抗生素讲义发酵工程
合集下载
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
合成。
基因表达调控
通过转录、翻译等手段，对菌 株基因表达进行调控，提高抗
生素产量和抗菌活性。
抗生素粗产品的提取和精制
01
02
03
提取
采用物理、化学、生物等 方法，将抗生素从菌体中 分离出来。
精制
采用结晶、干燥、萃取等 工艺，去除抗生素中的杂 质，得到高纯度产品。
质量控制
对抗生素产品进行质量检 验，包括化学结构、纯度 、稳定性等方面。
04
抗生素发酵生产中的污染控制
发酵生产中常见的污染及来源
培养基灭菌不彻底：培养基中的细菌污染。
发酵设备清洗不干净：设备表面的细菌污染。
空气过滤系统失效：空气中的细菌和真菌污染。
杂菌的抗药性增强：由于长期使用抗生素，杂菌抗药 性增强，导致污染难以控制。
控制污染的措施和方法
对培养基进行彻底灭菌
通过高温高压灭菌方式，将培养基 中的细菌杀死。
3
第三阶段
20世纪70年代至今，抗生素的种类和结构得到 了进一步的拓展和优化，同时出现了基因工程 和发酵工程等新技术。
抗生素发酵生产与微生物的关系
微生物发酵
抗生素的发酵生产主要依赖于 微生物发酵过程，利用各种微 生物的菌株进行发酵，产生具
有抗病活性的抗生素。
微生物基因工程
通过基因工程手段对微生物进 行改造，增加其产生抗生素的 产量和种类，提高生产效率。
抗生素发酵生产的能源消耗及减排措施
能源消耗
抗生素发酵生产过程中，能源消耗主要集 中在菌种选育、种子扩大、发酵和提取等 环节。其中，发酵环节的能源消耗最大。
VS
减排措施
为了减少抗生素发酵生产的能源消耗和排 放，可采取以下措施：优化菌种选育和发 酵工艺，提高发酵效率和产品质量；采用 新型发酵罐和高效节能设备，提高设备能 效；采用清洁能源，如利用太阳能、地热 能等；优化生产流程和管理，减少能源浪 费。
基因表达调控
通过转录、翻译等手段，对菌 株基因表达进行调控，提高抗
生素产量和抗菌活性。
抗生素粗产品的提取和精制
01
02
03
提取
采用物理、化学、生物等 方法，将抗生素从菌体中 分离出来。
精制
采用结晶、干燥、萃取等 工艺，去除抗生素中的杂 质，得到高纯度产品。
质量控制
对抗生素产品进行质量检 验，包括化学结构、纯度 、稳定性等方面。
04
抗生素发酵生产中的污染控制
发酵生产中常见的污染及来源
培养基灭菌不彻底：培养基中的细菌污染。
发酵设备清洗不干净：设备表面的细菌污染。
空气过滤系统失效：空气中的细菌和真菌污染。
杂菌的抗药性增强：由于长期使用抗生素，杂菌抗药 性增强，导致污染难以控制。
控制污染的措施和方法
对培养基进行彻底灭菌
通过高温高压灭菌方式，将培养基 中的细菌杀死。
3
第三阶段
20世纪70年代至今，抗生素的种类和结构得到 了进一步的拓展和优化，同时出现了基因工程 和发酵工程等新技术。
抗生素发酵生产与微生物的关系
微生物发酵
抗生素的发酵生产主要依赖于 微生物发酵过程，利用各种微 生物的菌株进行发酵，产生具
有抗病活性的抗生素。
微生物基因工程
通过基因工程手段对微生物进 行改造，增加其产生抗生素的 产量和种类，提高生产效率。
抗生素发酵生产的能源消耗及减排措施
能源消耗
抗生素发酵生产过程中，能源消耗主要集 中在菌种选育、种子扩大、发酵和提取等 环节。其中，发酵环节的能源消耗最大。
VS
减排措施
为了减少抗生素发酵生产的能源消耗和排 放，可采取以下措施：优化菌种选育和发 酵工艺，提高发酵效率和产品质量；采用 新型发酵罐和高效节能设备，提高设备能 效；采用清洁能源，如利用太阳能、地热 能等；优化生产流程和管理，减少能源浪 费。
