链霉素的生产工艺课件.pptx
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链霉素生产流程
1
链霉素生产流程
链霉素生产流程：
1.菌种培养：培养灰链霉菌，收获孢子
2.发酵培养：孢子接种于发酵罐，进行液体发酵
3.提取精制：发酵液经过过滤、萃取、离子交换等步骤提纯
4.质量检测：对链霉素成品进行含量、纯度等指标测定
5.成品包装：检验合格的链霉素进行分装、标签、入库
(微生物实验室)→(孢子培养基)→(发酵罐)→(提取设备/精制单元)→(质检实验室)→(高效液相色谱仪等)→(包装车间)→(分装机/标签机)→(仓库)
注：箭头表示流程走向，括号内为对应环节涉及的主体或设备。
1。
《链霉素的制备工艺》课件
提取和分离
将发酵液中的链霉素进行提取和分 离，得到纯净的链霉素。
发酵培养过程
பைடு நூலகம்
发酵基质的配制
精确调配发酵基质的成分 和比例，以提供菌株生长 所需的营养和环境。
发酵温度的控制
通过调节发酵温度，控制 菌株的生长速度和产生链 霉素的效果。
关键参数的调控
监测发酵过程中的关键参 数，如pH值、氧气供给等， 以保证链霉素生产的稳定 性。
《链霉素的制备工艺》 PPT课件
本课件将介绍链霉素的制备工艺，从菌株选择到生产流程，以及质量控制等 方面进行详细讲解。
引言
链霉素是一种广谱抗生素，具有广泛的应用领域。本节将介绍链霉素的概述 和在医药领域中的重要作用。
链霉素的生产流程
1
发酵培养
2
通过发酵培养的方式，利用菌株合
成链霉素。
3
菌株选择
选择适合链霉素生产的菌株，以保 证产量和质量。
结论
本课件回顾了链霉素的制备工艺流程，同时提供一些心得体会和展望。
参考文献
1. XXX et al. (2019). 链霉素制备工艺研究. 化学工业出版社. 2. XYZ et al. (2020). Advances in the Production of Streptomycin. Journal of Antibiotics, 455-467.
提取和分离
链霉素的提取
利用物理或化学方法将链霉素从发酵液中提 取出来。
链霉素的纯化
通过色谱等技术手段，去除杂质，提高纯度。
链霉素的质量控制
测定链霉素的纯度
使用色谱等方法，检测链 霉素样品的纯度。
链霉素的理化性 质检测
测定链霉素的溶解性、稳 定性等物理化学性质。
将发酵液中的链霉素进行提取和分 离，得到纯净的链霉素。
发酵培养过程
பைடு நூலகம்
发酵基质的配制
精确调配发酵基质的成分 和比例，以提供菌株生长 所需的营养和环境。
发酵温度的控制
通过调节发酵温度，控制 菌株的生长速度和产生链 霉素的效果。
关键参数的调控
监测发酵过程中的关键参 数，如pH值、氧气供给等， 以保证链霉素生产的稳定 性。
《链霉素的制备工艺》 PPT课件
本课件将介绍链霉素的制备工艺，从菌株选择到生产流程，以及质量控制等 方面进行详细讲解。
引言
链霉素是一种广谱抗生素，具有广泛的应用领域。本节将介绍链霉素的概述 和在医药领域中的重要作用。
链霉素的生产流程
1
发酵培养
2
通过发酵培养的方式，利用菌株合
成链霉素。
3
菌株选择
选择适合链霉素生产的菌株，以保 证产量和质量。
结论
本课件回顾了链霉素的制备工艺流程，同时提供一些心得体会和展望。
参考文献
1. XXX et al. (2019). 链霉素制备工艺研究. 化学工业出版社. 2. XYZ et al. (2020). Advances in the Production of Streptomycin. Journal of Antibiotics, 455-467.
