CN lên men

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÁNG SINH
Chất kháng sinh là chất hóa học có khả năng ức chế sự phát triển hay giết chết vi sinh vật ở nồng độ thấp. Nó được tạo ra từ các cơ thể sống. Trong đó chủ yếu là từ vi sinh vật.
Các vsv sản sinh kháng sinh: xạ khuẩn, nấm mốc, vi khuẩn. Trong đó,các loại xạ khuẩn cho nhiều kháng sinh.
Moät chaát goïi laø chất kháng sinh cần đảm bảo 2 yêu cầu cơ bản:
Do sinh vật tạo ra
Ức chế hay tiêu diệt vi sinh vật với một liều lượng nhỏ


Trong thực tế có nhiều chất do vi sinh vật tạo ra, nhưng để tiêu diệt vi sinh vật khác thì cần một lượng lớn (như cồn). Nên không được coi là kháng sinh.
Một vấn đề cần lưu ý là phân biệt kháng sinh với độc tố. Kháng sinh và độc tố giống nhau đều là chất hữu cơ tuy nhiên có nhiều độc tố là chất vô cơ. Điểm khác nhau cơ bản giữa kháng sinh và độc tố là tính gây độc đặc hiệu. Độc tố không có tính đặc hiệu còn kháng sinh thì có tính đặc hiệu rất cao do vi sinh vật tạo ra.
Hiện nay người ta tìm được rất nhiều loại kháng sinh khác nhau, tuy nhiên chỉ 1% trong đó có giá trị thực tiễn trong y học và được sản xuất theo qui mô công nghiệp.
lịch sử phát hiện kháng sinh:

Người đầu tiên tìm ra kháng sinh là A. fleming. Năm 1928, khi nghiên cức cac sinh vật gây bệnh, ông tình cờ phát hiện ra 1 vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt bởi 1 loại nấm sợi có màu xanh xám.
Ông trích ly dịch này nhỏ lên những khuẩn lạc của vi sinh vật gây bệnh. Kết quả là vi sinh vật đó bị chết.
Alexander Fleming (1881-1955)
Nguồn gốc của kháng sinh:

Kháng sinh tự nhiên : các chất sinh ra ra từ sinh vật : Penicillin
Kháng sinh bán tổng hợp: xuất phát từ các sản phẩm tự nhiên được biến đổi hóa học. VD: ampicillin,methicillin….
Kháng sinh tổng hợp: được tổng hợp bằng con đường hóa học: các loại thuốc sulfa như sulfamethoxazole….
bacillus
streptomyces
Cơ chế tác động của kháng sinh lên vi sinh vật
Có 5 tác động chính
Tác động lên vách tế bào như Penicillin; Vancomycin
Kiềm hãm tổng hợp nucleic acid như:Rifampicin, Fluoroquinolones
Kiềm hãm sự tổng hợp protein như: Tetracyclines; Chloramphenicol
Tác động lên màng sinh chất (thay đổi tính thấm) như: Polyenes; Polymyxin
Can thiệp vào hệ thống emzym như:Sulphamethoxazole
Cơ chế tác động của kháng sinh
Tác động lên vách tế bào: như Penicillin, Vancomycin

Nhóm Beta-lactam của Penicillin liên kết và kiềm hãm hoạt động của enzym chịu trách nhiệm với các tiểu đơn vị NAM do đó ức chế quá trình tổng hợp peptidoglycan của vách tb.

