽須注意體內(nèi)血鉀濃度和輸液鉀含量,且滴速不可太快.不良反應(yīng)(1)過(guò)敏反應(yīng)：青霉素毒性雖低，但過(guò)敏反應(yīng)常見(jiàn)，在多種藥品中居首位。嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)—過(guò)敏性休克(I型變態(tài)反應(yīng))發(fā)生率為0.004～0.04％，其病死率可達(dá)10％。所以，此反應(yīng)一旦發(fā)生，必需就地?fù)尵?，立即給病人肌注0.1％腎上腺素0.5～1ml，必需時(shí)以5％葡萄糖注射液或氯化鈉注射液稀釋作靜脈注射，臨床表現(xiàn)無(wú)改善者，半小時(shí)后反復(fù)一次。心跳停止者，腎上腺素可作心內(nèi)注射。同時(shí)靜脈滴注大劑量腎上腺皮質(zhì)激素，并補(bǔ)充血容量；血壓持久不升者給以多巴胺等血管活性藥。抗組織胺藥可考慮采取，以減輕蕁麻疹。有呼吸困難者給予氧氣吸入或人工呼吸，喉頭水腫顯著者，應(yīng)立即作氣管切開。青霉素酶應(yīng)用意義不大，所以酶雖可破壞青霉素，但對(duì)已形成抗原-抗體復(fù)合物無(wú)作用，而且其本身也可產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)。血清病型反應(yīng)(Ⅲ型變態(tài)反應(yīng))亦非少見(jiàn)，發(fā)生率為1—7％。其它過(guò)敏反應(yīng)還有溶血性貧血(Ⅱ型變態(tài)反應(yīng))、藥疹、接觸性皮炎、間質(zhì)性腎炎、哮喘發(fā)作等。為了預(yù)防嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)發(fā)生，用青霉素類前必需具體問(wèn)詢過(guò)去病史，包含用藥史、是否用過(guò)青霉素、有沒(méi)有易為病人忽略反應(yīng)癥狀，如胸悶、瘙癢、面部發(fā)麻、發(fā)燒等，和有沒(méi)有個(gè)人或家眷有變態(tài)反應(yīng)性疾病等。青霉素皮試對(duì)估計(jì)過(guò)敏性休克起著關(guān)鍵作用，但皮試陰性者不能排除出現(xiàn)反應(yīng)可能。皮試液采取青霉噻唑-多賴氨酸、青霉素和芐青霉素噻唑酸鈉，可能檢出過(guò)敏反應(yīng)大小決定簇抗原抗體，正確度高，也比較安全，中國(guó)尚無(wú)生產(chǎn)。有青霉素過(guò)敏史者通常不宜進(jìn)行皮試，而改用其它藥品。如無(wú)合適選擇藥品，必需應(yīng)用青霉素類時(shí)，則須慎重為病人脫敏。(2)毒性反應(yīng)：青霉素肌注區(qū)可發(fā)生周圍神經(jīng)炎。鞘內(nèi)注射超出2萬(wàn)單位或靜脈滴注大劑量青霉素可引發(fā)肌肉陣攣、抽搐、昏迷等反應(yīng)(青霉素腦病)。此反應(yīng)多見(jiàn)于嬰兒、老年人和腎功效減退病人。青霉素偶可引發(fā)致精神病發(fā)作，應(yīng)用普魯卡因青霉素后部分病人可出現(xiàn)焦慮、發(fā)燒、呼吸急促、高血壓、心率快、幻覺(jué)、抽搐、昏迷等。此反應(yīng)發(fā)生機(jī)理不明。(3)青霉素鉀100萬(wàn)單位(0.625g)含鉀離子1.5mmol(0.066g)，如靜脈給大量青霉素鉀時(shí)，則可發(fā)生高鉀血癥或鉀中毒反應(yīng)。青霉素鈉100萬(wàn)單位(0.6g)含鈉離予1.7mmol(0.039g)，大劑量給后，尤其是在腎功效減退或心功效不全病人，可造成高鈉血癥。每日給病人1億單位青霉素鈉后，少數(shù)病人出現(xiàn)低血鉀癥，代謝性堿中毒和高鈉血癥。(4)赫氏反應(yīng)和診療矛盾：用青霉素診療梅毒或其它感染時(shí)可有癥狀加劇現(xiàn)象，稱赫氏反應(yīng)。診療矛盾也見(jiàn)于梅毒病人，系因?yàn)樵\療后梅毒病灶消炎過(guò)快，但組織修補(bǔ)過(guò)遲，或纖維組織收縮，妨礙器官功效所致。(5)二重感染：青霉素診療期間可出現(xiàn)耐青霉素金葡菌、革蘭陰性桿菌或白念珠菌感染，念珠菌過(guò)分繁殖可使舌苔呈棕色甚至黑色?？赡芤l(fā)過(guò)敏反應(yīng):皮疹,藥熱,面部潮紅或蒼白,氣喘,心悸,胸悶,腹痛,過(guò)敏性休克.大劑量可出現(xiàn)神經(jīng)精神癥狀,如幻覺(jué),抽搐,昏睡,知覺(jué)障礙等.極大劑量可致驚厥,電解質(zhì)紊亂,溶血性貧血,脈管炎.也可引發(fā)急性腎衰.老年患者可有中樞神經(jīng)中毒反應(yīng).禁忌癥(1)交叉過(guò)敏反應(yīng)：病人對(duì)一個(gè)青霉素過(guò)敏者可能對(duì)其它青霉素過(guò)敏，也可能對(duì)青霉胺或頭孢菌素過(guò)敏。(2)青霉素類可經(jīng)乳汁排出，乳母應(yīng)用青霉素雖尚無(wú)發(fā)生嚴(yán)重問(wèn)題匯報(bào)，但乳母應(yīng)用仍須權(quán)衡利弊，因?yàn)槿槟覆扇∏嗝顾睾罂墒箣雰褐旅簟?3)下列情況應(yīng)慎用；①病人有哮喘、濕疹、枯草熱、蕁麻疹等過(guò)敏性疾病史者；②腎功效嚴(yán)重?fù)p害時(shí)。老年患者可有中樞神經(jīng)中毒反應(yīng).藥品相互作用(1)氯霉素、紅霉素、四環(huán)素類、磺胺藥等抑菌劑可干擾青霉素殺菌活性，不宜和青霉素類適用，尤其是在診療腦膜炎或急需殺菌作用嚴(yán)重感染時(shí)。(2)丙磺舒、阿司匹林、吲哚美辛、保泰松、磺胺藥可降低青霉素類在腎小管排泄，所以使青霉素類血藥濃度增高，而且維持較久，血清半衰期延長(zhǎng)，毒性也可能增加。(3)青霉素鉀或鈉和重金屬，尤其是銅、鋅和汞呈配伍禁忌，因后者可破壞青霉素氧化噻唑環(huán)。由鋅化合物制造橡皮管或瓶塞也可影響青霉素活力。呈酸性葡萄糖注射液或四環(huán)素注射液皆可破壞青霉素活性。青霉素也可為氧化劑或還原劑或羥基化合物滅活。(4)青霉素靜脈輸液加入頭孢噻吩、林可霉素、四環(huán)素、萬(wàn)古霉素、琥乙紅霉素、兩性霉素B、去甲腎上腺素、間羥胺、苯妥英鈉、鹽酸羥嗪、丙氯拉嗪(prochlorporazine)、異丙嗪、維生素B族、維生索C等后將出現(xiàn)混濁。(5)青霉素可加強(qiáng)華法林作用。過(guò)程青霉素生產(chǎn)工藝過(guò)程一、青霉素發(fā)酵工藝過(guò)程