提取和分离
链霉素的提取
利用物理或化学方法将链霉素从发酵液中提 取出来。
链霉素的纯化
通过色谱等技术手段，去除杂质，提高纯度。
链霉素的质量控制
测定链霉素的纯度
使用色谱等方法，检测链 霉素样品的纯度。
链霉素的理化性 质检测
测定链霉素的溶解性、稳 定性等物理化学性质。
链霉素生产工艺及结构改造
2.3 无机磷的反馈抑制 正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。磷酸盐与链霉素的生物合成过程有 密切关系，在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的去磷酸化反应。过量的磷 酸盐会产生反馈抑制，阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形成，因而抑制 链霉素的合成，因此磷酸酯酶的活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐还能 调节链霉胍合成的关键酶——脒基转移酶的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。
2.1 发酵阶段的转变 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然出现是由于新的蛋白 质的合成，而不是蛋白质的激活。
2.2 分解代谢产物的调节 在发酵过程中，除形成链霉素外，还形成一种支路产物—甘露糖链霉素(又叫链霉素 B)。对大多数微生物来说，甘露糖链霉素的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到 发酵后期才产生水解甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解 成链霉素和甘露糖，反应如下： 甘露糖苷酶 链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌 （Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。链霉素是一种 相 当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲 基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。链霉素碱稳定性特别差，工业 产品主 要是其硫酸盐形式， 即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
然而链霉素发酵液中绝大部分是菌丝体和未用完的培养基，以及各种各样的代谢产 物，如：蛋白质、多肽、色素和Ca2＋、Mg2＋离子等等，链霉素浓度远较各种杂质的低， 仅为5000单位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高价离子(Ca2＋、Mg2＋)的存在对离子交换 吸附影响很大。 在离子交换处理前，一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使蛋白质凝固变性。添加 磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板 框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。这一预处理将导致10％以上的链霉素所添加的草 酸、磷酸或络合剂，既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯度、污染环境。 同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少树脂的吸 附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的 成本。 此外采用离子交换法提炼链霉素，总收率不高，只达72％。同时需大量解吸液。解 吸液中链霉素浓度低，各种杂质如色素、金属离子等含量较高，造成下游工艺处理困难 ， 产品纯度不高。
链霉素的制备教程文件
对链霉素生产过程中产 生的废水、废气和废渣 进行分类收集和处理。
02
03
04
对废水进行酸碱中和、 沉淀、过滤等处理，确 保达到排放标准。
对废气进行吸附、吸收、 燃烧等处理，减少对环 境的影响。
对废渣进行安全填埋或 资源化利用，避免对环 境造成二次污染。
应急处理预案
01
02
03
04
制定应急预案，明确应急组织 、通讯联络、现场处置、医疗
能源成本 生产链霉素需要消耗大量的能源， 如水、电、气等，这些能源成本 也是生产成本的一部分。
设备折旧 生产链霉素需要专业的设备和生 产线，这些设备的购置和维护成 本也是生产成本的重要组成部分。
人工成本 生产链霉素需要大量的人工操作， 包括配料、搅拌、发酵、提取等 环节，这些人工成本也是生产成 本的一部分。
采用生物效价法、紫外可见分光 光度法等方法，测定链霉素的含 量，保证产品符合标准。
