Công nghệ sản xuất chất kháng sinh penicillin

Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

ĐẠI HỌC BC TÔN LỜI
ĐỨCMỞ
THẮNG
ĐẦU TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
LỚP 08SH1N
Từ thế kỷ XIX người ta đã biết các vi sinh vật có thế sổng cộng sinh,
cũng như có tác dụng đối kháng giữa chúng với nhau. Đen năm 1929,
A.Fleming quan sát thấy nhũng khuấn lạc của mốc penicillin notatum ức chế
sinh trưởng tụ cầu khuấn Staphylococus. Chất có tác dụng ức chế do mốc này
tiết ra được gọi là penicillin. Từ đó đến nay việc nghiên cứu chất có hoạt tính
kháng sinh được chú trọng rất nhiều và đạt được nhiều kết quả rực rỡ.
Đẻ tài:
Ngày nay người ta đâ biết trên 2000 chất kháng sinh, nhung chỉ mới có
khoảng 50 chất được dùng vào tư liệu hóa học chữa các bệnh nhiễm vi sinh
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHAT
vật
trong y học và một số ngành khác. Một trong những chế phẩm chất kháng sinh
phổ biến là penicillin.

GV Hướng dẫn:

Kỹtiên
sư Nguyễn
Penicillin là chất kháng sinh được tìm ra đầu
và được Thị

sản cẩm
xuấtVy
sớm
nhất dùng chữa một số bệnh do vi khuẩn vào những năm đầu của chiến tranh
Sinh viên thưc hiên:
thế giới thứ hai. Ngày nay chất kháng sinh này được sản xuất với một lượng
rất

Lý Vũ Quốc Bảo
lớn và được dùng khá phổ biến trong y học.
Trong đề tài này, chúng tôi đã nêu ra những tìm hiểu của mình về lịch
sử phát hiện và sản xuất penicillin, các nguyên liệu sản xuất, công nghệ sản
xuất penicillin cũng như các chế phẩm của loại thuốc kháng sinh này.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn GV hướng dẫn, Kỹ sư Nguyễn Thị
Câm Vi, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình
thực hiện đề tài này.
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

PHẦN I

TỔNG QUAN

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Ĩ.Lich sử phát hiên và sàn xuất penicillỉn:
Chất kháng sinh penicillin được phát hiện tình cờ vào năm 1928: trong
khi làm vệ sinh phòng thí nghiệm của mình, Alexander Fleming đã chú ý đến
một hộp petri nuôi Staphylococcus bị nhiễm nấm mốc Penicillium notatum có
sinh này (1929). Công
penicillin để đặt tên cho kháng

ngay lập tóc thu hút

trình khoa học của Fleming

nhà khoa học trên thế

sự quan tâm chú ý của nhiều

phòng thí nghiệm ở

giới. Gần như đồng thời, nhiều

cún thu nhận

các nước đều triến khai nghiên
penicillin và chỉ sau khoảng thời gian ngắn các nhà khoa học Mỹ đã triển khai
lên men thành công penicillin bằng phương pháp lên men bề mặt (1931). Tuy

nhiên cũng trong khoảng thời gian đó mọi nổ lực nhằm tách và tinh chế
penicillin từ dịch lên men đều thất bại do không bảo vệ được hoạt tính kháng
sinh của chế phẩm tinh chế, do đó vấn đề penicillin tạm thời bị lãng quên.
Năm 1938 ở Oxíbrd, khi tìm lại các tài liệu đã được công bố. Ernst
Boris Chain lại đế tâm đến phát minh của Fleming và ông đã đề nghị Howara
walter Florey cho tiếp tục triển khai nghiên cứu này. Chỉ sau hai năm, phòng
thí nghiệm của ông đã tinh chế được một lượng lớn penicillin, đủ đế thí
nghiệm
trên các loại động vật thí nghiệm và kết quả điều trị thử nghiệm đã cho kết quả
mỹ mãn: ngày 25/5/1940 penicillin đã được thử nghiệm rất thành công trên
chuột. Một thời gian ngắn sau đó, trong nồ lực cuối cùng nhằm cứu sống các
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

