链霉素发酵提取工艺
链霉素的生产
项目名称：链霉素的生产编制人：编制时间：2012/10/23总页数：文件编码：JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
详细解释:抗菌素的一种。
白色粉末，有苦味，对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。
简介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；链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产；由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成；链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。
药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成，抑制蛋白合成。
使DNA发生错读，导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体，细菌细胞膜断裂，细胞死亡。
作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。
链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA，干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接，阻断细菌蛋白质的合成。
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。
链霉素的生产工艺
链霉素的生产工艺1. 引言链霉素是一种广泛应用于临床的抗菌药物，具有广谱的杀菌作用，特别对革兰氏阳性细菌具有较强的抑制作用。
链霉素的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到选材、培养、分离提取、精制等多个步骤。
本文将详细介绍链霉素的生产工艺。
2. 选材链霉素的生产一般选用链霉菌（Streptomyces sp.）作为生物发酵的菌种。
选材时，需要从自然环境中筛选出链霉菌，通过生化和遗传性状鉴定确定其属于链霉菌属。
在选择菌种时，需要考虑菌株的抗性、生长速度、产量等因素。
3. 培养链霉菌的培养过程一般包括前处理、发酵、产霉和分离等步骤。
3.1 前处理前处理的目的是为了提高菌种的活力和发酵能力。
首先，将菌种预培养于适宜的培养基中，培养时间为24-48小时。
然后，将菌种转移到发酵培养基中，再次培养24-48小时，使菌种适应发酵培养条件。
3.2 发酵发酵是链霉菌生产链霉素的关键步骤。
发酵培养基的组成对链霉素的产量和质量有着重要影响。
发酵培养基一般包括碳源、氮源、矿质盐和调节剂等成分。
发酵过程一般分为两个阶段：生长期和产霉期。
生长期主要是链霉菌的生长和繁殖，产霉期主要是链霉菌产生链霉素的阶段。
发酵过程需要控制温度、pH、氧气供应等条件，以保证菌体的生长和链霉素的产量。
3.3 产霉产霉是指在发酵完成后，将产生链霉素的链霉菌和发酵液分离的过程。
产霉一般通过离心、过滤、提取等方法实现。
离心可以将链霉菌从发酵液中分离出来，过滤则可去除菌体，提取则能将链霉素从菌体中提取出来。
4. 分离提取分离提取是将链霉素从发酵液中纯化的过程。
分离提取一般包括固液分离、溶剂提取、浓缩纯化等步骤。
固液分离通过离心或过滤将发酵液中的固体菌体分离出来。
溶剂提取是利用溶剂对发酵液进行提取，一般采用醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
浓缩纯化是将溶剂提取得到的链霉素溶液通过浓缩器等设备进行浓缩和纯化，以获得链霉素的纯品。
5. 精制链霉素的精制是指对链霉素进行进一步纯化和提升质量的过程。
链霉素
三 经Flow-Cel超滤技术处理后的发酵滤液后
还可以用专利性的Nano－flo纳滤技术进一 步浓缩到所需的浓度。Nano－flo纳滤技术 不同于传统意义上的反渗透技术。它既可以 使链霉素完全被截流，又可以用无机盐透析， 减少渗透压，从而有利于浓缩过程的进行， 使链霉素浓度达到相当高的水平。因此，在 节省成本、增加收率的同时，减少了产品在 母液及其他废液中的损失，有利环境保护。
关于链霉素的发酵工艺
郑超 薛雅娴 郑忠巧
链霉素的定义
• 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)。