考察链霉素在不同温度、湿度等 条件下的稳定性，为产品的储存 和使用提供依据。
03
链霉素的生产设备
发酵设备
发酵罐
用于链霉素的微生物发酵过程， 提供适宜的生长环境和营养物质 ，使微生物大量繁殖。
种子罐
用于培养出发酵罐所需的菌种， 提供适宜的培养条件，保证菌种 的活力和纯度。
提取设备
离心机
用于将发酵液中的菌体和杂质与发酵 液分离，以便后续的提取和精制过程 。
过滤器
用于过滤掉发酵液中的杂质和颗粒物 ，提高提取效率和产品质量。
精制设备
结晶器
用于链霉素的结晶过程，通过控制结晶条件，获得高纯度的链霉素晶体。
干燥机
用于链霉素晶体的干燥，去除其中的水分和其他挥发性杂质，提高产品质量和 稳定性。
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对废水进行酸碱中和、 沉淀、过滤等处理，确 保达到排放标准。
对废气进行吸附、吸收、 燃烧等处理，减少对环 境的影响。
对废渣进行安全填埋或 资源化利用，避免对环 境造成二次污染。
应急处理预案
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制定应急预案，明确应急组织 、通讯联络、现场处置、医疗
能源成本 生产链霉素需要消耗大量的能源， 如水、电、气等，这些能源成本 也是生产成本的一部分。
设备折旧 生产链霉素需要专业的设备和生 产线，这些设备的购置和维护成 本也是生产成本的重要组成部分。
人工成本 生产链霉素需要大量的人工操作， 包括配料、搅拌、发酵、提取等 环节，这些人工成本也是生产成 本的一部分。
采用生物效价法、紫外可见分光 光度法等方法，测定链霉素的含 量，保证产品符合标准。
考察链霉素在不同温度、湿度等 条件下的稳定性，为产品的储存 和使用提供依据。
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链霉素的生产设备
发酵设备
发酵罐
用于链霉素的微生物发酵过程， 提供适宜的生长环境和营养物质 ，使微生物大量繁殖。
种子罐
用于培养出发酵罐所需的菌种， 提供适宜的培养条件，保证菌种 的活力和纯度。
提取设备
离心机
用于将发酵液中的菌体和杂质与发酵 液分离，以便后续的提取和精制过程 。
过滤器
用于过滤掉发酵液中的杂质和颗粒物 ，提高提取效率和产品质量。
精制设备
结晶器
用于链霉素的结晶过程，通过控制结晶条件，获得高纯度的链霉素晶体。
干燥机
用于链霉素晶体的干燥，去除其中的水分和其他挥发性杂质，提高产品质量和 稳定性。
链霉素的制备工艺
• 3 链霉素生产菌的育种思路 • 根据链霉素生物合成途径及代谢调节机制，选育链霉素生产菌 应从如下几个方面着于： • 3.1 出发菌株的选择 • 出发菌株多采用灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、比基尼链霉 菌和灰色链霉菌等。灰色链霉菌的孢子梗直而短，不呈螺旋彤， 孢子数量很多，孢了乃断裂而成，呈椭圆形，气生菌丝和孢子 均呈白色，单菌落生长丰满，呈梅花型或馒头型，直径为34mm，基质菌丝透明，在斜面背后产生淡色色素。 • 3.2 切断支路代谢 • 当初级代谢和次级代谢处于分路途径时，通过选育需要初级代 谢产物的营养缺陷菌株可使相应的次级代谢产物增加。据报道， 采用诱变的方法获得L一丙氨酸缺陷株，或选育苏氨酸缺陷、芳 香族氨基
• 4 链霉素传统工艺流程 链霉素传统工艺流程然而链霉素发酵液中绝大部分是菌丝体和未用 完的培养基，以及各种各样的代谢产物，如：蛋白质、多肽、色素和 Ca2＋、Mg2＋离子等等，链霉素浓度远较各种杂质的低，仅为5000单 位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高价离子(Ca2＋、Mg2＋)的存在对离 子交换吸附影响很大。在离子交换处理前，一般采用蒸汽加热（70～ 75℃）方法使蛋白质凝固变性。添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等 使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板框过滤或离心 分离将这些沉淀物除去。这一预处理将导致10%以上的链霉素所添加 的草酸、磷酸或络合剂，既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯 度、污染环境。同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它 各种杂质，将会减少树脂的吸附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和 堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的成本。 • 此外采用离子交换法提炼链霉素，总收率不高，只达72%。同时需大 量解吸液。解吸液中链霉素浓度低，各种杂质如色素、金属离子等含 量较高，造成下游工艺处理困难 ，产品纯度不高。 。