trị cho người, và cũng thật bất ngờ, kết quả điều trị này đã thành công ngoài cả
sự trông đợi: chỉ duy nhất một thương binh bị tử vong do lượng thuốc tại chỗ
không còn đủ liều yêu cầu đế điều trị cho thương binh đó (1941).
Nhóm nghiên cún của Chain đã báo cáo lên chính phủ Hoàng gia Anh,
nhưng do chính phủ đang tập trung mọi no lực cho chiến tranh nên đã không
tài trợ cho dự án. Vì vậy, đề xuất trên được chuyến sang triển khai tiếp ở
Peoria (Illionis. Mỹ). Nhận thức được ý nghĩa to lớn của nghiên cún này,
chính
quyền bang Illinois và cả chính quyền liên bang đã xếp chương trình penicillin
vào loại đặc biệt ưu tiên và chính phủ trực tiếp đứng ra tổ chức triển khai. Nhờ
vậy, chỉ sau một thời gian ngắn người ta đã triển khai thành công công nghệ

lên men chìm sản xuất penicillin (1942); đã tuyến chọn được chủng công
nghiệp Penicillium chrysogenum NRRL-1951 (1943) và sau đó đã tạo được
biến chủng Penicillium chrysogenum Wis Q-176 (chủng này được xem là
chủng gốc của hầu hết các chủng công nghiệp đang sử dụng hiện nay trên toàn

Thiêí bị làm lạnh và bôn lên men được sử dụng năm 1945

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Các tác giả nhận được giải Nobel năm 1945 về công trình
penỉcỉllỉn.
Vài năm sau người ta thấy xuất hiện các trường hợp kháng thuốc và
hiện tượng này ngày nay càng phố biến hơn. Trên con đường nhằm vô hiệu
hoá
khả năng kháng thuốc của vi khuẩn và mở rộng thêm tính năng ứng dụng điều
trị của penicillin, năm 1959, Batcherlor và đồng nghiệp đã tách ra được axit 6aminopenicillanic. về sau, axit này được sử dụng làm nguyên liệu đế sản xuất
ra hàng loạt chế phâm penicillin bán tống hợp khác nhau. Nguyên lý sản xuất
chế phẩm bán tổng hợp trên đã mở ra con đường mới rất hiệu quả và kinh tế
đế
đấu tranh chống lại sự kháng thuốc. Ngày nay trên thế giới đã sản xuất được
trên 500 chế phẩm penicillin (trong đó chỉ lên men trực tiếp hai sản phẩm là
penicillin V và penicillin G) và xu thế nghiên cún sản xuất các chế phấm
penicillin bán tổng hợp mới vẫn tiếp tục được triến khai.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Penicillium chrysogenum trên môi trường Raistrik tạo thành hai kiếu
khuân lạc:
> Kiếu I: khuẩn lạc tròn trăn, các nếp nhăn rõ nét. Khuẩn ty khí

sinh mọc tốt và có màu xanh; theo rìa khuẩn lạc có đường viền rộng 2-5 mm
của những khuấn ty bạc trắng không có bào tử; các khuấn ty cơ chất màu nâu;
chất màu không hoà vào môi trường.
> Kiếu II: khuấn lạc có nhũng khuân ty màu trắng, phát triến yếu;

khuẩn ty cơ chất cũng có màu nâu. Khuẩn lạc kiểu I cho hoạt lự cao, kiểu II
thường xuyên cho hoạt tính kháng sinh thấp. Vì vậy cần phải tách những

Chủng penicillium được nuôi cấy trên đìa petri

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Các chủng penicillium ở các giai đoạn phát triên khác nhau

