công nghệ sản xuất Penicillin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG Khoa Khoa Học Ứng Dụng CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THUỐC KHÁNG SINH PENICILLIN Giới thiệu Penicillin ? Giới thiệu • Penicillin là một trong một nhóm kháng sinh thu được từ  nấm Penicillium hay được điều chế • Chúng tác dụng lên hầu hết các vi khuẩn Gram dương và thường  được chỉ định điều trị trong các trường hợp viêm nhiễm do liên  cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn • Hiện nay có nhiều loại Penicilin trong đó được sử dụng và sản  xuất nhiều trong y học là Benzylpenicilin ( hay còn gọi là kháng  sinh Penicilin G) Giới thiệu  Cơ chế tác dụng: kiểu tác động thường gặp: - Rối loạn cấu trúc thành tế bào - Rối loạn chức điều tiết trình vậnchuyển vật chất màng tế bào chất - Rối loạn hay kiềm toả trình sinh tổng hợp protein, - Rối loạn trình tái ADN, tương tác đặc hiệu với giai đoạn định chuyển hóa trao đổi chất Ứng dụng: : Để chống lại vi sinh vật gây bệnh cho người, cối động vật Trong lĩnh vực thực phẩm, chất kháng sinh dùng để chống thực phẩm chống hỏng PHÂN LOẠI Nguyên liệu sản xuất Nấm Penicillium chrysogenum Penicillium notatum • • • • • • • Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Phân ngành : Peziomycotina Lớp: Eurotiomycetes Bộ: Eurotiales Họ: Trichocomaceae Chi: Penicillium Nguyên liệu sản xuất • Penicillium chrysogenum loại nấm mốc có mặt phổ biến tự nhiên, thường tìm thấy thức ăn môi trường • • Đa số có hình sợi, đơn bào, hiếu khí bắt buộc Sợi có ngăn vách (đa bào) Vách tế bào nấm cấu tạo vi sợi chitin • Không có diệp lục tố, có nhân có nhiều nhân • • Bào tử đính Sinh sản hình thức: vô tính hữu tính Quy trình sản xuất Chuẩn bị môi trường nhân giống Giống Penicillium Chrysogenum Nhân giống Nguyên liệu Chuẩn bị môi trường lên men Sản phẩm Penicillium Lên men Tách tinh chế  Điều kiện lên men Nhiệt độ pH Thời gian lên men Lên men o Nhân giống: 30 C o Lên men: 23-25 C 6-7 CaCO3 để ổn định MT lên men 6-7 ngày Bề mặt: Thổi khí Chìm: Khuấy trộn + sục khí Lên men bề mặt Nguyên liệu • Rắn: cám hạt ngũ cốc Nguyên liệu nước (55-60% W) Thanh trùng o 121 C, 30-45’ Trải khay • • Lỏng: tính 1m Cao ngô 15-50kg NaNO3 0-5kg KH2PO4 0-4kg Lactose 20-50kg Na2SO4 0-1kg MgSO4 0-0,02kg Glucose 0-10kg CaCO3 0-10kg ZnSO4 0-0,04kg o Khử trùng 121 C, 30’ Trải khay Nhân giống • • • Đổ 10ml trùng làm nguội vào ống giống, dùng que thủy tinh đánh cho bào tử hòa trộn với nước Bằng biện pháp vô trùng chuyển toàn vào bình tam giác lắc cho thật chuyển chúng sang tủ ấm 30 – 37oC Nuôi điều kiện chi đến bào tử nấm xuất phát triển khắp môi trường Nguyên liệu rắn Nguyên liệu W = 50-60 % lỏng H2O Phối trộn Nghiền Tiệt trùng o t = 121 C Tiệt trùng Cấy bào tử Tỉ lệ – 10% Cấy bào tử Lên men 0,2-0,8 kg Lên men phenylacetic/m Lọc Ép sinh khối Lọc Dịch lên men Lên men chìm Lên men chìm • Kỹ thuật lên men chìm kỹ thuật áp dụng hầu hết cở sản xuất penicillin công nghiệp • Thường vận hành theo phương pháp lên men bán liên tục Môi trường lên men • • Thường sử dụng môi trường lỏng Gồm: cao bắp, glucose, hydrol, lactose, muối amon, thiosunfat, photphat kali natri, muối sunfat mangan, magie, natri, đồng… Nhân giống • • Nhân giống môi trường lỏng Quá trình nhân giống bắt đầu việc chuyển giống từ ống nghiệm sang bình tam giác chứa sẵn môi trường nhân giống • Người ta thường nhân giống vào bình lên men dung tích từ lít hàng ngàn lít • Thành phần môi trường nhân giống gồm: Cao bắp 2% Glucose 2% Lactose 0,5% Nitrat amon 0,125% Sulfat magie 0,025% Sulfat natri 0,05% Kali