o0petrangiu0o
New Member
Download miễn phí Đề tài Công nghệ sản xuất penicillin
Mục Lục
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀCHẤT KHÁNG SINH:
1.1. Lịch sửphát hiện chất kháng sinh
1.2. Định nghĩa kháng sinh:
1.3. Cơchếtác dụng:
1.4. Đơn vịkháng sinh:
II. CHẤT KHÁNG SINH PENICILLIN:
2.1. Lịch sửphát hiện và sản xuất penicillin
2.2. Công thức cấu tạo của penicillin
2.3. Những vi sinh vật sản sinh Penicillin và đặc điểm dinh dưỡng
của chúng.
2.4. Cơsởcông nghệsinh tổng hợp penicillin từnấm mốc
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT PENICILLIN TỪVI SINH VẬT:
3.1. Đặc điểm chung:
3.2. Chuẩn bịlên men:
3.3. Kỹthuật lên men:
3.3.1. Kỹthuật lên men bềmặt:
3.3.2. Kỹthuật lên men chìm:
3.4 Xửlý dịch lên men và tinh chếthu penicillin tựnhiên
IV. SẢN PHẨM:
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
thường sử dụng các chủng có hoạt lực caothuộc loài P. notatum và P. baculatum. Nhưng từ khi
trường đại học Wisconsin (Mỹ) phân lập được
chủng P.chrysogenum có hoạt tính cao hơn thì chủng
này dần dần đã thay thế và từ khoảng sau những
12
năm 50 của thế kỷ XX đến nay tất cả các công ty sản xuất penicillin trên thế giới đều
sử dụng các biến chủng P.chrysogenum công nghiệp.
Việc tuyển chọn chủng công nghiệp để lên men sản xuất penicillin trên nguyên
tắc cũng trải qua sáu giai đoạn cơ bản đã mô tả trong mục 1.3.1, trong đó giải pháp
kỹ thuật đã được áp dụng hiệu quả để thu nhận biến chủng "siêu tổng hợp"
penicillin lại chính là các kỹ thuật gây đột biến thường như: xử lý tia Rơn - ghen, xử
lý tia cực tím và tạo đột biến bằng hoá chất, thí dụ như Metylbis - amin
(metyl -2-β-clo- etylamin), N-mustar (tris - β-clo- etylamin), Sarcrolyzin, HNO2,
Dimetylsulfat, 1,2,3,4 -diepoxybutan.
2.3\4.2. Cơ chế sinh tổng hợp penicillin ở nấm mốc P. chrysogenum :
Theo quan điểm phổ biến hiện nay, quá trình sinh tổng hợp penicillin ở nấm
mốc P. chrysogenum có thể tóm tắt như sau: từ ba tiền chất ban đầu là α-
aminoadipic, cystein và valin sẽ ngưng tụ lại thành tripeptit δ -(α- aminoadipyl) -
cysteinyl - valin ; tiếp theo là quá trình khép mạch tạo vòng β-lactam và vòng
thiazolidin để tạo thành izopenicillin-N; rồi trao đổi nhóm α-aminoadipyl với
phenylacetic (hay phenooxyacetic) tạo thành sản phẩm penicillin G (hay penicillin
V, xem sơ đồ tổng hợp penicillin G trong hình.
Hình 3. Sơ đồ
cơ chế sinh tổng hợp penicillin từ axit L-α- aminoadipic, L-cystein và L-valin
13
Tuy nhiên, cũng có thể nó được giải phóng ra và tích tụ trong môi trường (vì
trong quá trình lên men sản xuất penicillin V bao giờ cũng phát hiện thấy trong
dịch lên men lượng lớn α- aminoadipic dạng vòng). Như vậy, quá trình sinh tổng
hợp penicillin, phụ thuộc vào điều kiện lên men cụ thể nhất định, có thể xảy ra theo
sáu đường hướng khác nhau. Do đó, hiệu suất chuyển hoá cơ chất - sản phẩm cũng
biến đổi và phụ thuộc vào đường hướng sinh tổng hợp tương ứng. Theo lý thuyết thì
hiệu suất lên men sẽ trong khoảng 683 - 1544 UI penicillin/g glucoza; song, trong
thực tế, với những chủng có hoạt tính sinh tổng hợp cao nhất cũng mới chỉ đạt
khoảng 200 UI/g glucoza.
2.4.3. Tác động của các thông số công nghệ đến quá trình sinh tổng hợp
penicillin.
2.4.3.1. Sự phát triển hệ sợi và đặc điểm hình thái hệ sợi nấm:
Sự phát triển hệ sợi nấm trong quá trình lên men bao gồm:
- Sự tăng trưởng về kích thước hệ sợi (tăng độ dài sợi, sự lớn lên về kích thước,
mức độ phân nhánh của hệ sợi ... )
- Sự biến thiên về số lượng khóm sợi nấm trong môi trường: Thông thường, sự
phát triển này được đánh giá qua hai chỉ tiêu là: hàm lượng sinh khối và tốc độ biến
thiên hàm lượng sinh khối trong môi trường. Hai chỉ tiêu này có thể xác định bằng
nhiều phương pháp khác nhau như: hàm lượng sinh khối (Sinh khối tươi hay sinh
khối khô), mật độ quang dịch lên men, trở lực lọc của dịch lên men, hàm lượng nitơ,
hàm lượng hydratcacbon, hàm lượng axit nucleic ... Trong các phương pháp trên,
được áp dụng phổ biến hơn cả trong sản xuất công nghiệp là phương pháp xác định
qua hàm lượng sinh khối.