Những chủng Penicillium thường có hoạt lực cao lại kém ốn định. Đặc
tính này đặt cho những nhà vi sinh vật một nhiệm vụ khó khăn: tạo được khả
năng sinh kháng sinh cao nhất, giữ được ổn định trong quá trình nghiên cứu
và
sản xuất. Nhiệm vụ này có một ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp .các giống
này bảo vệ ở kệ, ở trạng thái đông khô có thể tới ba năm, ở đất vô trùng là hai
năm. Ngày nay nhờ di truyền học đã tạo được những giống ổn định, ít nhất
sau
sáu thế hệ không giảm hoạt tính kháng sinh.
Chúng ta cần phải nhận thức rằng các nấm penicillium thường dễ biến
đối về hình thái và giảm khả năng sinh kháng sinh. Khi xảy ra biến đối thì sẽ
sinh ra hàng loạt những chủng mới từ giống cơ bản và nhiệm vụ của các nhà
vi
sinh vật lúc này là phải chọn lại những khuấn lạc khoẻ có nhiều ưu điếm, tiếp
theo cần phải tiến hành những biện pháp bảo quản thích hợp.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

2. Giai đoạn II: Khuẩn ty phát triển, tế bào chất ưa kiềm, những

hạt nhỏ trong không bào dần dần biến mất. Ở cuối giai đoạn này xuất hiện
những giọt chất béo nhỏ.

3. Giai đoạn III: Tạo thành những giọt chất béo to, không còn

không bào, tế bào chất rất ưa kiềm.
4. Giai đoạn IV: Xuất hiện không bào với những hạt dễ bắt màu

đỏ
trung tính, những hạt chất béo nhỏ hơn ở giai đoạn III, tính ưa kiềm giảm.
5. Giai đoạn V: Khuẩn ty có hình trống và có chứa những không

bào,ở giữa có một hoặc một vài hạt lớn. Các hạt chất béo biến mất. Tính ưa
kiềm tiếp tục giảm.
6. Giai đoạn VI: Khuẩn ty vẫn giữ được dạng hình trống nhưng

không còn những hạt bắt màu trung tính, các không bào bắt màu da cam hoặc
màu hồng đồng đều. Các hạt chất béo không còn. Xuất hiện những tế bào
riêng
biệt bắt đầu tụ’ phân.
Quá trình lên men penicillin cũng thuộc vào loại lên men hai pha: pha
sinh trưởng (úng với nhũng giai đoạn phát triến I, II, III) và pha sinh penicillin
(ứng với những giai đoạn IV, V, VI).

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

dưỡng, hệ sợi nấm bắt đầu tự phân, nếu tiếp tục lên men nồng độ penicillin sẽ

giảm, trong thực tế sản xuất cần phải kết thúc lên men trước thời điếm này.
Nguồn nitơ dùng trong sinh tống hợp penicillin có thế là những hợp
chất
hữu cơ (axit amin, pepton, protein) và vô cơ (amoniac, các muối amon và
nitrat).Amoniac được nấm penicillium chrysogenum đồng hoá nhanh hơn cả.
Trong quá trình nuôi cấy N-NH3 được tạo thành tù' cao ngô do phản ứng khử
amin các hợp chất nitơ. Nấm mốc sử dụng N-NH3 trước tiên và nồng độ của
chất này trong thời gian đầu tăng lên, vì tốc độ tạo thành nó nhanh hơn tốc độ
sử dụng, tiếp theo đó được giảm rất nhanh cùng với tốc độ sinh trưởng, phát
triển của nấm mốc và tiếp tục giảm cho đến khi hệ sợi của mốc bị tự phân.
Tốc
độ sử dụng amoniac phụ thuộc vào nguồn cacbon trong môi trường. Trong
trường hợp nguồn cacbon là glucoza, sacaroza hoặc các nguồn cacbon dễ tiêu
hoá khác, amoniac được sử dụng nhanh hơn khi môi trường có lactoza. Nitrat
được nấm mốc đồng hoá khi trong môi trường không có nguồn nitơ hữu cơ.
Lưu huỳnh có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong quá trình sinh trưởng
và
sinh tổng hợp của nấm mốc. Nguồn lưu huỳnh thường dùng là muối sunfat
của
kali, natri và amon. Các chất này tham gia vào tổng hợp metionin, sixtin,
biotin, tiamin...hoặc trạng thái liên kết yếu là tốt hơn cả. Nhiều công trình
nghiên cứu cho biết, khi trong môi trường có mặt đồng thời L-sixtin và sunfat
thì lun huỳnh của axit amin này dễ đi vào phân tử penicillin hơn lun huỳnh
của
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Trong tế bào sixtin dễ biến thành sixtein và ngược lại. Sixtein có một ý
nhĩa lớn như một tác nhân khử nhờ nhóm suníuhydrin (-SH ).
pH môi trường thích hợp cho penicillium chrysogenum phát triến nằm
trong khoảng 6 - 6.5. Môi trường kiềm hoặc axit hon đều làm cho mốc phát
triến chậm. Trong quá trình lên men pH môi trường thay đối tuỳ thuộc vào tốc

