从发酵液中提取青霉素第一组
从发酵液中提取青霉素一组
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结构式
球棍式
5页/共18 页 第
第五页，共18页。
青霉素药理作用： 干扰(gānrǎo)细菌细胞壁 合 成。青霉素的结构( jiégòu)与细胞壁的成分粘肽
结构( jiégDòu-丙)中氨的酰 -D-丙氨酸近似，可与后
共沸蒸馏(zhēngliú)结晶：
萃取液，再用 0.5 M NaOH萃取(cuìqǔ)， pH6.4-4.8下得到(dé dào)钠盐水浓缩2液.5倍。加 体积丁醇， 16－26℃， 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。
项目(xiàngmù)一：前期准备
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项目二第 页 /共 第二页，共18页。
青霉素的概念(gàiniàn)：青霉素又被称为G、青霉素
peillin G 、 盘尼西林(pánníxīlín)、配尼西林、青 钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。
反萃取(cuìqǔ)
为了(wèi lep)H避波免动(bōdòng)，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲 进行反萃。发酵液与溶剂比例为 3－4。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 pH2.0~3.0 ，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
青霉素是抗菌素的一种(yī zhǒnɡ)，是指从青霉 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β -
青霉素的提取方法
青霉素的提取方法
青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素，其提取方法主要包括发酵法、化学合成法和生物转化法。
其中，发酵法是目前应用最为广泛的一种方法。
首先，发酵法是利用青霉菌在适宜的培养条件下产生青霉素。
青霉素生产菌株主要包括青霉菌属、放线菌属和链霉菌属。
在培养基中添加适当的碳源、氮源、矿物盐和生长因子，控制好温度、pH 值和氧气供应，青霉素生产菌株就能够产生大量的青霉素。
其次，发酵液中的青霉素需要进行提取和纯化。
一般来说，提取青霉素的方法包括有机溶剂法、树脂吸附法和膜分离法。
有机溶剂法是将发酵液与有机溶剂进行萃取，然后通过蒸馏或结晶得到青霉素。
树脂吸附法是利用青霉素对特定树脂的亲和性进行吸附，再通过洗脱得到纯净的青霉素。
膜分离法则是利用膜的分离作用将青霉素从发酵液中分离出来。
最后，提取得到的青霉素需要进行纯化和结晶。
通过结晶、结晶温度、溶剂选择和结晶速度等条件的控制，可以得到高纯度的青霉素结晶体。
总的来说，青霉素的提取方法是一个复杂的过程，需要在培养条件、提取方法和纯化工艺等方面进行精细的控制。
只有通过科学合理的方法，才能够得到高质量的青霉素产品，为临床医学和医药工业提供有力的支持。
青霉素发酵工业原理流程
青霉素发酵工业原理流程青霉素是一种重要的抗生素药物，广泛应用于医疗领域。
青霉素的生产是通过青霉菌发酵过程实现的，而青霉素发酵工业生产则是将这一过程进行工业化规模化生产的过程。
青霉素发酵工业原理流程是指在工业生产中，如何利用青霉菌进行发酵生产青霉素的流程和原理。
本文将从青霉素的发酵工业生产原理、流程和相关要点详细介绍，希望对读者有所帮助。
一、青霉素的发酵工业生产原理青霉素是由真菌类青霉菌（Penicillium）产生的一类抗菌素，其主要成分是青霉素酶，其分子式为C8H11O2N。
青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成来发挥抗菌作用。
青霉素的发酵工业生产原理基本上是利用青霉菌在适宜的条件下生长、繁殖，通过其代谢产生青霉素酶。
青霉素酶在青霉菌生长过程中，通过正反馈调控，促进青霉素的合成。
青霉素的发酵工业生产原理需要考虑到青霉菌的生长条件、培养基、发酵条件等因素。
青霉菌的生长需要适宜的温度、湿度和氧气供应。
培养基中除了必需的营养物质外，还需要添加一定的辅助营养物质和调节剂，来促进青霉菌的生长和产青霉素酶。
发酵条件则需要控制好发酵罐内的温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等参数，以保证青霉菌的生长和产酶。
二、青霉素的发酵工业生产流程青霉素的发酵工业生产流程包括菌种培养、发酵生产和后续处理等步骤。
1.菌种培养首先是将青霉菌的菌种在培养基中进行预培养。
青霉菌的菌种来源可以是冻干菌粉或者鲜活菌种，通过接种到预培养罐中进行预培养。