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
预防措施
严格控制环境卫生、定期灭菌、使用一次性塑料薄膜和胶管、种子 培养物严格筛选等。
控制方法
定期取样检查，一旦发现污染，立即采取措施，如加入抗菌素或重 新灭菌。
发酵异常现象及其处理
1 2
异常现象
菌体生长缓慢、产物形成少、发酵液泡沫多、 pH 值异常等。
处理方法
根据具体情况调整培养条件，如温度、湿度、通 风、pH 值、培养基组成和浓度等。
提取
发酵结束后，通过离心、过滤等方法将菌体与发酵液分离， 得到粗制抗生素。
精制
通过重结晶、萃取、吸附等方法进一步纯化抗生素，提高其 纯度和结晶收率。
03
发酵工程中抗生素发酵的工艺 优化
菌种选育与改良
菌种选育
通过自然突变、诱变、基因重组等技 术，筛选具有高产抗生素特性的菌株 ，提高抗生素产量。
菌种改良
特性
具有高度选择性，对不同微生物的作 用效果不同；对细胞的生长和分化具 有调节作用；通常对敏感菌具有杀菌 作用，对耐药菌无效。
抗生素的种类与用途
种类
β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、林可胺类、糖 肽类、噁唑烷酮类、磺胺类等。
用途
治疗各种由细菌引起的感染性疾病，如肺炎、肠道感染、尿路感染等；预防细 菌感染；用于食品和农业中的防腐和保鲜。
THANKS
谢谢您的观看
抗生素发酵生产的历史与现状
历史
自20世纪40年代青霉素的发现以来，抗生素的研发和应用经历了60多年的发展历程。目前，抗生素已成为医疗 、食品和农业领域中不可或缺的重要物质。
现状
随着抗生素的广泛应用，耐药菌株的出现和传播已成为全球性的问题。因此，新型抗生素的研发和生产技术不断 改进，以应对日益严重的耐药性问题。同时，各国政府和国际组织也在加强抗生素使用的监管和管理，以减少不 必要的抗生素使用和防止耐药性的传播。
严格控制环境卫生、定期灭菌、使用一次性塑料薄膜和胶管、种子 培养物严格筛选等。
控制方法
定期取样检查，一旦发现污染，立即采取措施，如加入抗菌素或重 新灭菌。
发酵异常现象及其处理
1 2
异常现象
菌体生长缓慢、产物形成少、发酵液泡沫多、 pH 值异常等。
处理方法
根据具体情况调整培养条件，如温度、湿度、通 风、pH 值、培养基组成和浓度等。
提取
发酵结束后，通过离心、过滤等方法将菌体与发酵液分离， 得到粗制抗生素。
精制
通过重结晶、萃取、吸附等方法进一步纯化抗生素，提高其 纯度和结晶收率。
03
发酵工程中抗生素发酵的工艺 优化
菌种选育与改良
菌种选育
通过自然突变、诱变、基因重组等技 术，筛选具有高产抗生素特性的菌株 ，提高抗生素产量。
菌种改良
特性
具有高度选择性，对不同微生物的作 用效果不同；对细胞的生长和分化具 有调节作用；通常对敏感菌具有杀菌 作用，对耐药菌无效。
抗生素的种类与用途
种类
β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、林可胺类、糖 肽类、噁唑烷酮类、磺胺类等。
用途
治疗各种由细菌引起的感染性疾病，如肺炎、肠道感染、尿路感染等；预防细 菌感染；用于食品和农业中的防腐和保鲜。
THANKS
谢谢您的观看
抗生素发酵生产的历史与现状
历史
自20世纪40年代青霉素的发现以来，抗生素的研发和应用经历了60多年的发展历程。目前，抗生素已成为医疗 、食品和农业领域中不可或缺的重要物质。
现状
随着抗生素的广泛应用，耐药菌株的出现和传播已成为全球性的问题。因此，新型抗生素的研发和生产技术不断 改进，以应对日益严重的耐药性问题。同时，各国政府和国际组织也在加强抗生素使用的监管和管理，以减少不 必要的抗生素使用和防止耐药性的传播。