III. Môt số quá trình tồng hop penicillỉn:

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Sự tống hợp và biến dưỡng peniciỉlin

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.cc--------------------------------------------Công
Penicilin
admin 08 lh@gmail com

nghệ

săn

xuất

—[CH]g-COO_ + ỵ
-------------------------CH,
^"2
H
A CH5
:
cocr
"O
H COO"
1^2-aminohexandioate
3 ATP +
I^cysteine
L2-aittihoadipate
mechanism 3 AMP + 3
HgN H
PPj
HS
H,

"OOC

(The dotted lines show wheie the
bonds
w01
be íormed.)
I mechaửúsm

I»T
EJc
121.3.1
02
H3N*ỵ

y

H cocr

N-tCH^-CO-N ạ B

C
H
g

other penicillins

o
•H M H
*H
perũciUinN

H3N!

X^CH3

ỊEC 1.14-20.1~| 02
4^
oxoglutaiate

2-

"*
'ý— [CH^g-CO-N. H H 0
Qther cephalospoĩỉns~|
deacetoxycephalospoiin c
CH,
COCT
Sự tông họp penicillin N và deasetoxycephaỉosporin c
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cấm Vy


Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

PHẦN II

CÔN6N6HỆ

SẢN XUẤT

i.

Đăc điếm
chung :

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy

Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ lên men sản xuất penicillin mang nét đặc thù riêng của từng
cơ sở sản xuất và các thông tin này rất hạn chế cung cấp công khai. Ngay cả
bằng sáng chế cũng có giới hạn ở những công đoạn nhất định; vì vậy rất khó
đưa ra công nghệ sản xuất công nghiệp. Theo hãng gist-brocades, tòan bộ dây
chuyền chia làm 4 công đọan chính:
•

Lên men sản xuất penicillin tự nhiên (thương thu penicillin V

hay
penicillin G).
•

Xử lý dịch lên men tinh chế thu bán thành phấm penicillin tự

nhiên.
Chuẩn bị
môi
trường lên
Nhân giống

Lên men

Thu nhận
và
tinh chế

Quy trình lên men sán xuất penicillin

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

IĨ.Công nghê sàn xuất:
Hiện nay người ta sản xuất penicillin theo hai phương pháp:
•

Phương pháp lên men bề mặt.

•

Phương pháp lên men chìm.

1. Phương pháp lên men bể mất.
Trong nhũng năm 30 đến những năm 50 của thế kỷ XX, phương pháp
nuôi cấy bề mặt được áp dụng rộng rãi đế sản xuất kháng sinh tù’ nấm
penicillin chrysogenum...
a) Giống Penicillin chrysogenum. là nấm sợi đơn bào hở. Khi mới
phát triển trong môi trường đặt thì tạo ra 2 khuẩn ty: khuẩn ty khí sinh và

Nấm sợi penicillium chrysogenum.