谢 谢 观 赏
链霉素结构的图片
链霉素极其衍生物的化学结构式图
双氢链霉素
链霉素
硫酸链霉素ຫໍສະໝຸດ 链霉素的作用机理及范围• 机理：链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过
细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体 蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始 复合物的形成，抑制蛋白合成。使DNA发生错读， 导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失 去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体， 细菌细胞膜断裂，细胞死亡。 • 应用：链霉素抗菌范围广，对结核杆菌有显著的抑 菌和杀菌作用；可以治疗结核病，但因易复发，复 发后结核病菌有抗药性，所以常与其他抗结核药物 合用来减少抗药性的产生。在农业上，链霉素可有 效防治植物细菌病害。
《链霉素的制备工艺》课件
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。
链霉素的发酵工艺
链霉素的发酵工艺引言链霉素是一种广谱抗生素，对于多种细菌感染具有很高的疗效。
链霉素的制备主要通过发酵工艺进行，本文将介绍链霉素的发酵工艺流程及关键环节。
发酵工艺流程链霉素的发酵工艺通常包括以下几个步骤：1.培养基准备2.发酵罐的接种3.发酵过程控制4.分离与提取5.链霉素的纯化下面将详细介绍每个步骤。
1. 培养基准备培养基是链霉素发酵的基础，适当的培养基能够为菌株提供所需的营养物质。
常用的链霉素发酵培养基包括以下成分：•碳源：如葡萄糖、淀粉、玉米粉等。
•氮源：如酵母提取物、蛋白胨等。
•矿盐：如硫酸镁、磷酸二氢钾等。
•缓冲剂：如磷酸钠、氢氧化钠等。
•辅助物质：如抗泡剂、表面活性剂等。
将以上成分按比例配制成适当的液体或固体培养基。
2. 发酵罐的接种在发酵过程中，将培养基接种菌株，并将接种样品转移到发酵罐中。
接种时需注意保持接种器具的无菌，以避免杂菌污染。
将接种物均匀地加入发酵罐中，并控制接种量，一般为培养基总容积的2-5%。
3. 发酵过程控制发酵过程的控制是链霉素发酵的关键环节之一。
以下是常见的控制参数：•温度控制：链霉素的适宜生长温度为28-32摄氏度，需保持恒定的温度。
•pH值控制：链霉素的适宜pH范围为6.0-7.5，需通过添加酸碱来控制发酵液的pH值。
•溶氧量控制：链霉素发酵对氧气需求较高，需通过控制搅拌速度和通气量来维持适宜的溶氧量。
•发酵时间控制：链霉素的发酵时间通常为48-72小时，需控制好发酵时间，避免过度生长。
监测并控制这些参数，可以提高链霉素的产量和质量。
4. 分离与提取发酵结束后，需要将发酵液中的链霉素分离出来。
常用的分离方法包括离心、过滤、沉淀和蒸发等。
接下来，对得到的链霉素进行提取处理，一般采用溶剂提取、结晶或萃取等方法，以获得链霉素的纯度。
5. 链霉素的纯化为了提高链霉素的纯度，可以采用色谱技术进行纯化。
常见的纯化方法包括硅胶柱层析、高效液相色谱以及逆流色谱等。
纯化完成后，对得到的链霉素进行干燥，制成成品。
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
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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。
链霉素生产工艺流程
链霉素生产工艺流程
链霉素是一种广谱抗生素，常用于治疗病原微生物引起的感染。
下面是链霉素生产工艺流程的简介。
链霉素的生产一般分为三个主要步骤：发酵、提取和纯化。
1. 发酵：链霉素通过链霉菌（Streptomyces erythreus）进行发
酵生产。
首先，从链霉菌菌种中选取适合的菌株，然后进行接种培养。
接种后的菌株放入适当的培养基中，如含有糖、氮源和无机盐的培养基。
培养过程中需要控制温度、气体供应、
pH值等条件，以促进菌株的生长和代谢产物的产生。
链霉菌
在培养基中生长时，产生链霉素，并分泌到培养液中。
2. 提取：发酵液中的链霉素无法直接使用，需要经过提取步骤进行纯化。
首先，培养液通过离心或过滤等方式分离出菌体。
然后，将菌体与溶剂如甲醇或乙酸乙酯混合，使链霉素从菌体中溶解。
混合溶液经过过滤或离心等步骤，分离出链霉素溶液。