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
发酵工程抗生素发酵生产技术概述发酵工程是一种利用微生物、酶和发酵介质（常见的如糖）来生产有用化合物的技术。
在这个过程中，微生物通过代谢物质的转化来生成目标产品。
抗生素发酵生产技术是发酵工程的一个重要应用领域，在制药、医疗等领域中起到重要作用。
本文将就抗生素发酵生产技术进行一些概述。
抗生素是一类能够抑制或杀死细菌或其他微生物的药物，广泛应用于医疗、养殖和农业等领域。
然而，抗生素的生产过程并不容易。
抗生素分子具有复杂的结构，不同的抗生素有不同的生产方式和工艺。
一般来说，抗生素的生产过程可以分为以下几个步骤：获得产生抗生素的微生物菌种；培养产生抗生素的微生物菌种；提取和纯化抗生素产物；加工和包装抗生素产物。
在抗生素发酵生产技术中，首先需要获得产生抗生素的微生物菌种。
这些微生物可以从自然环境或已知产生抗生素的菌株中分离得到，也可以通过基因工程技术进行修改得到。
随后，需要对这些微生物进行培养。
培养条件的选择对于微生物的生长和抗生素产量有重要的影响。
常见的培养条件包括培养基的组成、温度、pH值、氧气供应等。
通过调节这些条件，可以提高菌株的生长速度和产生抗生素的能力。
在培养过程中，需要不断监测微生物菌种的生长情况和抗生素产量。
常用的监测方法包括测定菌株密度、测定发酵液的抗生素浓度等。
通过监测，可以对微生物的生长状态进行控制和调节，以及对抗生素产量进行评估和优化。
当培养达到一定程度后，需要对发酵液进行产品的提取和纯化。
传统的提取方法包括萃取、蒸馏、结晶等。
这些方法可以将抗生素从发酵液中分离出来，并去除其他杂质。
随后，抗生素产品需要经过纯化过程，获得高纯度的抗生素。
纯化方法包括过滤、层析、电泳等。
这些方法可以去除抗生素中的杂质，提高纯度。
最后，经过提取和纯化的抗生素产品需要进行加工和包装，以便后续的药物制剂或应用。
加工包括液体制剂的调整和固体制剂的制备。
包装过程需要严格控制产品的质量和卫生条件，以确保最终产品的安全性和稳定性。
发酵工程-第九章-抗生素
PG
Pka 2.7
RCONH
6
4
5S
CH3
HH
7
O
N1
3 CH3
2
COOH
H
2S，5R，6R
临床用其钠盐、钾盐或普鲁卡因盐，增强水溶性。 粉针剂，有效期2年 临床用粉针剂，现用现配
不稳定性
β –内酰胺环是青霉素中最 不稳定的部分，原因是
1、四元环和五元环稠合， 环的张力大
2、两个环不在同一平面， 青霉素结构中β-内酰胺环 中羰基和氮原子的孤对电 子不能共轭， 易受到亲核 性或亲电性试剂的进攻， 使β-内酰胺环破裂。
(二）一般生产流程
抗生素发酵阶段一般主要包括：孢子制备、种子 制备和发酵，这是进行微生物逐步扩大培养过 程。
1、孢子制备 目的是将沙土管保存的菌种进行 培养，以制备大量孢子供下一步种子制备之用， 一般于试管、扁瓶或摇瓶内进行。
2、种子制备 目的是使有限数量的孢子发芽繁 殖，获得足够菌丝体以供发酵之用。在种子罐 内进行。通过种子制备，可以缩短发酵罐内菌 丝体繁殖生长的时间，增加抗生素合成的时间。 一般通过种子罐1-3次，再移种到发酵罐中－内酰胺类抗生素 （二）四环类抗生素
（三）氨基糖苷类抗生素 （四）大环内酯类抗生素 （五）多烯大环类抗生素 （六）多肽类抗生素 （七）蒽环类抗生素 （八）其他类
四、根据作用机制
（一）抑制细胞壁合成 （二）影响细胞膜功能 （三）抑制和干扰蛋白质合成 （四）抑制核酸合成 （五）抑制细菌生物能作用
OH
H+ or HgCl2
-CO2
NH O