预培养的目的是为了让菌种重新活化，并且增加菌种的数量，以用于后续的发酵罐发酵。
预培养罐中的培养条件需要控制好，使得青霉菌的生长处于最佳状态，以获取高活力的菌种。
2.发酵生产接下来是将预培养后的青霉菌菌种接种到发酵罐中进行大规模的发酵生产。
发酵罐中需要控制好温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等参数，以保证发酵过程中青霉菌的最佳生长条件。
在发酵的过程中，青霉菌产生青霉素酶，并将其分泌到培养基中，最终形成青霉素。
青霉素的提取与纯化[发明专利]
![青霉素的提取与纯化[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/79d2e94a1611cc7931b765ce05087632311274a9.png)
[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1110686A[43]公开日1995年10月25日[21]申请号94116070.X [22]申请日94.9.22[71]申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号[72]发明人李十中 [74]专利代理机构天津大学专利代理事务所代理人曲远方 张强[51]Int.CI 6C07D 499/18权利要求书 1 页 说明书 3 页[54]发明名称青霉素的提取与纯化[57]摘要本发明属于有机化合物的分离。
在青霉素发酵液的溶剂萃取工艺中不引入任何表面活性剂，采用切割分子量20000及以下的超滤膜对该发酵液或其过滤后的滤液进行超滤处理，纯化滤液，透过液的青霉素萃取过程可在生产中使用任意萃取设备一次完成青毒素的提纯和浓缩过程，萃取液用无盐水洗涤，进一步纯化萃取液。
94116070.X权 利 要 求 书第1/1页 1、一种有机化合物的分离工艺，本发明的特征在于使用切割分子量(MWCO)20000及以下的超滤膜对青霉素发酵液预处理过滤后的滤液，或直接对发酵液进行超级过滤，纯化滤液，透过液的青霉素萃取过程可在生产中使用的任意萃取设备中一次完成青霉素的提纯和浓缩过程，萃取液用无盐水洗涤，进一步纯化萃取液。
2、根据权利要求1所述的有机化合物分离工艺，其特征在于超级过滤是在5～30℃，0.1～0.5MPa的条件下进行的。
94116070.X说 明 书第1/3页青霉素的提取与纯化本发明属于有机化合物的分离。
青霉素的提纯在已有技术中有报导，从发酵液中提取青霉素，有活性碳吸附法、沉淀法、离子交换法、溶媒萃取法等方法。
目前普遍采用溶媒萃取法，是将有机溶媒与青霉素发酵液预处理过滤的滤液混合，通过调节PH值使青霉素由水相转入溶媒，达到提纯和浓缩的目的。
该方法有以下几种：将青霉素由滤液通过Podbielniak萃取机一步萃取到溶媒中的一步萃取法（prensive Biotchnology.ed.M.Mooy oung.vol.3.P28-29 Pergamon press New York，1985）;将青霉素由滤液提入溶媒，转入缓冲液，再由缓冲液提入溶媒相的三步提取法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P227（1988年）;将青霉素提入溶媒后直接进行共沸结晶的一次萃取共沸结晶法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P196-197（1988年））;对青霉素发酵液直接使用倾析器进行萃取的直接萃取法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P227（1988年））。
生物工程概论期末考试题
发酵工程复习题一、选择题：1.厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乙酰谷氨酰胺，其原因是（）A．温度控制不适 B．通气量过多 C. pH呈酸性 D.溶氧不足2.青霉素生产的叙述,正确的是（ B）B．用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可以选育高产菌种3.有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述．错误的是（ B）B．菌体能合成各种生长因子，不需要从外界补充4.属于生长因子的是（ D ）D 维生素5.菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑制微生物的生长，原因是（A ）A．碳源供应太充足6.作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。
