红霉素链霉菌发酵液中提取红霉素

目录

目录 (1)

一、设计背景 (1)

1.1、红霉素简介 (1)

1、抗生素分为 (1)

2、红霉素的作用及应用范围： (1)

3、目前市场上的主要红霉素商品有： (1)

1.2、红霉素的生物合成 (2)

合成机理 (2)

1.3、红霉素的生产原理及步骤 (2)

二、红霉素的生产流程 (2)

2.1、一般流程 (2)

2.2、发酵工艺要点 (2)

1、种子 (2)

2．培养基 (3)

(1)碳源： (3)

(2)氮源： (3)

(3)前体： (3)

3．培养条件的控制 (3)

(1)通气和搅拌： (3)

(2)温度： (3)

(3)pH： (3)

(4)中间补料： (3)

(5)通氨： (4)

(6)发酵液浓度的控制： (4)

(7)泡沫与消沫 (4)

2.3、发酵液的成分和提取难度分析 (4)

1、发酵液的成分 (4)

2、红霉素的分离提纯具有以下特点: (4)

三、提取红霉素的方法选择 (4)

3.1、预处理 (5)

1、预处理的目的: (5)

2、发酵液预处理的常用方法: (5)

（1）加水稀释法和加热法： (5)

（2）调节PH值： (5)

（3）凝聚和絮凝： (5)

（4）使用惰性助滤剂： (5)

（5）使用反应剂： (5)

（6）膜处理 (5)

（7）离心： (5)

3、预处理方法的选择 (5)

3.2、固液分离及粗提取 (6)

3.3、分离纯化 (6)

1、传统的提取工艺——溶媒萃取法 (6)

（1）原理： (6)

（2）缺点： (6)

（3）实际生产中还存在的问题 (7)

（4）改进方案——溶媒萃取结合中间盐沉淀法 (7)

2、萃取法提取红霉素的改进技术 (8)

（1）固定床溶剂萃取法 (8)

（2）以乙酸仲丁酯为萃取剂 (8)

（3）薄膜浓缩法 (8)

（4）双水相萃取 (9)

（5）相转变萃取 (9)

3、盐析法 (9)

4、膜分离技术的应用 (9)

（1）50nm陶瓷膜过滤 (10)

（2）超滤——纳滤 (10)

（3）100nm陶瓷膜微滤——纳滤 (10)

5、大孔树脂吸附法的应用 (10)

3.4、各种分离纯化方法的比较： (11)

四、工艺流程设计 (12)

4.1、总工艺流程图： (12)

1、工艺过程 (12)

（1）絮凝剂 (13)

（2）超滤 (13)

（3）纳滤膜浓缩系统 (13)

（4）萃取、结晶 (14)

（5）EA(挥发性有机物萃取吸收)系统 (14)

2、优点分析 (15)

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一、设计背景

1.1、红霉素简介

1、抗生素分为：

1、β-内酰胺类如青霉素类、头孢类等。

2、氨基糖苷类如链霉素、庆大霉素等。

3、大环内酯类如红霉素、麦迪加霉素等。

4、四环素类如四环素、土霉素类等。

红霉素是大环内酯类抗生素，是一种碱性抗生素，

红霉素可分为四类：红霉素A、B、C、D（R1、R2基团不同）

红霉素A是白色或类白色的结晶性粉末，微有吸湿性，味苦，易溶于醇类、丙酮、氯仿、酯类（如乙酯、丁酯、戊酯等），微溶于乙醚。在水中的溶解度为2mg/ml（25℃左右），它随着温度的升高而减少。在室温和pH 6～8的条件下，其溶液相当稳定，温度升高稳定性下降。红霉素熔点为135～140℃（游离碱水合物），190～193℃（无水游离碱）。且具有旋光性和紫外吸收峰。红霉素碱能和有机酸或无机酸类结合成盐，其盐类易溶于水。在临床上具有广泛用途的是红霉素A，它的抑菌活性最高。

2、红霉素的作用及应用范围：红霉素是广谱抗生素，对格兰阳性菌作用强，临床上主要用于

呼吸道感染、皮肤与软组织感染、泌尿生殖系统感染及胃肠道感染等。用于治疗腹泻、菌痢、胆结石、胆囊炎、绿脓杆菌继发感染、支气管炎、哮喘和脓毒性心内膜炎皆有效。红霉素还起到预防心脏病的作用，用于辅助治疗肺癌和节段性回肠炎。亦可用于预防风湿季节性发作。红霉素得多副作用小。主要副作用为恶心和呕吐等胃肠道反应，适用于青霉素过敏者。

其作用机理是：核糖体是细胞中蛋白合成场所，无论原核或真核细胞内核糖体的含量都与细胞蛋白合成活性直接相关。一旦核糖体功能受到破坏，细胞会由于不能合成蛋白而死亡。红霉素在细胞中的作用对象就是核糖体，其作用方式有两种：一是抑制50S核糖体大亚基的形成，另一个是抑制核糖体的翻译作用。

3、目前市场上的主要红霉素商品有：红霉素软膏、罗红霉素、红霉素眼膏、红霉素肠溶

胶囊、红霉素肠溶片、红霉素片、罗红霉素片、红霉素分散片等等。

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1.2、红霉素的生物合成

合成机理

红霉素的生源主要来自葡萄糖和氨基酸，其生物合成过程是一个相当复杂的过程，下面是红霉素生物合成的最后几步：①丙酸盐经过多步反应形成中间体6-脱氧红霉内酯B；②在C-6上进行羟基化反应形成红霉内酯B；③L-红霉糖转至内酯环的C-3位羟基上形成3-α-L-碳霉糖基红霉内酯B；④D-红霉氨基糖结构部分转移至C-5羟基后得到红霉素D；⑤红霉素D在C-12羟基化可得红霉素C，红霉素C再甲基化则得红霉素A；⑥红霉素D的红霉糖部分甲基化可形成红霉素B 。

红霉素生物合成过程中红霉素反馈调节生物合成最后一步酶—甲基化酶的活性，而丙酸激酶和丙酰-CoA羧化酶的活化与红霉素合成有关。

1.3、红霉素的生产原理及步骤

红霉素是由红色糖多孢菌（红霉素链霉菌）发酵产生的。生产上一般是将其孢子悬液接入种子罐，种子扩大培养2次后移入发酵罐进行发酵，发酵液经过预处理后，再经溶剂萃取进行分离纯化，最后经浓缩结晶干燥后的成品。

生产步骤一般为：红霉素产生菌的培养、红霉素的生物合成、发酵、发酵液的预处理和过滤、红霉素的提取、红霉素的精制。

二、红霉素的生产流程

2.1、一般流程

红霉素发酵属于好氧发酵过程，在发酵过程中，需不断通入无菌空气并搅拌，以维持一定的罐压和溶氧。

发酵过程中应严格控制发酵温度、发酵液还原糖量、pH值、溶氧量及发酵液粘度等，以便红色糖多孢菌能够大量合成红霉素并排至胞外。生产中还要加入消泡剂以控制泡沫。

在发酵期间每隔一定时间也要取样进行分析、镜检及无菌试验，检测生产状况，分析或控制相关参数

2.2、发酵工艺要点

1、种子

种子培养

5 ℃.60～70h

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