链霉素的生产
链霉素的生产灰色链霉菌的扩大培养与保藏种子扩大培养:简称种子扩培.是发酵工程的一个组成部分，其实指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。
种子扩培所得的纯种培养物称为种子。
种子扩培的一般过程：斜面菌种 → 一级种子培养（摇瓶） → 二级种子培养(种子罐) → 发酵● 种子应具备要求● 总量及浓度能满足要求。
● 生理状况稳定，个体与群体区隔明显。
● 活力强，移种发酵后，能够迅速生长。
无杂菌污染。
● 种子扩培的目的● 接种量的需要。
● 菌种的训化。
缩短发酵时间，保证生产水平。
种子的制备工艺实验室种子制备阶段：1琼脂斜面 2 固体培养基扩大培养 3摇瓶液体培养生产种子制备阶段：种子罐扩大培养斜面孢子培养● 将砂土管（或冷冻管）保持的链霉菌孢子接种到斜面培养基，于27℃下培养7天。
摇瓶种子培养 待斜面长满孢子后，制成悬浮液接入装有培养基的摇瓶中，于27℃下培养45-48小时，待菌丝生长旺盛。
链霉素的生产灰色链霉菌的扩大培养与保藏 链霉素的发酵与过程监控 链霉素的分离与效价测定种子罐扩大培养取若干个摇瓶，合并其中的培养液将其接种10%于种子罐内已灭菌的培养基，通入无菌空气搅拌，在罐温27℃下培养62-63小时，然后接入发酵罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气，搅拌培养，在罐温27℃下，发酵约7-8天。
幻灯片8斜面孢子培养：将砂土管(或冷冻管)菌种接种到斜面培养基上，经培养后即得原始斜面。
斜面培养基：可溶性淀粉20g，硝酸钾1g，氯化钠0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸镁0.5g，硫酸亚镁0.01g，琼脂20g，水1000毫升，PH7.2-7.4（配置时注意，可溶性淀粉要先用冷水调匀后再加入到以上培养基中）配制：按配方称量药品，加热搅拌至琼脂完全熔化，补水至1000ml。
趁热分装于18ml*180ml 试管，斜面以8ml为宜。
链霉素的发酵工艺课件(PPT 36张)
(三)种子罐扩大培养
种子罐培养是用来扩大种子量的。种子罐培养为1—3级，
可根据发酵罐的体积大小和接种量来确定。第一级种子罐
一般采用摇瓶种子接种， 2—3 级种子罐则是逐级转移，接 种量一般都为 10 ％左右。种子质量对后期发酵的影响甚大， 因此种子必须符合各项质量要求。故在培养过程中，必须 严格控制好罐温、通气搅拌和泡沫控制，以保证菌丝生长
中罐种子 大罐发酵液
提炼车间
培养方式
斜面孢子培养
摇瓶种子培养
种子罐扩大培养
发酵培养
(一)斜面孢子培养
将砂土管 ( 或冷冻管 ) 菌种接种到斜面培养基上，经培
养后即得原始斜面。
斜面培养基的主要成分有葡萄糖、蛋白胨和豌豆浸汁
等，其中蛋白胨和豌豆浸汁的质量对斜面孢子质量影响很
大。蛋白胨是最关键的原材料，对产孢子数量的影响不容 忽视。豌豆的品种和产地以及培养基的pH值(以中性或偏酸 性为宜)对产孢子质量亦有影响，需特别注意。
实验室涂片结果
灰 色 链 霉 菌 生 长 状 态
液氮保藏(-196℃)
或
沙土管保藏(2-4℃)
2.工 艺 流 程
斜面培养恒温恒湿35-36℃，7天
原斜面孢子
斜面培养恒温恒湿34-35℃，6天 摇瓶培养33-34℃，39.5h转速250rpm 装量80ml/750ml接种量一块斜面/瓶50-64h
(二)摇瓶种子培养
生产斜面的菌落接种到摇瓶培养基中，经过培养即
得摇瓶种子。链霉素发酵经常使用：瓶种子来接种种子 罐。种子质量以菌丝阶段、发酵单位、菌丝黏度或浓度、 糖氮代谢、种子液色泽和无杂菌检查为指标。摇瓶种子 (母瓶)可以直接接种子罐，也可以再扩大培养，用培养 所得的子瓶接种。摇瓶种子检查合格后，贮存于冷藏库 内备用，冷藏时间最多不超过7天。
链霉素的生产工艺
链霉素的生产工艺首先是发酵。
链霉菌属微生物培养在培养基中，通过控制温度、酸碱度和氧气供应等条件，使其进行代谢产生链霉素。
培养基的成分一般包括碳源和氮源，如葡萄糖、玉米浆等作为碳源，酵母膏、大豆粉等作为氮源。
培养基中还需添加适量的矿物盐和微量元素，以满足微生物的生长和代谢需求。
其次是分离。
经过一定时间的培养后，链霉菌属微生物产生的链霉素溶于培养基中。
通过离心、过滤等方法将微生物菌丝、细胞等固体物质与链霉素分离开来。
最后是纯化。
分离得到的链霉素溶液中还存在着其他杂质，如蛋白质、碳水化合物等。
通过醋酸乙酯萃取、硅胶柱层析、逆流色谱等方法，去除杂质，得到纯度较高的链霉素。
最后将链霉素经过结晶、干燥等工艺处理，得到成品链霉素。
总的来说，链霉素的生产工艺包括发酵、分离和纯化三个步骤，通过控制培养条件，分离和纯化链霉素，从而得到高纯度的链霉素成品。
这些工艺步骤的合理运用可以提高链霉素的产量和质量，满足药物生产的需要。
链霉素是一种非常重要的广谱抗生素，具有广泛的抗菌活性，对许多细菌和一些真菌具有杀菌作用。
因此，链霉素在临床上被广泛应用于治疗各种感染性疾病。
对于大多数人类的细菌感染，链霉素都具有广泛的杀菌作用。