Vancomycin can liên kết với D-alanines ngăn chặn hình thành cầu nối alanine – alanine đặc thù nối giữa các tiểu đơn vị NAM của nhiều vi khuẩn gram dương. Các vi khuẩn thiếu cầu alanine – alanine sẽ đề kháng tự nhiên với các loại thuốc này.
Baxitraxin lại ức chế sự sinh ra NAM,NAG từ tế bào chất.
Cơ chế tác động lên sự tổng hợp nucleic acid:
Rifampin liên kết với RNA polymerase và ức chế chức năng sao mã của enzym này
Các loại thuốc tổng hợp quinolon và fluoroquinolones ức chế hoạt động của enzym DNA gyrase ( một enzym cần thiết cho quá trình tháo xoắn và nhả xoắn chính xác trong quá trình tự nhân đôi và sao mã)  ức chế các quá trình tự nhân đôi, sao mã và sửa chữa của DNA
Clofazimin liên kết với DNA của Mycobacterium, ngăn chặn sự sao chép và phiên mã bình thường.
Cơ chế ức chế sự tổng hợp protein
Tetracyclines phong toả tRNA, qua đó ngăn cản sự gắn các amino acid bổ sung vào chuỗi polypeptide đang tổng.
Streptomicin,amikaxin,tobramixin và gentarnixin làm thay đổi hình dạng của tiểu đơn vị 30S, từ đó làm cho ribosome không có khả năng động các codon trên mRNA chính xác. Streptogramin gắn vào phân tử 23S rRNA của tiểu đv 50S và làm ngăn chặn sự kéo dài chuỗi polypeptide
Mupirocin ức chế hoạt tính của enzym isoleucine tRNA synthetase vì thế kiềm hãm quá trình tổng hợp protein
Chloramphenicol và các thuốc tương tự ức chế enzym của tiểu đơn vị 50S, qua đó ngăn cản sự dịch mã
Macrolit liên kết với tiểu đơn vị 50S, kết quả là làm cho ribosome không thể dịch chuyển từ tiểu đơn vị này sang tiểu đơn vị khác.
Cơ chế tác động của các thuốc sulfa

Folic acid là tiền chất để tổng hợp nên purines,thymidine và methionine,glycine.
Vi khuẩn tổng hợp folic acid từ para-aminobenzoic acid (PABA).
Các thuốc sulfa có cấu trúc tương đồng với PABA nên cạnh tranh với PABA do đó ức chế quá trình tổng hợp acid folic

Cơ chế kháng thuốc kháng sinh:


1. Do đột biến: trong quá trỉnh sinh sản, một số tế bào có thể có các đột biến ngẫu nhiên. Nếu trong các đột biến này có đột biến làm cho vi khuẩn có khả năng kháng lại kháng sinh. Khi vi khuẩn bị xử lí với kháng sinh thì các vi khuẩn bị đột biến loại này sống sót và chiếm ưu thế trong khi đó các vi khuẩn bình thường khác thì bị tiêu diệt. Do đó nếu dùng kháng sinh thường xuyên thì làm tăng cơ hội làm xuất hiện và bùng phát các vi khuẩn có tính kháng lại kháng sinh.

2.Do nhận từ các vi khuẩn khác: trong quá trình sống một vi khuẩn bình thường có thể nhận đặc tính kháng kháng sinh từ các vi khuẩn khác theo 3 hình thức: biến nạp, tiếp hợp và tải nạp. Trong đó, hình thức truyền qua bằng plasmid là đáng kể vì các gen kháng kháng sinh thường nằm trên plasmid, và plasmid dễ truyền qua lại giữa các vi khuẩn.
Cơ chế kháng kháng sinh của VSV
Cơ chế kháng kháng sinh :
Tổng hợp enzym phân giải kháng sinh: như beta-lactamases cắt vòng beta-lactam, cephalosporinases phá huỷ cephalosporins





Dấu mũi tên chỉ vị trí cắt của beta-lactamases
Tổng hợp các bơm nằm trên màng sinh chất để bơm chất kháng sinh ra ngoài khi chúng xâm nhập vào trong tế bào.

Thay đổi tính thấm của màng đối với kháng sinh bằng cách giảm số lượng các kênh cho kháng sinh khuếch tán qua trên màng sinh chất.

Sử dụng phương pháp ngụy trang: bằng cách thay đổi hay thay thế các phân tử mà kháng sinh tác động do các đột biến trên DNA của vi khuẩn vì thế kháng sinh không còn nhận ra nó nữa nên vi sinh vật có thể sống sót trong môi trường có kháng sinh. Chẳng hạn, vi khuẩn có thể methyl hóa ribosom của nó làm cho kháng sinh ( như erythromycin )không thể gắn lên được ribosome

Tổng hợp các enzym biến đổi kháng sinh (như kanamycin) làm bất hoạt kháng sinh khi nó xâm nhập vào tế bào.
Phân loại:

1. Các loại thuốc sulfa:
Là các kháng sinh tổng hợp : như Sulfanilamide.
Tác dụng: ức chế quá trình tổng hợp folic acid. Folic acid là tiền chất để tổng hợp purines và thymidine,methionine và glycine. Chúng ta nhận folic acid từ thức ăn như là một vitamin nên các loại thuốc sulfa không gây độc
2.Beta-lactam:
Có nguồn gốc từ tự nhiên hay bán tổng hợp.Gồm:
penicillins như:
penicillin G (a natural product)
ampicillin (a semi-synthetic)
amoxicillin (semi-synthetic)…
cephalosporins:
cephalexin (e.g., Keflex®)
cefaclor (e.g., Ceclor®)
cefixime (e.g., Suprax®)….
Carbapenems:
meropenem (Merrem®)
ertapenem (Invanz®) …
Nhóm beta-lactam tác động lên vách tế bào.
3.Nhóm Aminoglycosides:
Có nguồn gốc từ tự nhiên hay bán tổng hợp
Streptomycin
kanamycin
Neomycin
Gentamycin
Tác động: gắn lên tiểu đơn vị 30S của ribosom làm ức chế sự hình thành phức hệ khởi đầu và làm ribosom đọc sai mRNA. Vì các loại kháng sinh này cũng có tác động lên ribosome của ti thể.
4. Tetracyclines
Có nguồn gốc từ tự nhiên hay bán tổng hợp
Chlortetracycline (tên thương mại "aureomycin")
Oxytetracycline (tên thương mại "terramycin")
Doxycycline
Tác động: gắn lên tiểu đơn vị 30S và ức chế các amino acid đã hoạt hóa gắn lên ribosome.
5.Nhóm Polypeptides
Polymixin
Tác động: nó như là một chất tẩy, làm tăng tính thấm của màng sinh chất làm cho tế bào bị thất thoát các chất tổng hợp trong tế bào chất.
Rifampin:
Là sản phẩm của bán tổng hợp
Tác động: gắn lên RNA polymerase và ức chế họat động của enzym này. Nó cũng có tác động lên RNA polymerase ở eukaryote nhưng ở mức độ thấp.
Cycloserine:
Tác động: cycloserine tương đồng với D-alanine, ức chế sự gắn D-alanine vào các cầu nối peptide nên ngăn cản quá trình tạo vách tế bào.

6.Nhóm Aminocyclitol: Như Spectinomycin (tên thương mại là Trobicin)…
Tác động: gắn lên tiểu đơn vị 30 của vi khuẩn. Đặc biệt có hiệu quả chống lại các gonococcus
7.Nhóm Glycopeptide
Như vacomicin được sử dụng rộng rãi ở Mỹ
Tác động: gắn lên D-alanine là ngăn cản sự hình thành các liên kết chéo của các cầu nối peptide trên vách tế bào. Nó từ lâu là dòng thuốc cuối cùng để bảo vệ chống lại các chủng Staphylococcus aureus đề kháng với meticilin.
8.Nhóm Oxazolidinone
Như linezolid (Zyvox®) là một trong những loại kháng sinh mới được đưa vào sử dụng gần đây(2000)
Tác động: gắn lên và ức chế hoạt động của tiểu đơn vị 30S và 50S. Có hiệu quả chống lại các vi khuẩn gram (+),tuy nhiên nó cũng ức chế sự tổng hợp protein ở ty thể.
9.Nhóm Lipopeptide
Như daptomycin (Cubicin®)
Tác động: Có hiệu quả chống lại vi khuẩn gram (+). Cho tới bây giờ chưa phát hiện được vi khuẩn nào có thể kháng lại nó.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÁNG SINH PENICILINE
Kháng sinh peniciline:
Có nhiều loại Peniciline nhưng được sử dụng nhiều trong y học và trong sản xuất là Benzylpenicilin ( Penicilin G).
Cấu trúc không gian như sau:





Penicilin G chỉ có khả năng chống vi khuẩn Gram ( +) ; vhúng không chống lại được vi khuẩn thuộc họ enterrobacteriaceae và các chủng thuộc họ Pseudomonas.
Chất kháng sinh penicillin được phát hiện tình cờ năm 1928 trong phòng thí nghiệm của Alexander Fleming; khi một hộp petri nuôi Staphylococus bị nhiễm nấm mốc Penicillium notatum có xuất hiện hiện tượng vòng vi khuẩn bị tan xung quanh khuẩn lạc nấm.
Với đặc tính là loại kháng sinh phổ rộng, được dùng để điều trị trong các trường hợp viêm nhiễm do liên cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn như viêm phổi, nhiễm trùng máu, viêm phế quản… rất hiệu quả trong thời gian đó.
Vì vậy công nghệ sản xuất penicillin được đầu tư đặc biệt, nhờ đó chỉ trong thời gian ngắn người ta đã triển khai thành công công nghệ lên men chìm sản xuất penicillin; đã tuyển chọn được chủng công nghiệp Penicillium chrysogenum NRRl 1951 (1943); và sau đó đã tạo được biến chủng P. 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 thế giới).
Cơ chế sinh tổng hợp penicillin ở nấm mốc P. chrysogenum :