1、工藝步驟

（1）絲狀菌三級(jí)發(fā)酵工藝步驟

冷凍管（25°C，孢子培養(yǎng)，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培養(yǎng)，7天）——大米孢子（26°C，種子培養(yǎng)56h,1:1.5vvm）——一級(jí)種子培養(yǎng)液（27°C，種子培養(yǎng)，24h,1:1.5vvm）——二級(jí)種子培養(yǎng)液（27~26°C,發(fā)酵,7天,1:0.95vvm）——發(fā)酵液。

（2）球狀菌二級(jí)發(fā)酵工藝步驟

冷凍管（25°C，孢子培養(yǎng)，6~8天）——親米（25°C，孢子培養(yǎng)，8~10天）——生產(chǎn)米（28°C，孢子培養(yǎng)，56~60h,1:1.5vvm）——種子培養(yǎng)液（26~25-24°C，發(fā)酵，7天，1：0.8vvm）——發(fā)酵液。

2、工藝控制

（1）影響發(fā)酵產(chǎn)率原因

基質(zhì)濃度在分批發(fā)酵中，常常因?yàn)榍捌诨|(zhì)量濃度過(guò)高，對(duì)生物合成酶系產(chǎn)生阻遏（或抑制）或?qū)z生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制（如葡萄糖和錢阻遏或抑制,苯乙酸生長(zhǎng)抑制）,以后期基質(zhì)濃度低限制了菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成,為了避免這一現(xiàn)象,在青霉素發(fā)酵中通常采取補(bǔ)料分批操作法,即對(duì)輕易產(chǎn)生阻遏、抑制和限制作用基質(zhì)進(jìn)行緩慢流加以維持一定最適濃度。這里必需尤其注意是葡萄糖流加,因?yàn)榧词故浅鲎钸m濃度范圍較小波動(dòng),全部將引發(fā)嚴(yán)重阻遏或限制,使生物合成速度減慢或停止。現(xiàn)在,糖濃度檢測(cè)尚難在線進(jìn)行,故葡萄糖流加不是依據(jù)糖濃度控制,而是間接依據(jù)pH值、溶氧或C02釋放率給予調(diào)整。

