ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA KHOA HỌC SỰ SỐNG
--------------------------
BÀI GIẢNG:
CÔNG NGHỆ HOÁ SINH
Người soạn: ThS. Trịnh Đình Khá
THÁI NGUYÊN - 2010
CHƯƠNG 1
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÁNG SINH VÀ KHÁNG SINH BÁN
TỔNG HỢP
1. ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÁNG SINH
2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÁN SINH PENICILLIN
3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT β-LACTAM BÁN TỔNG HỢP
1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT KHÁNG SINH
1.1. LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU
Thuật ngữ “chất kháng sinh” lần đầu tiên được Pasteur và Joubert (1877) sử dụng để
mô tả hiện tượng kìm hãm khả năng gây bệnh của vi khuẩn Bacillus ant hracis trên
động vật nhiễm bệnh.
Babes (1885) đã nêu ra định nghĩa hoạt tính kháng khuẩn của một chủng là đặc tính
tổng hợp được các hợp chất hoá học có hoạt tính kìm hãm các chủng đối kháng.
Nicolle (1907) là người đầu tiên phát hiện ra hoạt tính kháng khuẩn của Bacillus
subt ilis có liên quan đến quá trình hình thành loài bào tử.
Gratia và đồng nghiệp (1925) đã tách từ nấm mốc một chế phẩm có thể sử dụng điều
trị hiệu quả các bệnh truyền nhiễm trên da do cầu khuẩn và ông là người đầu tiên
xây dựng hoàn thiện phương pháp tìm kiếm và phát hiện vi sinh vật sinh tổng hợp
chất kháng sinh trong tự nhiên.
Năm 1929 thuật ngữ “chất kháng sinh” mới được Alexander Fleming mô tả một cách
đầy đủ và chính thức trong báo cáo chi tiết về penicillin
Năm 1931, các nhà khoa học Mỹ đã triển khai lên men thành công penicillin theo phương pháp lên
men bề mặt.Năm 1938 ởOxford, Ernst Boris Chain và Howara Walter Florey đã tiếp tục triển khai
nghiên cứu này. các ông đã tinh chế được một lượng lớn penicillin (1939) đủ để thử nghiệm trên
các loạt động vật thí nghiệm. Ngày 25/ 05/ 1940 penicillin đã được thử nghiệm rất thành công trên
chuột và chính thức được dùng điều trị thành công trên người (1941) trong nỗ lực cuối cùng nhằm
cứu sống các thương binh bị nhiễm khuẩn nặng trong chiến tranh thế giới thứ hai.
Trong thập kỷ 40 và 50 của thế kỷ XX đã ghi nhận những bước tiến vượt bậc của ngành công nghệ sản
xuất chất kháng sinh non trẻ như:
* Khám phá ra hàng loạt chất kháng sinh như: griseofulvin (1939), gramicidin S (1942), streptomycin
(1943), bacitracin (1945), chloramphenicol và polymycin (1947), clotetracyclin và cephalosporin
(1948), neomycin (1949), oxytetracyclin và nystatin (1950), erythromycin (1952), cycloserin (1954),
vancomycin (1956), kanamycin và rifamycin (1957),...
* Áp dụng phối hợp các kỹ thuật tuyển chọn và tạo giống tiên tiến đã tạo ra những biến chủng công
nghiệp có năng lực “siêu tổng hợp” các chất kháng sinh cao gấp hàng vạn lần các chủng ban đầu.
*Triển khai thành công công nghệ lên men chìm quy mô sản xuất công nghiệp để sản xuất penicillin G
(1942) và hoàn thiện công nghệ lên men này trên những sản phẩm khác trong những năm tiếp
theo.
*Năm 1959, phát hiện và tinh chế sử dụng thành công 6-aminopenicillinic acid (6APA) làm nguyên liệu
để sản xuất các chất kháng sinh penicillin bán tổng hợp
1.2. KHÁI NIỆM CHẤT KHÁNG SINH
•Theo các nhà sinh học, kháng sinh là những hợp chất hoá học do vi sinh vật
tiết ra có tác dụng ức chế sự phát triển hay tiêu diệt một cách chọn lọc một
nhóm vi sinh vật xác định hay cả tế bào ung thư ở nồng độ thấp.
•Còn các nhà hoá học thì muốn định nghĩa kháng sinh sinh phải bao hàm cả
các chất tổng hợp bằng hoá học có tác dụng diệt khuẩn như các chất thuộc
quinolon.
“Chất kháng sinh (antibiotic) là các chất hoá học xác định, không
có bản chất enzyme, có nguồn gốc sinh học với đặc tính ngay ở
nồng độ thấp có khả năng ức chế mạnh mẽ hoặc tiêu diệt được
các vi sinh vật gây bệnh mà vẫn đảm bảo được an toàn cho người
hay động vật được điều trị”.