Penilloaldehyde
CHO
O
NH S H
《抗生素的发酵机制》课件
《抗生素的发酵机制》 ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 抗生素简介 • 抗生素的发酵机制 • 抗生素发酵工艺 • 抗生素发酵产物的提取与分离 • 抗生素的生物合成途径 • 抗生素的耐药性机制
01
CATALOGUE
抗生素简介
抗生素的定义
抗生素
指由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级 代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
调控机制
微生物通过调控基因表达、酶活 性等手段，对抗生素的合成进行 精细调控。
生物合成酶
参与抗生素生物合成的酶可分为 合成酶和修饰酶，合成酶负责构 建抗生素的基本骨架，修饰酶则 负责对骨架进行必要的修饰。
抗生素发酵的影响因素
菌种遗传特性
不同菌种的遗传特性决定了它们产生抗生素 的能力和产量。
培养条件
发酵过程控制
通过控制温度、pH、溶氧等发酵条件，确保菌 种生长和抗生素合成的最佳环境。
ABCD
发酵培养基配制
根据菌种需求，配制适合的培养基成分，为菌种 生长和抗生素合成提供充足的营养。
产物提取与分离
发酵结束后，通过提取和分离技术，将抗生素从 发酵液中分离出来。
抗生素发酵的原理
生物合成途径
抗生素的生物合成主要通过微生 物的次级代谢途径完成，涉及多 个酶促反应的串联。
THANKS
感谢观看
利用吸附剂的吸附作用，将目标物质吸附在 吸附剂上，然后通过洗涤、解吸等操作，得 到所需的纯化物质。
抗生素发酵产物的分离纯化方法
层析法
利用不同物质在固定相和流动相之间的分配系数不同，从而实现物 质的分离。常见的层析法包括吸附层析、分配层析、凝胶层析等。
CATALOGUE
目 录
• 抗生素简介 • 抗生素的发酵机制 • 抗生素发酵工艺 • 抗生素发酵产物的提取与分离 • 抗生素的生物合成途径 • 抗生素的耐药性机制
01
CATALOGUE
抗生素简介
抗生素的定义
抗生素
指由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级 代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
调控机制
微生物通过调控基因表达、酶活 性等手段，对抗生素的合成进行 精细调控。
生物合成酶
参与抗生素生物合成的酶可分为 合成酶和修饰酶，合成酶负责构 建抗生素的基本骨架，修饰酶则 负责对骨架进行必要的修饰。
抗生素发酵的影响因素
菌种遗传特性
不同菌种的遗传特性决定了它们产生抗生素 的能力和产量。
培养条件
发酵过程控制
通过控制温度、pH、溶氧等发酵条件，确保菌 种生长和抗生素合成的最佳环境。
ABCD
发酵培养基配制
根据菌种需求，配制适合的培养基成分，为菌种 生长和抗生素合成提供充足的营养。
产物提取与分离
发酵结束后，通过提取和分离技术，将抗生素从 发酵液中分离出来。
抗生素发酵的原理
生物合成途径
抗生素的生物合成主要通过微生 物的次级代谢途径完成，涉及多 个酶促反应的串联。
THANKS
感谢观看
利用吸附剂的吸附作用，将目标物质吸附在 吸附剂上，然后通过洗涤、解吸等操作，得 到所需的纯化物质。
抗生素发酵产物的分离纯化方法
层析法
利用不同物质在固定相和流动相之间的分配系数不同，从而实现物 质的分离。常见的层析法包括吸附层析、分配层析、凝胶层析等。
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