Từ ba tiền chất ban đầu là -aminoadipic, cystein và valin sẽ tổng hợp lại thành tripeptit  -(- aminoadipyl) - cysteinyl - valin .
Tiếp theo là quá trình khép mạch tạo vòng -lactam và vòng thiazolidin để tạo thành izopenicillin-N.
Rồi trao đổi nhóm -aminoadipyl với phenylacetic (hay phenooxyacetic) tạo thành sản phẩm penicillin G (hay penicillin V.,
3. Giống lên men Penicillium chrysogenum
+ Năng suất : 85000mg/l
+ Thường giữ dưới dạng bào tử đông khô hay trong nitơ lỏng

Sơ đồ cơ chế sinh tổng hợp penicillin G từ
axit L-α-aminoadipic, L-cystein và L-valin
Penicillin G và penicillin V : được tổng hợp đầu tiên
Aminopenicillin : là penicillin bán tổng hợp
Các penicillin kháng enzyme penicillinase
Penicillin chuyên dùng để điều trị vi khuẩn nhóm Pseudomonas
Các penicillin kết hợp chất ức chế enzyme β-lactamase
Phương pháp lên men bề mặt:
Áp dụng từ lâu, hiện nay hầu như không còn được triển khai trong sản xuất lớn nữa. Gồm 2 phương pháp:
Lên men trên nguyên liệu rắn (cám mì, cám ngô có bổ sung đường lactose)
Lên men trên bề mặt môi trường lỏng tĩnh (phổ biến sử dụng môi trường cơ bản lactose - nước chiết ngô)..
Quá trình sản xuất chung
Nguyên liệu:
Cám và hạt ngũ cốc các loại thường được sử dụng như nguyên liệu chính trong sản xuất Penicilin bằng phương pháp bề mặt.
Nguyên liệu được bổ sung nước sao cho độ ẩm khối nguyên liệu đạt 50% đến 60%. Sau đó được thanh trùng ở 121oC, 0,5at . trong 30 đến 45 phút. Ngay sau khi kết thúc thanh trùng, người ta rải chúng ra các khay hình chữ nhật có kích thước dài 1-1,2m, rộng 0,6-0,8m, cao 5-6cm. lớp môi trường cho vào đó dày 2-3 cm để đảm bảo thoáng khí mặt trên và dưới của môi trường.
Trường hợp sử dụng cám quá mịn, người ta phải độn thêm trấu xay nhỏ hoặc cùi bắp đã xay nhỏ trước khi thanh trùng
Nguồn thức ăn cacbon thường được lựa chọn là: các loại bột và hạt ngũ cốc, cám mỳ, cám gạo, vỏ khoai tây, rỉ đường, các loại đường ( glucoza, fructoza, maltoza, lactoza …) dextrin, glycerin, axit axetic, manit, các loại rượu, dịch thủy phân gỗ, nước thải hồ sunfit…
Nguồn thức ăn nitơ có thể là: bột đậu tương, nước chiết ngô, cao nấm men, nước chiết nấm nem, pepton, các muối NO3-, NH4+…
Các nguyên tố khoáng đa lượng thường gặp như: photpho, lưu huỳnh, ma nhê, sắt, canxi, kali, natri; các nguyên tố vi lượng như: đồng, kẽm, coban, molipden… và các chất sinh trưởng..
Môi trường lên men :
Cao ngô (loại đậm đặc) : 3.5%
Lactose : 3.5%
Glucose : 1.0%
Canxicabonat :1.0%
KH2PO4 : 0.4%
pH sau thanh trùng : 6
Quá trình nhân giống:

Quá trình nhân giống bắt đầu từ giống có trong ống nghiệm. Trong các nhà máy, mỗi lần cấy chuyền giống, người ta thường cấy làm 3 ống:
- một ống dùng kiểm tra trước khi sản xuất, - một ống dùng để sản xuất.
- Một ống dùng để bảo quản.
Để làm môi trường nhân giống người ta cũng làm giống như trên. Chỉ có một điều khác là sau khi làm ấm môi trường đến độ ấn nhất định, người ta phân phối chúng vào các dụng cụ thủy tinh với khối luợng bằng 1/5 hay 1/6 với dung tích của dụng cụ, đậy nút bông và đem thanh trùng ở 121oC 0,5at trong 30 phút, sau khi để nguội mới cấy giống vào.
Đổ 10ml nước đã thanh trùng và làm nguội vào ống giống, lắc cho thật đều và chuyển chúng sang tủ ấm 30-37oC nuôi đến khi bào tử xuất hiện vá phát triển khắp môi trường, gọi là quá trình nhân giống cấp 1. Cứ lần lượt thực hiện tiếp ta có giống cầp 2, cấp 3…… cho đến khi có đủ 5-10% giống cho sản xuất.
Quá trình nhân giống
Quá trình lên men.

Nấm Penicilin trong quá trình phát triển thường tạo ra ít nhiệt hơn nấm Aspergillus. Tuy nhiên người ta thường thổi khí bằng quạt gió có lấp hệ thống làm sạch để tăng cường khả năng phát triển và sinh tổng hợp.
Quá trình lên men kéo dài 6-7 ngày ở nhiệt độ 24-28oC.
Váng nấm sợi được giữ lại sau khi rút hết dịch lên men, được tiếp tục sử dụng cho những lần lên men kế tiếp. ở những lần lên men tiếp theo ta chỉ việc đổ thêm dịch lên men vào. Các thí nghiêm cho thấy chỉ nên tái xử dụng váng nấm sợi này 3-4 lần, vì những lần sau hiệu suất thu nhận kháng sinh sẽ giảm dần.
Phương pháp lên men chìm.
Sơ đồ công nghệ lên men san xuất kháng sinh
Kỹ thuật lên men chìm
Kỹ thuật len men chìm là kỹ thuật được áp dụng trong hầu hết các cơ cở sản xuất penicillin công nghiệp hiên nay .
Được vận hành theo phương pháp lên men bán liên tục, gồm phương án lên men gián đoạn theo mẻ có bổ sung liên tục (hay bán liên tục) một hay một vài cấu tử .
kết hợp với phương án tuần hoàn lại một phần hệ sợi của mẻ lên men trước (hoặc không)
Quá trình nhân giống:
Trong phương pháp lên men chìm, ngừơi ta thường sử dụng môi trường lỏng. Để làm môi trường lỏng người ta sử dụng cao ngô, glucose, hydro, lactose, các muối amon, thiosunfat, photphat kali hoặc natri,
Quá trình lên men chìm người ta nhân giống trong môi trường lỏng, mục tiêu là thu được số lượng tế bào cao. Môi trường nhân giống trong lên men penicillin khác với môi trường sản xuất là chúng không chứa lactose, một số kháng chất và tiền chất.
Môi trường:
Môi trường được thanh trùng ở 121 trong thời gian 30 phút, để nguội và nhân giống.
Nhiệt độ trong quá trình nhân giống duy trì ở nhiệt độ 26_+1 .và thời gian ở mỗi cấp độ khoảng 72 giờ.
Trong hầu hết các trường hợp, khi lên men, người ta thay thế phần lớn (hoặc hoàn toàn) đường lactose bằng đường glucose. Lượng glucose này có thể được bổ sung liên tục hay bán liên tục nhưng phải giám sát chặt chẽ nồng độ glucose trong suốt quá trình vận hành pha để duy trì nồng độ glucose luôn ở mức thích hợp nhằm vừa giữ khối lượng hệ sợi ổn định, vừa đảm bảo sinh tổng hợp nhiều penicillin.
Trong thực tiễn, để tránh xảy ra thiếu hụt nhất thời glucose , người ta có thể kết hợp bổ sung một lượng nhỏ đường lactose (khi đó, nếu chưa bổ sung kịp glucose thì nấm mốc sẽ tự điều chỉnh để sử dụng đường lactose nên không xảy ra hiện tượng tự phân hệ sợi).
Ngoài nguồn nitơ trong nước chiết ngô, người ta thường sử dụng phối hợp (NH4)2SO4 để vừa cung cấp thức ăn N và S, vừa sử dụng để điều chỉnh pH trong quá trình lên men (pH dịch len men ban đầu thường được điều chỉnh về khoảng pH = 6,5 – 6,8 bằng dung dịch NaOH hoặc H3PO4); nồng độ NH4 + thường khống chế trong khoảng 0,3 – 0,4 kg/m3 dịch lên men.
Chất phá bọt thường sử dụng là các loại dầu béo như: mỡ lợn, dầu đậu tương, dầu vừng, dầu cám…
Tiền chất tạo nhánh phenylacetic trong lên men sản xuất penicillin G (hoặc phenooxyacetic trong lên men sản xuất penicillin V) được bổ sung liên tục (hoặc bổ sung gián đoạn làm nhiều lần) trong suốt thời gian pha lên men penicillin, để duy trì nồng độ trong khoảng 0,1 – 1,0 kg/m3 dịch (nếu ít quá nấm mốc sẽ tổng hợp đồng thời nhiều penicillin khác, nếu nhiều quá sẽ gây độc cho nấm và tăng cường thúc đẩy quá trình hydroxyl hóa sản phẩm penicillin).
Sơ đồ hệ lên men dùng cho sản xuất penicillin
Seed tank
Fermentor
Sơ đồ dây chuyền sản xuất penicillin
Sơ đồ tóm tắt công đoạn xử lý dịch lên men thu
penicillin tự nhiên

