7 NH2 HOOC-CH(CH 2 ) 2 CH 2
2.3.4. Quy trình lên men
Trong những năm 40 của thế kỷ XX việc sản xuất penicillin đ−ợc thực hiện bằng ph−ơng pháp lên men, bề mặt có thể lμ cơ chất rắn hoặc lỏng. Cơ chất rắn lμ các loại hạt hoặc cám. Để lên men ở cơ chất lỏng ng−ời ta nuôi nấm trong các chai thuỷ tinh bẹt (chai Roux) có chứa môi tr−ờng dinh d−ỡng. Váng mốc sau khi lên men có thể dùng cho lên men lần thứ 2 bằng cách cho môi tr−ờng dinh d−ỡng mới vμo d−ới lớp váng nμy. Quá trình tiến hμnh ở 24OC trong 6 - 7 ngμy. Trong quá trình lên men cần thổi khí vô trùng. Vμo thời đó, một số n−ớc sử dụng ph−ơng pháp nμy để sản xuất dịch lọc penicillin để rửa vết th−ơng. ở Việt Nam trong những năm 1951 – 1953, d−ới sự lãnh đạo của
Giáo s− Đặng Văn Ngữ, các nhμ khoa học của n−ớc ta cũng đã sản xuất đ−ợc dịch lọc Penicillin phục vụ điều trị vết th−ơng. Tuy nhiên ph−ơng pháp nμy có hiệu suất lên men thấp, chỉ đạt < 200 UI/ml môi tr−ờng nuôi cấy nên hiện nay không đ−ợc áp dụng.
Hiện nay ng−ời ta chỉ sử dụng ph−ơng pháp lên men chìm để sản xuất các penicillin. Penicillin G lμ kháng sinh đầu tiên đ−ợc sản xuất bằng công nghệ lên men chìm vμo năm 1947. Quá trình lên men tạo penicillin G có 2 pha: pha sinh tr−ởng vμ pha sinh kháng sinh. ở pha lên men thứ nhất nấm phát triển hệ sợi mạnh, sinh khối tăng nhanh, chất dinh d−ỡng đ−ợc đồng hoá nhiều, c−ờng độ hô hấp tăng dần đến cực đại, pH tăng dần vμ penicillin G đ−ợc tạo thμnh ít. ở pha lên men thứ hai hệ sợi phát triển chậm, lactose đ−ợc đồng hoá, pH tăng đến khoảng 7 – 7,5 vμ Penicillin G đ−ợc tạo thμnh chủ yếu trong pha nμy. Hiệu suất sinh tổng hợp phụ thuộc nhiều vμo l−ợng sinh khối trong môi tr−ờng.
Tr−ớc đây do hiệu suất chủng thấp, kỹ thuật lên men ch−a phát triển nên giá thμnh 1 kg penicillin ở Mỹ (1943) lμ 227.270 USD. Đến năm 1953 đã hạ xuống 169 $/kg, năm 1993 lμ 34 - 36 $/kg vμ tới năm 2000 chỉ còn 10 $/kg do hiệu suất đã tăng cao nhờ áp dụng các công nghệ mới vμ có thiết bị hiện đại trong lên men, áp dụng những tiến bộ trong di truyền học phân tử vμo cải tạo giống (chủng sản xuất đạt tới 85.000 UI/ml).