Tốc độ phát triển hệ sợi nấm phụ thuộc hàng loạt các yếu tố khác nhau trong
quá trình lên men và sự tích tụ penicillin thường xảy ra mạnh mẽ khi hệ sợi phát
triển đạt trạng thái cân bằng. Trạng thái này có thể xác lập được khi chỉ cung cấp
vừa đủ và liên tục lượng thức ăn tối thiểu cho nấm mốc. Thiếu thức ăn, hệ sợi nấm
sẽ tự phân, còn nếu cung cấp quá nhu cầu trên, hệ sợi sẽ phát triển, nhưng không
tích tụ mạnh penicillin mà tích tụ nhiều axit gluconic và axit malic.
14
- Đặc điểm hình thái và cấu trúc hệ sợi nấm: Trong quá trình lên men, do
nhiều nguyên nhân khác nhau, số lượng khóm sợi nấm bao giờ cũng có xu hướng
tăng lên, ngay cả trong quá trình lên men tĩnh. Trong điều kiện lên men có sục khí
và khuấy trộn, do tác dụng va đập cơ học với cánh khuấy và các chuyển động dòng
xoáy trong môi trường, một mặt sự đứt gãy hệ sợi nấm xảy ra nhiều hơn và hệ sợi
nấm bao giờ cũng có xu hướng vón cuộn lại thành cấu trúc búi sợi cuộn xoắn, được
gọi là pellet.
Pellet xốp (fluffy loose pellets) là dạng pellet có phần bên trong hệ sợi cuộn
thành khối chắc và mịn, lớp sợi phía bên ngoài cuộn lỏng lẻo tạo thành cấu trúc xốp
hơn.
Pellet chắc và mịn (compact smooth pellets) có đặc điểm là phần sợi phía bên
trong pellet cuộn tương đối chặt chẽ ra đến gần sát lớp sợi phía ngoài, lớp sợi phía
ngoài cùng cũng cuộn đủ chắc thành lớp sợi mịn.
Pellet rỗng (hollow pellets) là dạng pellet có phần sợi bên trong bị tự phân tạo
thành khoảng rỗng, hệ sợi phía bên ngoài cuộn rất chặt thành lớp sợi mịn và chắc
chắn.
Hiệu quả chung của quá trình lên men có quan hệ hữu cơ với số lượng, kích
thước và cấu trúc pellet nấm. Trong thực tiễn sản xuất công nghiệp, người ta
thường điều chỉnh các thông số công nghệ theo hướng ưu tiên tạo ra dạng pellet đủ
nhỏ và mịn, hạn chế tạo pellet xốp và ngăn ngừa hình thành các pellet rỗng. Điều
kiện công nghệ tương ứng với mục tiêu trên thường áp dụng là : tỉ lệ cây giống 10%,
với mật độ dịch giống (2-10).1011 bào tử /m3; phối hợp điều chỉnh giữa sục khí và
khuấy trộn để đảm bảo cung cấp oxy hòa tan dư so với nhu cầu tương ứng với thời
điểm lên men, và để tạo ra pellet mịn và nhỏ (kích thước pellet thích hợp nhất
khoảng 0,2 - 0,5mm), trong điều kiện đã cân đối với nhu cầu tiết kiệm mức tiêu tốn
năng lượng do khuấy trộn.
2.4.3.2. Đặc tính nhiệt động của dịch lên men:
Trong các thiết bị lên men dung tích lớn có sục khí và khuất trộn, thực tế
không thể xác lập được sự đồng đều tại khắp các vùng thể tích làm việc của thiết bị.
Tại các vùng chảy rối (vùng gần cánh khuấy), tốc độ trao đổi nhiệt, tốc độ chuyển
15
khối xảy ra mạnh mẽ hơn. Còn tại các vùng chảy màng (vùng sát thành thiết bị,
vùng gần các ống xoắn trao đổi nhiệt, vùng kém hiệu quả hay vùng chết của thiết
bị…) tốc độ chuyển khối hay tốc độ truyền nhiệt cũng giảm đi. Ngoài ra, tại những
khu vực nhất định của thiết bị có thể xuất hiện vùng xoáy cục bộ hay các dòng chảy
thứ cấp làm thiếu hụt về hàm lượng oxy hòa tan.
Các yếu tố nêu trên đây sẽ tác động trực tiếp đến năng lực sinh tổng hợp của
chủng, hiệu quả chuyển hóa tạo sản phẩm và hiệu quả kinh tế chung của toàn quá
trình lên men. Thực tế thường chọn chế độ khuấy trộn dư trên mức yêu cầu.
2.4.3.3. Thành phần môi trường lên men:
Môi trường cơ sở để lên men penicillin, vào thời kỳ đầu trong những năm 40 -
50, là môi trường lactoza - nước chiết ngô, với thành phần chính nêu trong bảng 2.1.
Nguồn cơ chất chính: là lactoza có thể được thay thế từng phần hay toàn bộ
bằng các cơ chất khác như: các loại đường hexoza, đường pentoza, disaccarit,
dextrin hay thay thế bằng dầu thực vật. Trong các cơ chất nêu trên, hiệu quả cao
hơn ...