photpho monoboric 0,2% CaCO3 0,5% Nguyên liệu Pha môi trường Lactose Pha môi trường o Gián đoạn 121 C, Tiệt trùng 30’ Nhân giống Tiệt trùng Giống Mật độ dịch giống (2- 2-3 ngày, bổ sung: glucose, dầu béo Lên men 10).10 11 bào tử/m , T=25- o 27 C, 72h O T = 30 C Pha sinh trưởng 144-180h, bổ sung: lactose, tiền chất, Pha tổng hợp Penicillin Dịch lên men o dầu béo T= 22-25 C Chiết xuất tinh chế Các phương pháp thu nhận tinh chế penicillin từ môi trường nuôi cấy - Trích ly dung môi hữu - Hấp phụ - Trao đổi ion Phương pháp trích ly dung môi hữu sử dùng nhiều Chiết xuất tinh chế Sơ đồ tóm tắt công đoạn xử lý dịch lên men thu penicillin tự nhiên Sản phẩm • Có dạng sản phẩm penicillin thường sử dụng Penicillin nhóm G Penicillin nhóm V • Các tiêu chí đánh giá tiêu chuẩn sản phẩm gồm o o o o Về mặt hóa học Về mặt vi sinh Về mặt vật lý Về mặt cảm quan Về mặt hóa học Penicilin G • • • • Ở dạng acid tác dụng với HCl đặc cho tủa Tan thừa thuốc thử Penicilin V • • Bền vững với acid dịch vị nên dùng đường uống Thành phần không hoạt tính thường dùng bao gồm: Hoạt tính chế phẩm biểu thị đơn vị quốc Acid citric, natri saccharin, natri benzoat, natri citrat, natri tế (UI hay IU) propionat sacarose Không bền môi trường acid , không hấp thu qua đường uống • Các tá dược thường gặp natri carboxymethyl cellulose,magnesi stearat acid stearic, lactose, tinh bột Phenoxymethyl penicilin 250 mg tương đương với 400.000 đơn vị penicilin Về mặt vi sinh Penicillin G • • Tác dụng tốt với cầu khuẩn Gram dương, bao gồm • Tác dụng tốt cầu khuẩn Gram dương thường gặp Streptococcus nhóm B liên cầu tan huyết nhóm beta, liên cầu viridans Các Pneumococcus kháng penicilin G kháng sinh phế cầu beta - lactam khác • Penicillin V Phần lớn vi khuẩn kỵ khí nhạy cảm với penicilin G • • Thuốc có tác dụng với Staphylococcus Phenoxymethyl penicilin dùng tương tự benzylpenicilin điều trị phòng nhiễm khuẩn gây vi khuẩn nhạy cảm, đặc biệt Streptococcus Về mặt vật lý Penicillin G • Sau tiêm tĩnh mạch liều 3g benzylpenicilin, thuốc phân bố nhanh đào thải nhanh Vì vậy, nên tiêm thuốc - lần, thực tế lâm sàng cho thấy tiêm lần đảm bảo đủ liều cho điều trị Khi nghi ngờ có kháng thuốc, cần dùng khoảng lần • Penicilin G, tiêm tĩnh mạch với liều 150.000 - 250.000 đơn vị/kg/ngày Penicillin V • • • Hấp thu penicilin V bị giảm chất gôm nhựa Bảo quản thuốc nhiệt độ phòng (20 – 35 C) Thời gian cách thuốc trẻ em 12 tuổi 6-8 giờ, trẻ em 12 tuổi nên chia nhỏ phần thuốc cho uống 3-4 lần/ ngày • Không bị tác dụng acid dịch vị hấp thu tốt qua đường tiêu hóa sau uống • • Thuốc hấp thu nhanh Thuốc chuyển hóa gan, tiết nhanh qua nước tiểu Chỉ lượng nhỏ tiết qua đường mật Về mặt cảm quan • Penicillin G • Có thể xảy mẫn với da tiếp xúc với kháng sinh, nên thận trọng tránh tiếp xúc với thuốc Cần phát xem người bệnh có tiền sử dị ứng không, đặc biệt dị ứng với thuốc, dễ tăng phản ứng mẫn cảm với penicilin • Chỉ dùng benzylpenicilin cho người mang thai thật cần chưa có nghiên cứu đầy đủ có kiểm tra kỹ người mang thai để có • Được định nhiễm khuẩn nhẹ đến trung bình như:  Ðiều trị cần dựa kết thử kháng sinh đồ đáp ứng lâm sàng • Không sử dụng cho người có tiền sử mẫn cảm với penicilin cho bú, có ảnh hưởng kháng sinh nói chung với trẻ nhỏ như: dị ứng, thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột Nên thận trọng dùng penicilin V cho người bệnh có tiền sử dị ứng hen • Nhiễm khuẩn đường hô hấp nặng (như viêm phổi nặng) điều trị • Không thấy có nguy gây hại cho người mang thai Penicilin V có tiết vào sữa thể kết luận loại trừ tác dụng có hại thuốc bào thai Penicilin tiết qua sữa Nên thận trọng dùng thời kỳ Penicillin V penicilin V mẹ, không gây hại gây phản ứng dị ứng cho trẻ bú mẹ [...]