Nấm penicillin: thuộc họ hiếu khí bắt buộc, do đó trong quá trình nuôi
phải cung cấp khí liên tục. Phương pháp bảo quản được dùng nhiều nhất là
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

phương
pháp
cấy truyền
định
kì bộ
trên
thángtrên,
kếtlắc
hợpcho
vớithật
bảo
các
tủ cấy
vô trùng)
chuyển
toàn
vàothạch

bìnhhàng
tam giác
đềuquản
rồi
lạnh, phương
quản bằng Nuôi
hạt ngũ
cốc kiện
bảo quản
theođến
phương
pháp
chuyến
chúng pháp
sang bảo
tủ ấm30-37°c.
ở điều
này cho
khi bào
tử
đông khô cũng được sử dụng.
nấm
xuất hiện và phát triến đều khắp môi trường.
b) Nguyên liệu: Cám và hạt ngũ cốc các lọai, nguyên liệu được bố

sung

Ta gọi quá trình thực hiện như trên là quá trình nhân giống cấp l.Cứ

nướctục

saothực
cho hiện
độ âm
được3 hấp
trùng
121°cgiống
trong cho
30tiếp
ta đạt
có 55-60%W
giống cấp và
2, cấp
cho thanh
đến khi
đủ ở5-10%
45 phút. Ngay sau khi kết thúc thanh trùng, chúng được tải vào những khay
sản
hình chữ nhật có kích thước dài 1-1.2 m, rộng 0.6-0.8 m, cao 5-6 em. Lớp môi
xuất.
trường cho vào đấy dày 2-3 em đế đảm bảo độ thóang khí trên tòan bộ bề mặt
và mặt Cứ
dướimỗi
củamột
môicấp
trường.
Một giống
số cơ sở
nguyên
các hạt
cốc

độ nhân
tù' dùng
cấp này
sangliệu
cấp làkhác,
khốingũ
lượng
thì
môi trường
hơnlần.
(3-4
em) trường
do các hạt
trường
có
môilớp
trường
tăng từ dày
10-15
Trong
hợpngũ
vượtcốc
quátạo1 ra
kýmôi
người
ta nuôi
độ
hơn.
trênthoáng
nhữngkhí

khay.
Trong trường
hợp cám
mịnkháng
thì phải
trộnhiện
thêm
trấuthường
xay nhở
công nghiệp
sảnquá
xuất
sinh
nay,
là (thêm
dùng
khoảng 20-25%) hoặc cùi bắp xay nhỏ trước khi thanh trùng.
nhũng
chủng biến đổi gen. Công nghệ biến đổi gen đã tạo ra những chủng siêu tổng
Đế làm
giống,
ngườipenicillin
ta cũng chrysogenum
làm như trên.đầu
Chỉtiên
có
hợp kháng
sinh.môi
Theotrường
Talaronhân

(1993),
từ chủng
mộtcó khả năng sinh tống hợp 6mg/l, hiện nay người ta đã có những chủng
chỉ
điểmđối
khác
khi làm
môinăng
trường
đến
độ hợp
ẩm 85000ng/l
nhất định, penicillin.
người ta phân
biến
genlàtừsau
chủng
gốc ẩm
có khả
sinh
tổng
phối chúng vào các dụng cụ thủy tinh (chai thủy tinh hay bình tam giác) với
khối lượng
bằng
1/5lên
haymen:
1/6 dung
tíchtrường
của dụng
cụ, đậy

bằngvànút
bông
và
d)Quá
trình
khi môi
đã được
khửkíntrùng
làm
nguội
thanh30°c,
trùngtiến
ở 121°C(0.5
trong
rồi đế Các
nguội
mớiđược
cấy giống.
đến
hành trộn at)
giống
với30tỉ phút
lệ 5-10%.
khay
xếp chồng lên
nhau trên những giá đỡ với khoảng cách nhất định đế thoáng khí và thoáng
c) Quá trình nhân giong: bắt đầu từ giống có trong ống nghiệm. Trong

các nhà máy, mỗi lần cấy truyền giống, người ta thường cấy làm 3 ống. Một
ống dùng để kiểm tra trước khi sản xuất, một dùng đế sản xuất và một dùng đế