因此，链霉素的生产工艺显得尤为重要。
链霉素的发酵工艺是链霉素生产过程的核心环节。
在发酵中，链霉菌属微生物在合适的培养基和发酵条件下进行生长和代谢，产生链霉素。
培养基的配方和发酵条件的控制对链霉素的产量和质量起着决定性的作用。
其主要目的是为了提供微生物生长和代谢所需的营养物质、促进微生物生长，并通过合适的条件使得微生物生产所需的产品。
在链霉菌生长的过程中，需要提供适当的防腐剂，并严格控制发酵过程中的温度、pH值和氧气供应等参数，以维持微生物的生长和代谢活动。
此外，为了提高链霉素的产量，还需要不断优化培养基的成分和发酵过程的操作条件。
分离和纯化是链霉素生产工艺中的另外两个重要环节。
分离包括从发酵液中将链霉素与微生物、培养基中的残余物等分离开来，使得链霉素获得初步纯化。
链霉素的生产
链霉素的作用
链霉素对结核分枝杆菌有强大抗菌作用，其最低 抑菌浓度一般为0.5mg/ml。非结核分枝杆菌对本 品大多耐药。 链霉素对许多革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、克 雷伯菌属、变形杆菌属、肠杆菌属、沙门菌属、志 贺菌属、布鲁菌属、巴斯德杆菌属等也具抗菌作用； 链霉素对葡萄球菌属及其他革兰阳性球菌的作用差。 各组链球菌、铜绿假单胞菌和厌氧菌对本品耐药。 链霉素和其他抗菌药物或抗结核药物联合应用可 减少或延缓耐药性的产生。
治疗用途
抗菌范围广，对结核杆菌有显著的抑菌和杀菌作 用。
治疗结核病，但易复发，复发后结核菌有抗药性， 无法再予链霉素治疗；所以为减少抗药性的产生， 常与其他抗结核药如氨水杨酸或异烟肼合用。 鼠疫，链霉素，氯霉素和四环素可用于治疗鼠疫； 阴沟肠杆菌所致的心内膜炎。
简介
药物名称 硫酸链霉素
英文名称 Strepolin 、StreptomycinSulfate
→种子罐种子（1-3级）
→大罐发酵（7-8 d）
影响因素
1.碳源、氮源的影响和控制： 首选碳源是葡萄糖； 有机氮源以黄豆饼粉为佳，无机氮源以硫酸铵和
尿素最常用，氨水可用来调节发酵pH。
2.无机元素的影响和控制：
磷酸盐对菌体生长和链霉素合成非常重要，一般采用较低 的磷酸盐浓度，15-150 mmol/L（46.5-465 mg/L）；
链霉素的发酵工艺
链霉素的产生菌——灰色链霉菌（Streptomyces
griቤተ መጻሕፍቲ ባይዱeus），比基尼链霉菌（Str.bikiniensis），
灰肉链霉菌（Str.griseocarneus）
大规模发酵生产
采用高度通气搅拌、 3-4级的扩大 深层培养法发酵。 菌种（冷冻干燥管）→
链霉素PPT课件
-
12
β-内酰胺类抗生素结构
O
H
H
R
N H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
5S 1 2
CH3
7 N4 3
CH3
O
H
COOH
O H
R
N7
H
H S
61 2
8
5
3
N4
O
CH2R1
ROCHN O
COOH
S CH3 CH3
N (Z) COOH
COOH
6-APA
青霉素族（PC）
7-ACA
头孢菌素族（CEP）
-
13
β-内酰胺类抗生素结构示例：
-
3
㈡ 检查（Investigation）
1、影响产品稳定性的指标 ——结晶性、水份、酸碱度等
2、有机和无机杂质检查——澄清度与颜色、有关物质、 重金属等
3、与临床安全性密切相关的指标 ——异常毒性、热原、 降压物质等
4、其他检查——“悬浮时间与抽针试验”、其他共存组 分
-
4
㈢ 含量测定或效价测定(Potency) Determination
-
35
3）异构体：
相对保留时间 2-r-1标2 1准=-物-t被t RR测12 物
异构体 相对保留时间 判断
B异构体 0.85 A异构体 1.0
供试液谱图中A异构体的峰面积 与A、B异构体峰面积和之比应为0.48~0.55。
异构体 B
头孢呋辛
异构体 A
-
36
示例2：头孢氨苄中有关物质的检查-反相TLC法 固定相：活化后的硅胶G板置5%（V/V）正十四烷的正己烷
酰胺
V - COOH 1600 、1410 cm -1 羧基
链霉素发酵提取工艺
灰色链霉菌的孢子柄直而短，不呈螺旋形。
孢子量很多，呈椭圆球形。气生菌丝和孢子都呈 白色。单菌落生长丰满，呈梅花形或馒头形，直 径约为3～4mm。基内菌丝透明，在斜面背后产 生淡棕色色素。
链霉素产生菌诱变育种常用的诱变剂有：紫外 线、7射线、氮芥、乙烯亚胺、亚硝酸和硫酸二乙 酯等。一些化学诱变剂又经常和紫外线等进行复 合处理。近年来采用亚硝基胍、快中子和激光等， 诱变选育出营养缺陷型或再回复突变型高产菌株。 杂交育种与诱变育种相结合的方法，对提高菌种 的生产能力，收到了较好的效果。
(四)发酵培养
链霉素的发酵培养基主要由葡萄糖、黄 豆饼粉、硫酸铵、玉米浆、磷酸盐和碳酸 钙等所组成。
(1)碳源及其代谢
葡萄糖是链霉素发酵的一种较好的碳源，用其 他碳源(如淀粉、糊精、麦芽糖等)发酵单位都比葡 萄糖低。葡萄糖的用量，视补料量的多少而定，总 量一般在10%以上，以保证在发酵过程中有足够的 碳源.