所以应选择在它的（B ）B 对数期7.与调整期缩短有关的因素中，最全面的一组是(C )①用与菌种相同的培养基②营养丰富的培养基③稳定期获得的菌种④对数期获得的菌种⑤接种时间提前⑥接种量加大⑦接种量减少⑧接种种类增多C．①④⑥8.谷氨酸发酵过程中，如果环境条件控制不当，则可能使代谢产物成为乳酸，那么乳酸是下列哪种条件下的产物（ D ）D．溶氧不足9. 能影响发酵过程中温度变化的因素是（ D）A．微生物分解有机物释放的能量B．机械搅拌C．发酵罐散热及水分蒸发D．A、B、C都对10.应用发酵工程生产的产品不包括（ D）D．目的基因二、名词解释：1.发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学。
发酵工程具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等2.培养基 : 原料其化学成分明确、稳定适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产3.培养基: 80%～90%是水，其中配有可溶性的或不溶性的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。
4.生理性酸性物质；生理性碱性物质经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的营养物叫生理酸性物质，若菌体代谢后能产生碱性物质的营养物称为生理碱性物质5.连续培养指在向反应器中添加培养基的同时，从容器中放出等体积的培养液，就可以形成一个生产细胞的连续过程，即在培养器中所形成的新细胞数量与从容器中流失的细胞数目相等，反应体系达到稳态；菌的积累速率=生长速率-流出速率,6.抗生素：是生物在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。
青霉素的提取操作方法
青霉素的提取操作方法
青霉素的提取操作方法通常包括以下步骤：
1. 接种青霉菌：将青霉菌（如青霉菌属的Penicillium chrysogenum）接种到含有适宜营养物质的培养基中。
培养基的配方根据具体需要进行调整，通常包括碳源、氮源、无机盐等，在适宜的温度和湿度下培养。
2. 发酵：在接种后，青霉菌会进行生长和代谢，产生青霉素。
在发酵的过程中，通常需要控制合适的pH值、温度和氧气供应等条件。
3. 分离发酵液：当发酵过程达到一定程度，通常可以通过离心或过滤等方法将发酵液和青霉菌进行分离。
分离后的发酵液中含有青霉素。
4. 提取青霉素：将分离得到的发酵液进行提取。
常用的提取方法包括溶剂提取、萃取、蒸馏等。
其中，溶剂提取是常用的方法，通常使用有机溶剂（如乙醇、丙酮等）将青霉素从发酵液中溶解出来。
5. 纯化：提取得到的青霉素溶液通常含有杂质，需要进行纯化处理。
纯化方法常常包括结晶、过滤、萃取、层析等。
其中，结晶是常用的纯化方法，通过控制温度、溶剂和结晶条件，使青霉素结晶出来，然后通过过滤等操作获得纯净的青霉素。
6. 干燥和制剂：纯化得到的青霉素需要进行干燥，通常使用低温干燥和真空干燥等方法。
最后，可以将干燥得到的青霉素制备成药物或其他形式的制剂。
青霉素提取原始方法
青霉素提取原始方法
青霉素提取原始方法即青霉素发现之初采用的提取方法。
在此方法中，使用培养的青霉菌株，通过培养基发酵生产青霉素，然后进行萃取和纯化。
具体步骤如下：
1. 培养青霉菌：使用含有合适营养物质的培养基，培养青霉菌株。
青霉菌株在适宜的温度、pH和氧气条件下生长，并产生
青霉素。
2. 收集发酵液：经过一段时间的培养，酶类和微生物代谢产物会溶解在发酵液中。
收集发酵液，即培养基中含有青霉菌培养产生的物质。
3. 萃取：将收集的发酵液经过反复的溶剂萃取。
常用的溶剂包括丁醇、正己烷等。
通过溶剂的选择性提取，将青霉素从其他杂质中分离出来。
4. 蒸馏：将经过溶剂萃取的溶液进行蒸馏，将溶剂和青霉素分离。
在蒸馏过程中，溶剂会蒸发，而青霉素则保留在残留物中。
5. 结晶：将残留物溶解在适当的溶剂中，通过降低温度逐渐结晶。
青霉素会以晶体的形式沉淀下来。
6. 进一步纯化：对青霉素晶体进行洗涤和过滤，以去除杂质。
可以使用适当的溶剂进行洗涤，然后通过过滤将洗涤后的纯净青霉素分离出来。
这些步骤描述了青霉素提取的原始方法。
使用这种方法可以从青霉菌的培养液中提取纯净的青霉素，为后续药物制剂提供原料。
第38讲 传统发酵技术和发酵工程的应用(练习)(解析版)
第38讲传统发酵技术和发酵工程的应用1．（2024·河南·高三统考专题练习）青霉素别名为盘尼西林，它是最早发现、最先提纯、临床上应用最广的一种抗生素，发酵工程中常利用产黄青霉来生产青霉素。