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Dung dịch lên men được khử trùng ở 121°c (0.5 at) trong 30 phút, được
phân
khối vào các khay giống các khay nuôi cấy bề mặt với môi trường bán rắn. Ớ đáy
các khay này không được đục lồ vì phải chứa môi trường lỏng. Chiều cao của dung
dịch môi trường trong các khay là 3-4 em. Người ta cũng tiến hành lên men trong
khoảng thời gian là 6-7 ngày ở nhiệt độ lên men là 24-28°C.
Váng nấm sợi được giữ lại sau khi đã rút hết dịch lên men, được tiếp tục sử
dụng cho những lần lên men kế tiếp. Ớ những lần lên mentiếp theo người ta chỉ đổ

Khu vực lên men sản xuất penicillin.
2.

Phương pháp lên men chìm:

Phương pháp lên men chìm là phương pháp được áp dụng nhiều từ những
năm 1950 trở lai đây, thay thế dần phương pháp nuôi cấy bề mặt (trong những năm
gần đây thế giới lại quan tâm đến phương pháp nuôi cấy bề mặt vì nó có nhiều ưu
điểm)

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy

www.08shln.uni.ee--www.08shln.uni.ee--admin
admin 08
08 lh@gmaii
lh@gmaii
com
2 Khô hạt có dầucom
(lạc, đậu

Công
Công nghệ
nghệ sản
sản xuât
xuât Penicilin
Penicilin
2.0-2.4

hydrol, lactose,
Pha thứ
các
nhất:
muối
hệ sợi
amon,
phát thiosunfat,
triển rất mạnh,
photphat
hay còn
kali
gọihoặc
là phanatri,

sinh khối,
các muối
trong
sunfat
natri,
đồng...
pha
nàymagiê,
các chất
dinh
dưỡng dễ đồng hóa sẽ được tế bào nấm hấp thu rất mạnh. Tốc
độ sinh sản của nấm xảy ra rất nhanh. Sự tạo thành penicillin mới bắt đầu.
a)
Quá
trình
nhân
giống:
trình trong
lên men
chìmsau
người
ta nguội
nhân giống
Môi
trường
được
thanh
trùngquá
ở 121°c
30 phút,

đó làm
và

trong
Pha
hai: hệ
sợigiong
phát vào.
triểnQuá
chậm
lại,này
pHđược
tăngđảm
dầnbảo
và ởđạt
trị
tiếp
giong
từ thứ
quá trình
nhân
trình
tínhđến
vô giá
trùng.
môi trường lỏng. Mục tiêu của quá trình nhân giống là thu nhận được số lượng tế
khoảng
bào cao
(thường
tính

tống
tế bào/ml).
7-7.5.
Trong
pha
được
tạo
ra thuộc
với mức
cực đại.
Hiệu
xuấtnày
thupenicillin
nhậnlượng
penicillin
phụ
vàođộlượng
sinh khối có trong môi
trường. Nhiều kết quả cho thấy khi penicillium phát triển mạnh, tạo nhiều sinh khối
trường
giống
trong
lên men
khácdinh
môi
trường
sản
thì hàmMôi
Giống
lượng

penicillin
nấm nhân
mốc thu
penicillin
được
sẽ
chrysogenum
nhiều.
Do penicillin
đó
là các
loạimuối
hiếu
khívớibắt
dường
buộc.
phải
Hơnđược
thế
xuấtquá
cung
cấptrình
đầy tống
đủ. Mặt
còn xảy
cần ra
cung
cấpđiều
nhiều
vì khí

nấmmạnh.
penicillin
cần
nữa
hợp khác,
penicillin
trong
kiệnoxy
hiếu
Do đórấttrong
là chúng
không
chứa
(nếu
cólàchỉ
cần
một
lượng
), một
khoáng
oxy
ởquá
dạng
hòalên
tan
đế lactose
phát
Lượng
oxy
phụ

thuộc
rấtnhở
nhiều
vàosố
lượng
các chất
chất
suốt
trình
men,
việc triển.
thổi
khí
điều
hết
sức
cần thiết.
và tiền
chất. Mối quan hệ này thường tỷ lệ thuận với nhau.
dinh
dưỡng.
• Nhiệt độ nên duy trì khoảng 26 ± l°c.