(3)其他无机离子
在复合培养基中已经存在，一般就不需再添 加。为了调节pH，中和代谢过程中所产生的有机 酸，尚需加人CaCO3。Co+是一种酶的激活剂， 又量是，K生+物有合促成进维生生长素的B作12用的，前N体a+，与通维常持需细加胞入渗极透微 压有关，通常加入0.25％左右量的NaCl即可，增 加用量会明显影响菌的生长繁殖。Mn2+、Mg2+ 对链霉菌菌丝生长有明显作用。Fe2+浓度超过 60ug／mg以上，就要产生毒性，显著影响链霉素 的产量，而对菌丝体生长影响较小，一般适用量 在20ug／ul左右。
(二)摇瓶种子培养
生产斜面的菌落接种到摇瓶培养基中，经过培 养即得摇瓶种子。链霉素发酵经常使用：瓶种 子来接种种子罐。种子质量以菌丝阶段、发酵 单位、菌丝黏度或浓度、糖氮代谢、种子液色 泽和无杂菌检查为指标。摇瓶种子(母瓶)可以 直接接种子罐，也可以再扩大培养，用培养所 得的子瓶接种。摇瓶种子检查合格后，贮存于 冷藏库内备用，冷藏时间最多不超过7天。
链霉素的生产工艺课件.pptx
链霉素提纯工艺的优化
1.离子交换法
膜法工艺
取代
薄膜浓缩
投资较大 容易堵塞
不适于高粘度液体
在任何膜能承受的温度下分离 清洁，环保，占地少 运行成本低 无相变的纯物理手段
2.过滤
Flow-cel超滤技术替代传统的板框压滤/鼓式 真空过滤方法。 其最大的特点是在不需要加 入助滤剂、絮凝沉淀剂及其他任何化学试剂 的情况下，不仅可把菌丝体及其他固体杂质 完全分离，而且可以把99％以上的蛋白(包括 溶解性的蛋白) 与菌丝体一起剔除。
（3） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物 的积累都要消耗氧。因此发酵过程当中需保证必 须的供氧量。 （4）根据参数的变化，以单位体积功率相等的原 则改变搅拌转速及空气流量来进行发酵容积的扩 大设计
发酵工艺流程图
发酵液提取及纯化工艺流程图
厂房布置图1
厂房布置图2
设备布置图
谢谢观赏！
生物提取法的评价
优点
1、需要的原料材料少且易得，并有足够数量的供应 2、设备条件要求不苛刻 3、“三废”少并且易于治理
缺点
1、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂 2、无机磷的调节过程中，无机磷浓度的浓度很难控制，正常生 长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成 3、生物合成过程中步骤也比较复杂，需要经过多步反应
链霉素的生产工艺
组员：王晓、江兰、何艺、陈雪君、曹海燕
目录
1 链霉素简介 2 结构及理化性质 3 工艺合成 4 工艺评价、优化及中试放大
一、链 霉 素 简 介
• 链霉素（Streptomycin）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分 子式C21H39N7O12，分子量： 581.59 。
• 链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌（Streptomyces,griseus）培养液中分 离出来的一种碱性抗生素。
链霉素生产工艺
③对肾脏的损害：链霉素对肾脏的损害较轻，表现为蛋白尿 和管型尿，部分出现肾功能暂时减退，停药后可恢复，严重 的永久性肾损害并不多见。④对骨髓的抑制：表现为白细胞、 血小板减少，再生障碍性贫血及血细胞全少症等。以白细胞 减少常见，再障及全血细胞减少偶见。⑤还有多毛症、结膜 炎、关节痛、心肌炎、中毒性脑病等。 （3）其他 肠道菌群失调，二重感染，多种维生素缺乏、口角炎、 皮炎、腹泻等。
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(四)发酵培养
1、培养基：链霉素的发酵培养基主要由葡萄糖、黄豆饼 粉、硫酸铵、玉米浆、磷酸盐和碳酸钙等所组成。 (1)碳源及其代谢 葡萄糖是链霉素发酵的一种较好的碳源，用其 他碳源(如淀粉、糊精、麦芽糖等)发酵单位都比葡 萄糖低。葡萄糖的用量，视补料量的多少而定，总 量一般在10%以上，以保证在发酵过程中有足够的 碳源.