精制
通过结晶、离子交换、色谱分离等手段，对提取液进行进一步纯化 ，提高抗生素的纯度和质量。
干燥与包装
将抗生素粉末或结晶进行干燥处理，并进行包装，以便于运输和使 用。
发酵过程控制技术
发酵过程监控
01
通过实时监测发酵过程中的关键指标（如菌体生长、代谢产物
浓度等），确保发酵过程的顺利进行。
自动化控制
02
严格管理抗生素使用
加强抗生素使用的管理和监管，减少不必要的抗生素使用和防止耐药 菌株的传播。
06
典型抗生素发酵生产案例 分析
链霉素的发酵生产技术
01
02
03
04
链霉素是一种由链霉菌产生的 抗生素，通过发酵工程进行生
产。
链霉菌的菌种选育是链霉素发 酵生产的关键步骤，通常采用
诱变育种等方法。
发酵条件对链霉素的生产有重 要影响，包括温度、pH值、
。
03
抗生素发酵生产关键技术
菌种选育与改良技术
自然选育
利用自然环境中的微生物资源， 通过自发突变和筛选获得具有优
良性状的菌株。
诱变育种
利用物理、化学等方法诱发微生 物发生突变，再通过筛选和繁殖
获得所需菌株。
基因工程育种
通过基因重组和转基因技术，对 微生物进行遗传改良，提高其产
量和抗菌活性。
发酵条件优化技术
THANK YOU
感谢观看
抗生素定义
抗生素是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌等）或高等动植物在生活过程中 所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞 发育功能的化学物质。
抗生素分类
抗生素按化学结构可分为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、肽类抗生素 。
通过结晶、离子交换、色谱分离等手段，对提取液进行进一步纯化 ，提高抗生素的纯度和质量。
干燥与包装
将抗生素粉末或结晶进行干燥处理，并进行包装，以便于运输和使 用。
发酵过程控制技术
发酵过程监控
01
通过实时监测发酵过程中的关键指标（如菌体生长、代谢产物
浓度等），确保发酵过程的顺利进行。
自动化控制
02
严格管理抗生素使用
加强抗生素使用的管理和监管，减少不必要的抗生素使用和防止耐药 菌株的传播。
06
典型抗生素发酵生产案例 分析
链霉素的发酵生产技术
01
02
03
04
链霉素是一种由链霉菌产生的 抗生素，通过发酵工程进行生
产。
链霉菌的菌种选育是链霉素发 酵生产的关键步骤，通常采用
诱变育种等方法。
发酵条件对链霉素的生产有重 要影响，包括温度、pH值、
。
03
抗生素发酵生产关键技术
菌种选育与改良技术
自然选育
利用自然环境中的微生物资源， 通过自发突变和筛选获得具有优
良性状的菌株。
诱变育种
利用物理、化学等方法诱发微生 物发生突变，再通过筛选和繁殖
获得所需菌株。
基因工程育种
通过基因重组和转基因技术，对 微生物进行遗传改良，提高其产
量和抗菌活性。
发酵条件优化技术
THANK YOU
感谢观看
抗生素定义
抗生素是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌等）或高等动植物在生活过程中 所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞 发育功能的化学物质。
抗生素分类
抗生素按化学结构可分为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、肽类抗生素 。
《抗生素的发酵机制》课件
06
未来展望
新抗生素的发现与开发
发现新的抗生素
随着微生物多样性的不断探索，科学 家们将发现更多具有抗菌活性的新抗 生素。