... tổng hợp Penicillin Dịch lên men o dầu béo T= 22-25 C Chiết xuất và tinh chế Các phương pháp thu nhận và tinh chế penicillin từ môi trường nuôi cấy - Trích ly bằng dung môi hữu cơ - Hấp phụ - Trao đổi ion Phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ được sử dùng nhiều nhất Chiết xuất và tinh chế Sơ đồ tóm tắt công đoạn xử lý dịch lên men thu penicillin tự nhiên Sản phẩm • Có 2 dạng sản phẩm penicillin. .. bào tử nấm xuất hiện và phát triển đều khắp môi trường Nguyên liệu rắn Nguyên liệu W = 50-60 % lỏng H2O Phối trộn Nghiền Tiệt trùng o t = 121 C Tiệt trùng Cấy bào tử Tỉ lệ 5 – 10% Cấy bào tử Lên men 0,2-0,8 kg Lên men phenylacetic/m 3 Lọc Ép sinh khối Lọc Dịch lên men Lên men chìm Lên men chìm • Kỹ thuật lên men chìm là kỹ thuật được áp dụng trong hầu hết các cơ cở sản xuất penicillin công nghiệp... nhiều nhất Chiết xuất và tinh chế Sơ đồ tóm tắt công đoạn xử lý dịch lên men thu penicillin tự nhiên Sản phẩm • Có 2 dạng sản phẩm penicillin thường được sử dụng là Penicillin nhóm G và Penicillin nhóm V • Các tiêu chí đánh giá tiêu chuẩn sản phẩm gồm o o o o Về mặt hóa học Về mặt vi sinh Về mặt vật lý Về mặt cảm quan Về mặt hóa học Penicilin G • • • • Ở dạng acid tác dụng với HCl đặc cho tủa Tan khi... tương đương với 400.000 đơn vị penicilin Về mặt vi sinh Penicillin G • • Tác dụng tốt với cầu khuẩn Gram dương, bao gồm cả các • Tác dụng tốt trên các cầu khuẩn Gram dương thường gặp Streptococcus nhóm B như các liên cầu tan huyết nhóm beta, các liên cầu viridans và Các Pneumococcus kháng penicilin G và các kháng sinh phế cầu beta - lactam khác • Penicillin V Phần lớn các vi khuẩn kỵ khí khá nhạy cảm... Streptococcus Về mặt vật lý Penicillin G • Sau khi tiêm tĩnh mạch liều 3g benzylpenicilin, thuốc phân bố nhanh và đào thải nhanh Vì vậy, nên tiêm thuốc 4 - 6 giờ một lần, nhưng thực tế lâm sàng cho thấy nếu tiêm 8 giờ một lần vẫn đảm bảo đủ liều cho điều trị Khi nghi ngờ có sự kháng thuốc, cần dùng khoảng 4 giờ một lần • Penicilin G, khi tiêm tĩnh mạch với liều 150.000 - 250.000 đơn vị/kg/ngày Penicillin V • •... được hấp thu tốt qua đường tiêu hóa sau khi uống • • Thuốc được hấp thu nhanh Thuốc được chuyển hóa ở gan, được bài tiết nhanh qua nước tiểu Chỉ một lượng nhỏ bài tiết qua đường mật Về mặt cảm quan • Penicillin G • Có thể xảy ra quá mẫn với da khi tiếp xúc với kháng sinh, nên thận trọng tránh tiếp xúc với thuốc Cần phát hiện xem người bệnh có tiền sử dị ứng không, đặc biệt dị ứng với thuốc, vì dễ tăng... nguy cơ gây hại cho người mang thai Penicilin V có tiết vào sữa thể kết luận loại trừ những tác dụng có hại của thuốc trên bào thai Penicilin được bài tiết qua sữa Nên thận trọng khi dùng trong thời kỳ Penicillin V bằng penicilin V mẹ, mặc dù không gây hại nhưng có thể gây phản ứng dị ứng cho trẻ bú mẹ ... sử dùng nhiều Chiết xuất tinh chế Sơ đồ tóm tắt công đoạn xử lý dịch lên men thu penicillin tự nhiên Sản phẩm • Có dạng sản phẩm penicillin thường sử dụng Penicillin nhóm G Penicillin nhóm V •... lên men Lên men chìm Lên men chìm • Kỹ thuật lên men chìm kỹ thuật áp dụng hầu hết cở sản xuất penicillin công nghiệp • Thường vận hành theo phương pháp lên men bán liên tục Môi trường lên men... Bào tử đính Sinh sản hình thức: vô tính hữu tính Quy trình sản xuất Chuẩn bị môi trường nhân giống Giống Penicillium Chrysogenum Nhân giống Nguyên liệu Chuẩn bị môi trường lên men Sản phẩm Penicillium