将砂土管(或冷冻管)菌种接种到斜面培养 基上,经培养后即得原始斜面。 斜面培养基的主要成分有葡萄糖、蛋白胨 和豌豆浸汁等，其中蛋白胨和豌豆浸汁的 质量对斜面孢子质量影响很大。蛋白胨是 最关键的原材料，对产孢子数量的影响不 容忽视。豌豆的品种和产地以及培养基的 pH值(以中性或偏酸性为宜)对产孢子质量 亦有影响，需特别注意。
链霉素
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链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的 抗菌素。属于氨基糖甙碱性化合物，它与结 核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起 到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而 杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。由于链 霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床 使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较 合适，大部分病人可以长期注射（一般2个 月左右）。所以，应用数十年来它仍是抗结 核治疗中的主要用药。
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2、链霉素的发酵条件及中间控制
(1)通气和搅拌：灰色链霉菌是一种高度需氧菌。 在黄豆饼粉培养基内增加通气量能提高发酵单位， 又能使pH升高。 (2)温度：灰色链霉菌对温度敏感。一般认为 链霉素发酵温度以28．5℃左右为宜。 (3)pH：适合链霉菌菌丝生长的pH6.5—7.0， 适合于链霉素合成的pH为6.8—7.3，pH低于 6.0或高于7.5，对链霉素的生物合成都不利。
链霉素的制备工艺
• 链霉素生物合成的调节机制 • 在链霉素生物合成中的调节机制主要有发酵阶段的转变、分解 产物的调节以及无机磷的反馈抑制等方面。 • 1.2.1 发酵阶段的转变 • 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然 出现是由于新的蛋白质的合成，而不是蛋白质的激活。 • 1.2.2 分解代谢产物的调节 • 在发酵过程中，除形成链霉素外，还形成一种支路产物—甘露 糖链霉素(又叫链霉素B)。对大多数微生物来说，甘露糖链霉素 的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到发酵后期才产生水解 甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解 成链霉素和甘露糖，反应如下： • 甘露糖苷酶 • 链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
小组成员
• 姚
涛
说） （解 说 ）
资料的采集） • 司松良 （资 料的采集） • 赵 阳 （ p p t 制作）
谢谢观看
sb是升流式厌氧污泥床反应器的简称是由荷兰ageningen农业大学教ettinga等人于19721978年间开发研制的一项厌氧生物处理技术国内对usb反应器的研究是从20世纪80年代开始sb反应器具有工艺结构紧凑处理能力大无机械搅拌装置处理效果好及投资省等特点sb反应器是目前研究最多用日趋广泛的新型污水厌氧处理工艺小组成员制作谢谢观看
21 39 7 12，
• 毒性LD50(mg/kg)：对许多革兰氏染色阴 性或阳性细菌有效，鼷鼠急性经口9000。 对人低毒。 性状：白色或类白色粉末，无臭或微臭。 溶解情况：易溶于水，微溶于乙醇，不溶 于甲醇、氯仿和丙酮。 制备或来源：由灰色链霉菌的发酵液提取 得的一种抗生素。
链霉素的作用机 理 链霉素主要 与原核细胞(如 细菌)核糖体30S 亚单位结合，抑 制细菌蛋白质 (酶)的合成,使细 菌不能正常生长 或者代谢而死亡。
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放大实验的具体方法
按照确定的培养基，放入发酵罐中进行放大培养五 天，每隔24小时测量包括PH值，DO值，还原糖浓度， 链霉素效价，生物量等参数。还原糖浓度、链霉素 效价和生物量的测量分别采用的是DNS法，紫外分光 光度法（比色法）和干重法。
生物提取法的评价
优点
1、需要的原料材料少且易得，并有足够数量的供应 2、设备条件要求不苛刻 3、“三废”少并且易于治理
缺点
1、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂 2、无机磷的调节过程中，无机磷浓度的浓度很难控制，正常生 长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成 3、生物合成过程中步骤也比较复杂，需要经过多步反应
离子交换法工艺路线的评价
优点
• 需用的原辅料少且易得，并有足够数量的供应 • 中间体容易以较纯形式分离出来，质量符合标
准，多步反应能够实现连续操作 • 可在易于控制的条件下进行制备如安全、无毒 • 设备条件要求不苛刻 • 收率最佳、经济效益最好
缺点
1、操作过程复杂，且操作控制要求严格，操 作工序多 2、化学合成途径较复杂，需要经过多步反应 3、合成过程中生成含硫废弃液，使得三废处 理复杂
合成工艺路线的复审 • 设备型式与材质、搅拌器型式与搅拌速度 • 反应条件的进一步验证与研究 • 原辅材料和中间体的质量控制 • 工艺流程与操作方法的确定