开发新型抗生素
通过基因工程技术、合成生物学等手 段，开发出新型抗生素，以应对日益 严重的耐药性问题。
抗生素生产过程的优化与改进
提高抗生素产量
通过优化发酵条件、改进生产工艺等 方式，提高抗生素的产量，降低生产 成本。
环保生产
采用环保型的生产工艺，减少抗生素 生产过程中的环境污染，实现绿色生 产。
抗生素耐药性问题的深入研究
耐药性机制研究
深入探究细菌对抗生素产生耐药性的机 制，为新抗生素的研发提供理论支持。
VS
耐药性监测与控制
建立完善的耐药性监测体系，及时发现和 遏制耐药菌株的传播，保障公共卫生安全 。
感谢您的观看
抗生素的发现
自1928年亚历山大·弗莱明发现青 霉素以来，抗生素在医疗领域发挥 了重要作用。
抗生素的种类
根据来源和作用机制，抗生素可分 为天然抗生素和半合成抗生素。
抗生素的种类
大环内酯类
如红霉素，通过抑制细菌蛋白 质合成起作用。
氨基糖苷类
如链霉素，通过抑制细菌蛋白 质合成起作用。
β-内酰胺类
青霉素类和头孢菌素类，通过 抑制细菌细胞壁合成起作用。
四环素类
通过抑制细菌蛋白质合成起作 用。
糖肽类
如万古霉素，通过抑制细菌细 胞壁合成起作用。
抗生素的应用
01
02
03
医疗领域
用于治疗细菌感染，控制 感染性疾病的传播。
农业领域
作为动物饲料添加剂，业的防腐和抗菌 。
02
抗生素的发酵过程
抗生素发酵工艺课件专家讲座
抗生素发酵工艺课件专家讲座
第44页
二、培养基选择
1、液体培养基和固体培养基选择 液体培养基：种子培养及大规模发酵生产。 固体培养基：微生物菌种分离、纯化及保留、菌
落特征判定、活细胞数目测定
2.依据微生物营养特点选择培养基
抗生素发酵工艺课件专家讲座
第45页
3、依据生产实践和科学试验要求选择培养基
4.考虑培养基成本 选择标准： ①产物或菌体得率大 ②降低产品分离提纯成本 ③生产能力最高 ④副产品生成最少 ⑤原料质量稳定，供给充分 ⑥工艺过程较易进行
第20页
（2）诱变育种
➢物理或化学方法诱发突变 ➢物理诱变剂: 紫外线、X-射线、γ-射线等 ➢化学诱变剂: 氮芥、亚硝酸、5-氟尿嘧啶等
抗生素发酵工艺课件专家讲座
第21页
杂交育种: 借助有性重组，使不一样菌株遗传 物质得以交换
原生质体融合育种: 借助原生质融合技术实现 遗传物质交换
基因工程育种: DNA体外重组技术定向育种， 技术含量高，应用面广
抗生素发酵工艺课件专家讲座
第6页
四、微生物发酵研究范围
微生物发酵制药是利用微生物进行药品研究、生 产和制剂综合性应用技术科学。研究内容包含微生物 制药用菌选育, 发酵以及产品分离和纯化工艺等。
主要讨论用于各类药品发酵微生物起源和改造、 微生物药品生物合成和调控机制、发酵工艺与主要参 数确实定、药品发酵过程优化控制、质量控制等。
生产利福霉素、蚊霉素等
抗生素发酵工艺课件专家讲座
第11页
放线菌之小单胞菌属 (Micromonospora)
各种可产抗生素, 如棘孢小单胞菌(M. echinospora)产庆大霉素。
抗生素发酵工艺课件专家讲座
09第九章发酵工程各论3抗生素发酵工艺学.pptx
2
1. 概 述 Introduction
抗生素
是生物在其生产活动过 程中所产生，并能 在低微浓度下有选 择性地抑制或杀灭 其他微生物或肿瘤 细胞的有机物。
Antibiotics
Any organic substances produced by various organisms that have the power of arresting the growth of other microorganisms or of destroying them.