Quá trình lên men
Gồm hai pha:
Pha thứ nhất: pha sinh khối. Tốc độ sinh sản của nấm xảy ra rất nhanh. Sự tạo thành penicillin mới bắt đầu.
Pha thứ 2: hệ sợi phát triển chậm lại, trong pha này penicillin được tạo ra với mức độ cực đại .

Càng nhiều sinh khối thì hàm lượng penicillin sẽ càng nhiều. Do đó cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và oxi. Song sinh khối cao không bao giờ cũng cho nhiều penicillin.
Nhiệt độ: 26oC, pH: 7-7.5, thổi khí 1.2-1.5 thể tích/lít/phút.
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.
Trong sản xuất penicillin, cần xem xét các thông số sau đây : tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật, nhu cầu duy trì cơ thể (g glucose/ g tế bào/ h), tốc độ sản sinh penicillin riêng phần (q pen) đối với một cơ thể (mg penicillin /g tế bào/ h) và năng suất penicillin trên g glucose. Ngoài ra, thời gian lưu trong nồi lên men, dung tích bể, thời gian chế biến, môi trường và chi phí nhân công là những nhân tố bổ sung có tấm quan trọng công nghiệp.
.

Khi lên men kết thúc, toàn bộ môi trường lên men được lọc và sợi nấm cũng như mọi chất rắn khác đều được loại bỏ.
Dịch lọc được acid hóa đến khoảng pH 4 rồi penicillin được chiết trong một loại dung môi như butyl acetate.
Sau đó penicillin được kết tủa khỏi dung môi nhờ bổ sung acetate kali và được thú hồi nhờ biện pháp lọc.
Ở bước tiếp theo, nó có thể được kết tinh lại từ isopropanol
Nhân giống và lên men
4 ngày
pH
6.8-7.4
25oC
8-10 ngày
pH 4
butyl axetat
axetat kali
isopropanol
Lọc dịch lên men :
Mục đích: Penicillin là sản phẩm lên men ngoại bào. Vì vậy, ngay sau khi kết thúc quá trình lên men người ta thường tiến hành lọc ngay để giảm tổn hao do phân huỷ penicillin và giảm bớt khó khăn khi tinh chế, do các tạp chất tạo ra khi hệ sợi nấm tự phân.
Thiết bị lọc: phổ biến là thiết bị lọc hút kiểu băng tải hoặc kiểu thùng dịch ngay để chuyển sang công đoạn tiếp theo. Chỉ trong những trường hợp rất đặc biệt mới cần phải xử lý kết tủa một phần protein và lọc lại dịch lần quay. Thông thường, người ta chỉ cần lọc một lần rồi làm lạnh thứ hai. Hiện tượng tự phân hệ sợi nấm thường kéo theo hậu quả làm cho dịch khó lọc hơn.
Thu hồi sinh khối nấm: Phần sinh khối nấm được rửa sạch, sấy khô và sử dụng để chế biến thức ăn gia súc.
Thu nhận và tinh chế kháng sinh
Xử lý dịch lên men và tinh chế thu penicillin tự nhiên
Có ba phương pháp thu nhận và tinh chế penicillin từ môi trường nuôi cấy, đó là:
·         Trích ly bằng dung môi hữu cơ
·         Hấp phụ
·         Trao đổi ion
Trong ba phương pháp trên thì phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ được sử dụng nhiều hơn cả
Thu nhận và tinh chế penicillin bằng dung môi
Quá trình chiết bằng dung môi hữu cơ được thực hiệ qua hai giai đoạn :
Giai đoạn 1 :Trộn nước và dung môi để tăng bề mặt tiếp xúc.làm như vậy để các phần tử kháng sinh tiếp xúc chặt chẽ với dung môi.Tiến hành khấy lien tục để đảm bảo quá trình tiếp xúc này đạt được mức độ cao nhất.
Giai đoạn 2:Sau khi tiếp xúc giữa kháng sinh và dung môi sẽ tạo kết tủa.