• 反应器的放大是中式放大的关键。其放大的方法有经 验放大、相似放大法和数学模拟放大法。
• 中式放大涉及诸多的化学及物理过程，物料衡算是放 大工作的起点。包括转化率、收率与选择性等的计算 过程。
箱里，但不超过一周）
转入一级种子罐
于27℃培养62～
，培养
一级种子培 养液
63h，通气量为
1:5vvm
二级种子培养液
于27℃培养55～60h，通气 量为1:1.5vvm
以10%左右的接种量，
以10%左右的接种量，于27.5℃培
转入二级种子罐，培养
养54～56h，通气量为1:1.1vvm转
以20%的接种量转入
稳定性
链霉素的水溶液比较稳 定，但其易受pH和温度的影 响较大。短时间加热，如在 70oC加热半小时，对活性无 明显影响。100oC加热10min， 活性约损失一半。最稳定的 pH是4.0~4.5。
溶解度
由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺 基），故易溶于水，而很难溶于有机溶剂。链霉素 盐酸盐易溶于甲醇，难溶于乙醇，而硫酸盐即使在 甲醇中也很难溶解。
链霉素提纯工艺的优化
1.离子交换法
膜法工艺
取代
薄膜浓缩
投资较大 容易堵塞
不适于高粘度液体
在任何膜能承受的温度下分离 清洁，环保，占地少 运行成本低 无相变的纯物理手段
2.过滤
Flow-cel超滤技术替代传统的板框压滤/鼓式 真空过滤方法。 其最大的特点是在不需要加 入助滤剂、絮凝沉淀剂及其他任何化学试剂 的情况下，不仅可把菌丝体及其他固体杂质 完全分离，而且可以把99％以上的蛋白(包括 溶解性的蛋白) 与菌丝体一起剔除。
链霉素提纯方法
中式放大
中式放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺所 研究确定的反应条件，对研究选定的工业化生产设 备的结构、材质、安装和车间布置等进行验证性研 究，提供物质和能量耗损等，从而为工业化生产提 供数据，此外还能为药品的 临床研究实验等提供更 多的样品，并培养技术人员及操作工人。
中式放大的研究内容
实行放大主要依据
由实验室条件，模拟链霉素的工业生产:对高产链霉菌 进行复壮和筛选.链霉素发酵提取分离。在链霉素的发 酵过程中，通过斜面孢子培养，摇瓶进行种子培养
同时根据查资料显示：利用正交试验确定出链霉素影 响因子的作用为：玉米浆>葡萄糖>黄豆饼粉>(NH4） 2SO4。从而计算出链霉素发酵生产的培养基除基础培 养基外还应加入：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆 1.5%，（NH4）2SO4 0.5%。
入三级种子罐
发酵罐，发酵
三级种子发酵液
发酵液
后处理工段
分离提纯工艺
传统工艺分离链霉素
一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使蛋白质凝固变 性。添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子 草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板框过滤或 离心分离将这些沉淀物除去。 链霉素传统的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、 沉淀法、离子交换法
链霉素硫酸盐的溶解度（28℃）
三、合成工艺前段全是采用微生物发酵
转入试管斜面，培养
27℃,恒温培养7d
27℃培养6d
砂土孢子
一级试管斜面菌种
二级试管斜面菌种
转入试管斜面，培养 于27℃培养45～
孢子成熟后，保存于 4℃冰箱里
转入三角瓶液体 48h 培养基，培养
三角瓶菌液（菌液立即用 以0.2%～0.4%的接 最好，也可保存于4℃冰 种量
• 毒性LD50(mg/kg)：对许多革兰氏染色阴性或阳性 均有效
制备或来源：由灰色链霉菌的发酵液提取得的一
种抗生素。
链霉素的化学结构
链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基L-葡萄糖胺组成的三糖苷，属于氨基 糖苷类抗生素。
二、链 霉 素 理 化 性 质
链霉素游离碱为白色粉末。 其大多数盐类也是白色粉 末或结晶，无嗅，味微苦。 • 链霉素在中性溶液中能以 三级阳离子形式存在，所 以可以用离子交换法进行 提取。
链霉素的生产工艺
组员：王晓、江兰、何艺、陈雪君、曹海燕
目录
1 链霉素简介 2 结构及理化性质 3 工艺合成 4 工艺评价、优化及中试放大
一、链 霉 素 简 介
• 链霉素（Streptomycin）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分 子式C21H39N7O12，分子量： 581.59 。
• 链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌（Streptomyces,griseus）培养液中分 离出来的一种碱性抗生素。
国内外提取工艺
链霉素生物提取的途径
四、工艺评价和优化
传统工艺合成链霉素会添加磷酸或一些络合剂如 三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物。
这一预处理既增加了链霉素提炼成本，又会降低 产品纯度、污染环境。
同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它 各种杂质，将会减少树脂的吸附容量或污染树脂，造 成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的成本。