Người ta thường nhân giống penicillium trong môi trường có thành phần
sau:
Cao ngô 2%

Glucose2%

lactose 0.5%

Nitrat amon 0.125%

Sunfat magiê0.025

sunfat natri 0.05%

Kaliphotphat monoboric 0.2%
III. Thu nhân và tinh chế kháng sinh:

CaCƠ3 0.5%

Môi trường được thanh trùng ở 121°c trong thời gian 30 phút, để nguội và
Có ba phương pháp thu nhân và tinh chế kháng sinh penicillin từ môi trường
nhân giống. Quá trình nhân giống được bắt đầu bằng việc chuyển giống từ ống
nuôi cấy (cả phương pháp bề mặt và phương pháp chìm):
nghiệm sang bình tam giác đã chứa sẵn môi trường nhân giống.

GVHướng
GVHướng dẫn:
dẫn: Nguyễn
Nguyễn Thị
Thị cẩm
cẩm Vy
Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

> Muối của penicillin rất dễ tan trong nước

Quá trình chiết bằng dung môi hữa cơ đươc thưc hiên qua hai mai đoan:
Giai đoạn thứ nhất: Trộn nước và dung môi đế tăng bề mặt tiếp xúc. Làm
như vậy đế các phân tử kháng sinh tiếp xúc chặt chẽ với dung môi. Tiến hành
khuấy
liên tục đế đảm bảo quá trình tiếp xúc này đạt được mức độ cao nhất.
Giai đoạn thứ hai: Sau khi tiếp xúc giữa kháng sinh và dung môi sẽ tao ra
kết
tủa. Đế tách kết tủa khỏi dung dịch người ta tiến hành ly tâm.Phương pháp ly tâm
vừa nhanh vừa có hiệu quả nhất.
Trong các phòng thí nghiệm và cả trong sản xuất công nghiệp, người ta
thường dùng các dung môi sau đế tiến hành thu nhân kháng sinh:
•

Các ancol: butanol, isopropanol, propano/.

•

Các ester: acetate etyl, butyl, amyl.

•

Các ceton: metyl etyl aceton, metyl butyl ceton.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy

www.08shln.uni.cc--------------------------------------------Công
Penicìlin
admin 08 lh@gmaii com

nghệ

sản

xuất

Phương pháp phân tán tĩnh điện nghiên cứu sự trộn dung môi hữu cơ và
dịch
lên men bằng cách sử dụng phương pháp phun tĩnh điện.
Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng hiệu điện thế cao (lên đến 25
kV) đế tạo những vi giọt của dung dịch chứa penicillin.
Một số lượng rất lớn các vi giọt chuyến động rất nhanh. Ket quả là tạo ra
được vận tốc chuyển động vật chất và tốc độ trích ly sẽ tăng nhanh. Các giọt được
tạo ra bằng phương pháp này sẽ được tăng tốc qua dung môi hữu cơ và kết quả là
vận tốc sẽ cao hơn.
Mặt khác, các giọt tạo thành sẽ được tích điện trường, chúng sẽ xếp thành
hàng tùy theo sử phân cực và lực hấp dẫn giống như lực hấp dẫn giữa hai cực nam
châm, do đó lam tăng khả năng hội tụ của các hạt và kết quả là rút ngắn thời gian
tách dung môi ra khỏi dung dịch lên men sau khi trích ly hoàn toàn.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