下列相关叙述正确的是（）A．选育菌种时，可以借助诱变育种、杂交育种等技术获取高产青霉素的产黄青霉菌株B．由于青霉素对细菌具有广泛的抑制作用，所以对生产青霉素的发酵设备进行消毒处理即可C．由于产黄青霉生长最适温度和生产青霉素的适宜温度不同，所以发酵时不同阶段要控制不同温度D．发酵结束后，可根据青霉素的化学性质采用过滤、沉淀等方法从发酵液中提取青霉素【答案】C【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、产黄青霉属于真菌，不能利用杂交育种技术获取高产青霉素的菌种，A错误；B、有些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉，因此对生产青霉素的发酵设备要进行严格的灭菌处理，B错误；C、发酵过程中要根据微生物生长和代谢等因素来确定控制的温度，因此发酵时不同阶段要控制不同温度，C正确；D、青霉素属于代谢产物，根据其化学性质采用分离、提纯等方法从发酵液中提取青霉素，D错误。
故选C。
2．（2020·高二课时练习）下列有关传统发酵技术的描述，正确的是（）A．传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种B．传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物C．传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物D．果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物【答案】D【分析】传统发酵技术是指利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模的生产发酵产品的技术。
发酵工业起源很早，中国早在公元前22世纪就用发酵法酿酒，然后开始制酱，制醋，制腐乳等，这些都是我国传统的发酵产品。
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从发酵液中提取青霉素
项目一：前期准青霉素G、 peillin G、 盘尼西林、配尼西林、青霉素 钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。 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β内酰胺类中一大类抗生素的总称。
脱色
萃取液中添加活性炭，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。
过滤
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 ℃以下，过滤收率一般90% 左右。
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1.82.0，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。
理化性质
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生 素的总称，由于β-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。
结构式
球棍式
青霉素药理作用：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。
适应症
青霉素适用于败血症、肺炎、脑膜炎、扁桃 体炎、中耳炎、猩红热、丹毒、产褥热，破伤风、 气性坏疽、炭疽、白喉、流行性脑脊髓膜炎、李 斯特菌病、鼠咬热、梅毒、淋病、雅司、回归热、 钩端螺旋体病、奋森咽峡炎、放线菌病等。在风 湿性心脏病或先天性心脏病病人进行口腔手术或 牙科操作，胃肠道和生殖泌尿道手术或某些操作 时，青霉素也可用于心内膜炎的预防。
反萃取
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3－4。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pH2.0~3.0，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pH7.0~8.0。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 ℃以下）。萃取罐冷冻盐水冷 却。
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，16－26℃，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。
洗涤干燥得到晶体
项目三：制定方案
青霉素提纯工艺流程简图
预处理
发酵液中的杂质如高价无机离子Ca,Mg,Fe 离子）和蛋白质在离子交换过程中对提炼 影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。 对高价离子的去除，采用草酸或磷酸；对
于蛋白质，可利用其在等电点时凝聚的特
点将其除。 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。