照射 亚硝基胍、亚硝酸、
秋水仙素、氮芥等 诱变剂处理
Conventional strain selection • Physical mutagen
eg. Ultraviolet Radiation • Chemical mutagen
eg. Nitrosoguanidine (NTG) • Improved strain can be
抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production
韩北忠
中国农业大学 食品学院
Han Bei-zhong, Prof. PhD
College of Food Science & Nutritional Engineering
China Agricultural University
现代分析仪器： • 核磁共振 • 毛细管电泳 • 气相色谱 • 高效液相色谱 • 质谱
Modern analytical instruments:
• Nuclear magnetic resonance (NMR)
• Capillary electrophoresis (CE)
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
发酵工程抗生素发酵生产技术概述汇报人：2023-12-20•引言•发酵工程抗生素发酵生产技术原理目录•发酵工程抗生素发酵生产技术流程•发酵工程抗生素发酵生产技术影响因素•发酵工程抗生素发酵生产技术优化策略•发酵工程抗生素发酵生产技术发展趋势与展望目录01引言目的和背景了解抗生素发酵生产技术的原理、过程及影响因素，以提高抗生素生产的效率和品质。
背景抗生素是治疗细菌感染性疾病的重要药物，而发酵工程是抗生素生产的主要技术之一。
因此，对发酵工程抗生素发酵生产技术进行概述具有重要的现实意义。
0102抗生素的重要性抗生素在医疗、畜牧业和农业等领域应用广泛，对于保障全球公共卫生和促进经济发展具有不可替代的作用。
抗生素是治疗细菌感染性疾病的重要药物，对于保障人类健康和预防和治疗动物疾病具有重要作用。
02发酵工程抗生素发酵生产技术原理利用微生物在特定条件下进行代谢和繁殖，产生所需的产品或中间体。
微生物发酵选择适合微生物生长和代谢的培养基，包括碳源、氮源、无机盐等。
培养基选择控制温度、pH值、溶氧量等发酵条件，以优化微生物的生长和代谢。
发酵条件控制发酵工程原理从自然界中筛选具有产生抗生素能力的菌株。
抗生素产生菌筛选发酵条件优化抗生素提取与纯化通过实验方法优化发酵条件，提高抗生素产量。
通过提取和纯化技术，从发酵液中获得高纯度的抗生素。
030201抗生素发酵生产技术原理用于生产抗生素药物，治疗各种细菌感染。
医药领域用于生产农用抗生素，防治植物病害。
农业领域用于生产工业用抗生素，如防腐剂、生物农药等。
工业领域发酵工程抗生素发酵生产技术应用03发酵工程抗生素发酵生产技术流程通过选择具有强抗性、高产量和稳定性的菌株，进行分离、诱变等手段获得所需菌种。
采用不同的培养基和条件，为菌种的生长繁殖提供最佳环境，提高菌体数量和抗生素产量。
菌种选育与培养菌种培养菌种选育发酵过程控制发酵参数监测实时监测发酵液的pH值、温度、压力、溶氧量等参数，确保发酵过程处于最佳状态。
发酵工程制药概述第二抗生素类药物概述完整PPT
抗生素的分类
（一）根据抗生素的来源分类
1、放线菌产生的抗生素 主要有红霉素、四环素、链霉素、新生霉素、万古霉素、 利福霉素等——碱性化合物 2、真菌产生的抗生素 主要有青霉素、头孢菌素、灰黄霉素等 3、细菌产生的抗生素 多黏杆菌、枯草杆菌、短芽孢杆菌、杆菌肽 4、其他生物（动物、植物、海洋生物等）产生的抗生素 动物：溶菌酶、红血球素、鱼素等。 植物：蒜素、番茄素、白果酸、白果醇、常山碱等 地衣或藻类生物：地衣酸、绿藻素等
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
称。 5、抑制细胞生物能作用的抗生素
1949年北京生物制品研究所成立青霉素研究室，1950年上海成立青霉素研究所。 （4）发酵全过程要求用无菌压缩空气、保持罐内压力大于大气压；