Công nghệ sản xuất Penicilin

www. 08sh In. uni. cc

admin 081h@gmaiL
cơm

PHẦN III

SẢN PHẨM

GVHưởng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Penicillin được xem là loại kháng sinh phổ thông, được sử dụng rộng rãi
trong điều trị và được sản xuất ra với lượng lớn nhất trong số các kháng sinh đã
biết
hiện nay. Chúng tác dụng lên hầu hết các vi khuẩn Gram dưong và thường được chỉ
định điều trị trong các trường hợp viêm nhiễm do liên cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn; thí
dụ như viêm não, viêm tai-mũi-họng, viêm phế quản, viêm phối, lậu cầu, nhiễm
trùng máu...
Hiện nay có nhiều penicillin. MộtHtrong những loại kháng sinh sử dụng

Trong công thức này, ta thấy Penicillin G được cấu tao bởi hai thành phần
chính là vòng (3-lactanithiazolidine kết hợp với phenylacetate.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

Hiện nay trên thị trường có bán các loại penicillin, bao gồm:
•

Penicillin có nguồn gốc tự nhiên (do nấm sợi tạo ra).

•

Penicillin tống hợp.

•

Penicillin bán tống hợp.

Penicillin G chỉ có khả năng chống vi khuẩn gram (+) và không chống được
họ enterobacteriaceae và các chủng thuộc pseudomonas.

Ĩ.Penicillỉn nhóm G:
Đây là nhóm penicillin cổ điên, tìm thấy đầu tiên. Đa số trích tù’ nấm và
một
GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

Công nghệ sản xuât Penicilin

V Dung dịch thuốc dễ bị thuỷ phân. Chỉ pha khi dùng. Duợc điển quy

định dung dịch penicillin G chỉ được tồn trữ 3 ngày trong tủ lạnh..
Nhiệt độ càng cao càng dễ bị hỏng.
G.2 -Penicillin G-procain:
V Đây là benzylpenicillin-procain có tac dụng chậm.

G.3 - Bipenicillin:
Vì penicillin-procain khuếch tán chậm nên người ta kết hợp penicillin G với
penicillin-procain đế có tác dụng vừa tức thời vừa lâu bền.
G.4 - Benzathin-penicillin:
V Benzathin-penicillin = benzathin-benzylpenicillin.

V Đặc chế: extencillin, benapen, leomypen, penadin, tardocillin.

V Ket hợp hai phân tử penicillin G với một phân tử dibenzyl-ethylen

diamin.
G.5 - Beneíhamin-penicillin.
V Bột kết tinh, ít tan trong nước.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy


Công nghệ sản xuât Penicilin

www.08shln.uni.ee--admin 08 lh@gmaii
com

c' Đặc chế: neopenyl, leocillin, estopen, bronchocillin.
S Bột trắng, ít tan trong nước.
G.8 - Penicillin V—phenomycillin = phenoxymethyl-penicillin:
s Đặc chế: oracillin, alphacillin, berocilli, calciopen K, icipen, isocillin,
oracil, oragen, penigen, sumagen, bantogen, calcipen V, penavlon V.
G.9 - Pheneíhicỉllỉn=phenoxyethyl penicillỉn:
s Đặc chế: broxil, chemipen, maxipen, syncillin.
G.10

-

Propicillin=phenoxypropyl

penicillin:

c' Đặc ché: baycillin.
G.ll - Clometocillin:
c' Tác dụng lâu dài hơn các penicillin uống khác.
IT.Penicillỉn nhỏm M (lẩy meticillin làm căn bán).
Năm 1957, TC.Sheeham đã tống hợp được penicillin. Năm 1959, Doyle và
Robinson đã đưa vào sản xuất công nghiệp. Bằng cáhc thay đố dây ngang R, người
ta tìm được nhiều chất mới có hoạt phố rộng, ít gây trở ngại khi dùng, ít tạo chủng
đề kháng...Điều đáng chú ý nhất là tống hợp được các chất kháng penicillinaz do tụ
cầu tiết ra, và những penicillin uống tốt hơn penicillin V.

GVHướng dẫn: Nguyễn Thị cẩm Vy