（2）溫度青霉素發(fā)酵最適溫度隨所用菌株不一樣可能稍有差異,但通常認(rèn)為應(yīng)在25°C左右。溫度過(guò)高將顯著降低發(fā)酵產(chǎn)率,同時(shí)增加葡萄糖維持消耗,降低葡萄糖至青霉素轉(zhuǎn)化率。對(duì)菌絲生長(zhǎng)和青霉素合成來(lái)說(shuō),最適溫度不是一樣,通常前者略高于后者,故有發(fā)酵過(guò)程在菌絲生長(zhǎng)階段采取較高溫度，以縮短生長(zhǎng)時(shí)間,抵達(dá)生產(chǎn)階段后便合適降低溫度,以利于青霉素合成。

（3）pH值青霉素發(fā)酵最適pH值通常認(rèn)為在6.5左右,有時(shí)也能夠略高或略低部分,但應(yīng)盡可能避免pH值超出7.0,因?yàn)榍嗝顾卦趬A性條件下不穩(wěn)定,輕易加速其水解。在緩沖能力較弱培養(yǎng)基中,pH值改變是葡萄糖流加速度高低反應(yīng)。過(guò)高流加速率造成酸性中間產(chǎn)物積累使pH值降低；過(guò)低加糖速率不足以中和蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生氨或其它生理堿性物質(zhì)代謝產(chǎn)生堿性化合物而引發(fā)pH值上升。

（4）溶氧對(duì)于好氧青霉素發(fā)酵來(lái)說(shuō),溶氧濃度是影響發(fā)酵過(guò)程一個(gè)關(guān)鍵原因。當(dāng)溶氧濃度降到30%飽和度以下時(shí),青霉素產(chǎn)率急劇下降,低于10%飽和度時(shí),則造成不可逆損害。溶氧濃度過(guò)高,說(shuō)明菌絲生長(zhǎng)不良或加糖率過(guò)低,造成呼吸強(qiáng)度下降,一樣影響生產(chǎn)能力發(fā)揮。溶氧濃度是氧傳輸和氧消耗一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn),而氧消耗和碳能源消耗成正比,故溶氧濃度也可作為葡萄糖流加控制一個(gè)參考指標(biāo)。

（5）菌絲濃度

發(fā)酵過(guò)程中必需控制菌絲濃度不超出臨界菌體濃度,從而使氧傳輸速率和氧消耗速率在某一溶氧水平上達(dá)成平衡。青霉素發(fā)酵臨界菌體濃度隨菌株呼吸強(qiáng)度(取決于維持因數(shù)大小,維持因數(shù)越大,呼吸強(qiáng)度越高)、發(fā)酵通氣和攪拌能力及發(fā)酵流變學(xué)性質(zhì)而異。呼吸強(qiáng)度低菌株降低發(fā)酵中氧消耗速率，而通氣和攪拌能力強(qiáng)發(fā)酵罐及黏低發(fā)酵液使發(fā)酵中傳氧速率上升,從而提升臨界菌體濃度。

（6）菌絲生長(zhǎng)速度用恒化器進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)證實(shí)，在葡萄糖限制生長(zhǎng)條件下，青霉素比生產(chǎn)速率和產(chǎn)生菌菌絲比生長(zhǎng)速率之間呈一定關(guān)系。當(dāng)比生長(zhǎng)速率低于0.015h-1時(shí)，比生產(chǎn)速率和比生長(zhǎng)速率成正比,當(dāng)比生長(zhǎng)速率高于O.015h-1時(shí),比生產(chǎn)速率和比生長(zhǎng)速率無(wú)關(guān)D所以,要在發(fā)酵過(guò)程中達(dá)成并維持最大比生產(chǎn)速率,必需使比生長(zhǎng)速率不低0.015h-1。這一比生長(zhǎng)速率稱為臨界比生長(zhǎng)速率。對(duì)于分批補(bǔ)料發(fā)酵生產(chǎn)階段來(lái)說(shuō),維持0.015h斗臨界比生長(zhǎng)速率意味著每46h就要使菌絲濃度或發(fā)酵液體積加倍,這在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是極難實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上,青霉素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)階段控制比生長(zhǎng)速率要比這一理論臨界值低得多,卻仍然能達(dá)成很高比生產(chǎn)速率。這是因?yàn)楣I(yè)上采取補(bǔ)料分批發(fā)酵過(guò)程不停有部分菌絲自溶,抵消了一部分生長(zhǎng),故即使表觀比生長(zhǎng)速率低,但真比生長(zhǎng)速率卻要高部分。