包括：抗生素 、 维生素 、 氨基酸 、核 苷 或 （3）为了确保种子质量和安全，种子制备对人员、用具、设备和操作场所都要有严格操作和管理规程。
（一）根据抗生素的来源分类 发酵工程有三个发展阶段：
的药物，以及抗氧化剂 、酶抑制剂、免疫 如：青霉素、链霉素、赤霉素、灰黄霉素、蒜素、黄连素、鱼素等。
生物——大部分是微生物（放线菌、真菌、细菌）、另外还有植物、动物。
调节剂、强心剂 、镇定剂 、止痛剂等的总 （4）要定期对菌种进行分离复壮，以防菌种退化，确保菌种的纯粹和生产能力稳定。
发酵工艺的特点与要求
（1）原材料要求质量稳定；（包括产地、规格、仓 储条件及储藏时间）
（2）发酵起始和过程中使用的原材料、设备、空气 等都要经过严格的灭菌；
（3）设备密封性能好，无渗漏； （4）发酵全过程要求用无菌压缩空气、保持罐内压
力大于大气压； （5）发酵过程要求不间断地进行通气和搅拌，以保
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
通过建立发酵过程的动力学模型 ，可以更好地理解发酵过程中生 物反应的规律和机制。
02
03
模型建立方法
应用
基于实验数据和数学方法，建立 描述发酵过程的动力学方程和参 数。
通过模型预测和控制发酵过程， 优化发酵条件，提高抗生素的产 量和质量。
连续发酵与高细胞密度发酵技术
连续发酵
通过连续向发酵罐中添加营养物质和排除部分发酵液，保持发酵罐内 的菌体浓度和产物浓度相对稳定，提高发酵效率和产物产量。
产物提取与精制
01
02
03
细胞分离
通过离心、过滤等方法将 菌体从发酵液中分离出来 。
提取
根据产物在发酵液中的溶 解度，选择适当的溶剂进 行提取。
精制
通过结晶、离子交换等方 法去除杂质，提高产物的 纯度和质量。
03
抗生素发酵生产中的关键技术 问题
杂菌污染的预防与控制
杂菌污染的来源
发酵过程中，杂菌污染可能来自 原料、设备、空气等，这些污染 源可能导致发酵失败或产品质量 下降。
VS
现状
随着抗生素耐药性的增加，新型抗生素的 研发和生产变得更为重要和迫切。
02
抗生素发酵生产技术
种子制备与培养
种子选择
选择遗传稳定、高产的菌株作为种子，确保发酵过程 的稳定性和产量。
种子扩大培养
将保藏的菌种进行复壮，通过逐级扩大培养获得一定 数量的种子。
种子质量检测
对种子进行纯度、活力和数量检测，确保其符合发酵 要求。
预防措施
为防止杂菌污染，应严格控制原 料质量，定期对设备进行清洗和 消毒，并对空气过滤和环境卫生 进行严格管理。
控制方法
一旦发现杂菌污染，应立即采取 措施，如加入抗菌剂或重新进行 消毒，以防止污染扩大。
02
03
模型建立方法
应用
基于实验数据和数学方法，建立 描述发酵过程的动力学方程和参 数。
通过模型预测和控制发酵过程， 优化发酵条件，提高抗生素的产 量和质量。
连续发酵与高细胞密度发酵技术
连续发酵
通过连续向发酵罐中添加营养物质和排除部分发酵液，保持发酵罐内 的菌体浓度和产物浓度相对稳定，提高发酵效率和产物产量。
产物提取与精制
01
02
03
细胞分离
通过离心、过滤等方法将 菌体从发酵液中分离出来 。
提取
根据产物在发酵液中的溶 解度，选择适当的溶剂进 行提取。
精制
通过结晶、离子交换等方 法去除杂质，提高产物的 纯度和质量。
03
抗生素发酵生产中的关键技术 问题
杂菌污染的预防与控制
杂菌污染的来源
发酵过程中，杂菌污染可能来自 原料、设备、空气等，这些污染 源可能导致发酵失败或产品质量 下降。
VS
现状
随着抗生素耐药性的增加，新型抗生素的 研发和生产变得更为重要和迫切。
02
抗生素发酵生产技术
种子制备与培养
种子选择
选择遗传稳定、高产的菌株作为种子，确保发酵过程 的稳定性和产量。
种子扩大培养
将保藏的菌种进行复壮，通过逐级扩大培养获得一定 数量的种子。
种子质量检测
对种子进行纯度、活力和数量检测，确保其符合发酵 要求。
预防措施
为防止杂菌污染，应严格控制原 料质量，定期对设备进行清洗和 消毒，并对空气过滤和环境卫生 进行严格管理。
控制方法
一旦发现杂菌污染，应立即采取 措施，如加入抗菌剂或重新进行 消毒，以防止污染扩大。