Những dung môi sau đây được dùng để kết tủa kháng sinh:
-các ancol:butanol,isopropanol,propanol
-Các ester :actete etyl,butyl,amyl.
-Các ceton:metyl etyl acetone,metyl butyl ceton
-Các ete: ete isopropylic,dioxin
-benzen,phenol,pyridine,dicloetan,clorofoc.


Để tách kết tủa khỏi dung dịch người ta tiến hành ly tâm.Phương pháp ly tâm vừa nhanh vừa có hiệu quả nhất
Quá trình chiết bằng dung môi hữu cơ được thực hiện qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất: trộn nước và dung môi để tăng bề mặt tiếp xúc.
Giai đoạn thứ hai: sau khi trộn giữa dung môi và kháng sinh sẽ taọ ra kết tủa. để tách kết tủa ra khỏi dung dịch người ta tiến hành ly tâm.
Trong các phòng thí nghiệm và cả trong sản xuất công nghiệp, người ta thường dùng những dung môi sau để tiến hành thu nhận kháng sinh:
Các ancol: butanol, isopropanol, propanol.
Các ester: acetate etyl, butyl, amyl.
Các ceton: metyl etyl aceton, metyl butyl ceton.
Các ete:ete isopropylic,dioxan.
Benzen, phenol, pyridin, dicloetan, lorofoc.
Một trong những phương pháp được sử dụng rất co hiệu quả để thu nhận kháng sinh là phương pháp phân tán tĩnh điện. phương pháp này thay thế cho phương pháp trích ly bằng dung môi.
Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng một hiệu điện thế cao để tạo những vi giọt của dung dịch chứa penicillin.
Một số lượng rất lớn các vi giọt sẽ chuyển động rất nhanh. Kết quả là tạo ra được vận tốc chuyển động vật chất và tốc độ trích ly sẽ tăng nhanh.
Phương pháp này có những ưu điểm sau:
Do thời gian thực hiện ngắn nên không làm thay đổi hoạt chất sinh học của vật chất cấn thu nhận.
Giảm chi phí cho quá trình trích ly.

1. Sentram
Chỉ định: Dự phòng nhiễm khuẩn do phẫu thuật, nhiễm khuẩn ổ bụng, đường hô hấp, đường tiểu, da và mô mềm, xương khớp, lậu
2. Amoxycillin
Chỉ định: Nhiễm trùng đường niệu, sinh dục kể cả bệnh lậu, nhiễm trùng phụ khoa, nhiễm trùng đường hô hấp, nhiễm trùng đường tiêu hoá
3. Mekopen-1000000 IU
Chỉ định: Trị liệu các bệnh do liên cầu khuẩn A, viêm họng, chốc nở, viêm tai giữa…. Điều trị thấp khớp cấp, viêm nang màng trong tim, viêm nang màng não tuỷ

4. Unasyn
Chỉ định:
+Nhiễm khuẩn hô hấp : viêm xoang, viêm tai giữa và viêm amidan, viêm phổi và phế quản do vi khuẩn
+Nhiễm khuẩn đường tiểu và viêm đài bể thận.
+Nhiễm khuẩn da và mô mềm.
+Nhiễm khuẩn do lậu cầu .
5. Ampicillin
Chỉ định: có tác dụng chống lại vi khuẩn gây nhiễm trùng tai giữa, bàng quang và thận. Ampicillin uống chỉ dùng điều trị các nhiễm trùng từ nhẹ đến vừa.
Những vi khuẩn mà ampicillin thường có hiệu quả là: vi khuẩn ruột, Listeria monocytogenes, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, một số Hemophilus influenzae, Gardnerella vaginalis, Bordetella pertussis, và một số E. coli, Proteus mirabilis, Samonella và Shigella