（7）菌絲形態(tài)在長(zhǎng)久菌株改良中,青霉素產(chǎn)生菌在淹沒(méi)培養(yǎng)中分化為關(guān)鍵呈絲狀生長(zhǎng)和結(jié)球生長(zhǎng)兩種形態(tài)。前者因?yàn)槿烤z體全部能充足和發(fā)酵液中基質(zhì)及氧接觸,故通常比生產(chǎn)速率較高；后者則因?yàn)榘l(fā)酵液黏度顯著降低,使氣-液兩相間氧傳輸速率大大提升,從而許可更多菌絲生長(zhǎng)(即臨界菌體濃度較高),發(fā)酵罐體積產(chǎn)率甚至高于前者。

在絲狀菌發(fā)酵中,控制菌絲形態(tài)使其保持合適分支和長(zhǎng)度,并避免結(jié)球,是取得高產(chǎn)關(guān)鍵要素之一。而在球狀菌發(fā)酵中,使菌絲球保持合適大小和松緊,并盡可能降低游離菌絲含量,也是充足發(fā)揮其生產(chǎn)能力關(guān)鍵素之一。這種形態(tài)控制和糖和氮源流加情況及速率、攪拌剪切強(qiáng)度及比生長(zhǎng)速率親密相關(guān)。3、工藝控制關(guān)鍵點(diǎn)

（1）種子質(zhì)量控制絲狀菌生產(chǎn)種子是由保藏在低溫冷凍安瓿管經(jīng)甘油、葡萄糖、蛋白胨斜面移植到小米固體上，25°C培養(yǎng)7天,真空干燥并以這種形式保留備用。生產(chǎn)時(shí)它按一定接種量移種到含有葡萄糖、玉米漿、尿素為主種子罐內(nèi),26°C培養(yǎng)56h左右,菌絲濃度達(dá)6%-8%,菌絲形態(tài)正常,按10%-15%接種量移人含有花生餅粉、葡萄糖為主二級(jí)種子罐內(nèi),27°C培養(yǎng)24h,菌絲體積10%-12%,形態(tài)正常,效價(jià)在700D/ml左右便可作為發(fā)酵種子。

球狀菌生產(chǎn)種子是由冷凍管子孢子經(jīng)混有O.5%-1.0%玉米漿三角瓶培養(yǎng)原始親米孢子,然后再移人羅氏瓶培養(yǎng)生產(chǎn)大米抱子(又稱生產(chǎn)米),親米和生產(chǎn)米均為25°C靜置培養(yǎng),需常常觀察生長(zhǎng)發(fā)育情況在培養(yǎng)到3-4天,大米表面長(zhǎng)出顯著小集落時(shí)要振搖均勻,使菌絲在大米表面能均勻生長(zhǎng),待10天左右形成綠色孢子即可收獲。親米成熟接人生產(chǎn)米后也要經(jīng)過(guò)猛烈振蕩才可放置恒溫培養(yǎng),生產(chǎn)米孢子量要求每粒米300萬(wàn)只以上。親米、生產(chǎn)米子孢子全部需保留在5°C冰箱內(nèi)。

工藝要求將新鮮生產(chǎn)米(指收獲后孢瓶在10天以內(nèi)使用)接人含有花生餅粉、玉米胚芽粉、葡萄糖、飴糖為主種子罐內(nèi),28°C培養(yǎng)50-60h當(dāng)pH值由6.0-6.5下降至5.5-5.0,菌絲呈菊花團(tuán)狀,平均直徑在100-130μm,每毫升球數(shù)為6萬(wàn)-8萬(wàn)只,沉降率在85%以上,即可依據(jù)發(fā)酵罐球數(shù)控制在8000-11000只/ml范圍要求,計(jì)算移種體積,然后接入發(fā)酵罐,多出種子液棄去。球狀菌以新鮮孢子為佳,其生產(chǎn)水平優(yōu)于真空干燥孢子，能使青霉素發(fā)酵單位罐批差異降低。

（2）培養(yǎng)基成份控制

a.碳源產(chǎn)黃青霉菌可利用碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等?，F(xiàn)在生產(chǎn)上普遍采取是淀粉水解糖、糖化液(DE值50%以上)進(jìn)行流加。

b.氮源氮源常選擇玉米漿、精制棉籽餅粉、麩皮，并補(bǔ)加無(wú)機(jī)氮源（硫酸氨、氨水或尿素）。

c.前體生物合成含有芐基基團(tuán)青霉素G,需在發(fā)酵液中加人前體。前體可用苯乙酸、苯乙酰胺,一次加入量小于0.1%,并采取數(shù)次加入,以預(yù)防