此外，还可以采用萃取、萃余、结晶、蒸馏等方法进一步提取链霉素。
3. 纯化：提取得到的链霉素溶液中还可能含有其他杂质，需要进行纯化步骤。
常用的纯化方法包括流动相色谱、逆流色谱和凝胶过滤等。
色谱法可以根据链霉素与其他成分在流动相中的差异，通过分离和选择性吸附来提高链霉素的纯度。
凝胶过滤可以去除较大分子量的杂质，使得链霉素更加纯净。
纯化后的链霉素通过蒸发浓缩或结晶法得到固体链霉素。
总结起来，链霉菌通过发酵生产链霉素，然后通过提取和纯化步骤得到纯净的链霉素。
这个工艺流程不仅可以应用于链霉素的大规模工业生产，也可以在实验室中进行链霉素的小规模制备。
5000t链霉素生产工艺设计
发酵工厂工艺课程设计题目：5000t链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：药学与生物工程学院班级： 112100101学号： 20姓名：指导老师：二零一五年五月目录1前言 (4)2设计任务书 (5)本课程设计的性质、目的 (5)本课程任务： (5)基本要求： (5)2.4 基础数据： (5)设计内容： (6)参考数据及公式 (6)3厂址选择 (7)厂址选择主要考虑的几个因素 (7)厂址的最终选择 (7)厂址卫星图 (8)4工厂总平面设计 (8)工厂的平面设计图见附表： (8)5工艺流程简图及说明论证 (8)发酵工艺 (8)斜面孢子培养 (8)5.1.2 摇瓶种子培养 (9)5.1.3 种子罐扩大培养 (9)5.2 链霉素发酵条件及中间控制 (9)溶氧的影响及控制 (9)5.2.2 温度 (10)5.2.3 pH值 (10)5.3 提取工艺 (11)工艺流程简图如下： (11)6工艺计算 (13)物料衡算 (13)热量衡算 (14)．1.对于生产1000kg链霉素产品，利用直接蒸汽混合加热，蒸汽消耗量为： (14)．2.发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算： (15)．3.发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算： (15)耗水量的计算 (16)7发酵车间设备的选型计算 (17)发酵罐的设计 (17)发酵罐的选型及尺寸 (17)设备结构的工艺设计 (18)7.2.1 空气分布器 (18)7.2.2 挡板 (18)搅拌器设计 (18)电机设计及轴功率的计算 (19)冷却面积的计算与冷却管的设计 (20)7.2.6 PH测定 (22)消泡 (22)观察窗口 (22)液面高度显示管安装 (22)封头连接方式 (22)密封方式 (22)8对本设计的评述 (23)9个人心得 (23)10参考文献 (24)1前言链霉素（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。
发酵工程制药实验-链霉菌发酵方案
实验2灰色链霉菌的活化一、实验目的学习制备高氏一号斜面培养基的方法以及斜面接种技术。
二、实验原理高氏一号斜面培养基是一种合成培养基，用于培养放线菌。
三、实验试剂与仪器1. 菌种：灰色链霉菌；2. 培养基：可溶性淀粉20g，硝酸钾1 g，氯化钠0.5 g，磷酸氢二钾0.5 g，硫酸镁0.5 g，硫酸亚铁0.01 g，琼脂20 g，水1000毫升，PH7.2—7.4（配制时注意，可溶性淀粉要先用冷水调匀后再加入到以上培养基中）；3. 器材：天平、500mL刻度量杯、小刀、牛角匙、玻棒、纱布、18mL×180mL试管、棉花、电炉、烧杯、记号笔、酒精灯、接种环等。
四、实验步骤1. 高氏一号培养基的制备（1）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。
（3）分装完毕后，塞好棉塞并将试管捆扎好。
高压蒸汽灭菌：121℃灭菌20min，灭菌后趁热摆斜面。
2. 斜面接种接种是将纯种微生物，在无菌操作条件下，移植到已灭菌并适宜该菌生长繁殖所需要的培养基中。
为了获得微生物的纯种培养，要求接种过程中必须严格进行无菌操作。
一般是在无菌室内，超净工作台或实验台酒精灯火焰旁进行。
（1）左手拿试管菌种，右手拿接种环，先将金属环烧灼灭菌，再将接种环在空白培养基处冷却，挑取菌落，在火焰旁稍等片刻。
（2）左手将试管菌种放下，拿起斜面培养基。
在火焰旁用右手小指和手掌边缘拔下棉塞并夹紧，迅速将接种环伸入空白斜面，在斜面培养基上轻轻划线，将菌体接种于其上。
划线时由底部向上划一直线，一直划到斜面的顶部。
注意勿将培养基划破，不要使菌体沾污管壁。
（3）灼烧试管口，在火焰旁将棉塞塞上。
接种完毕，接种环上的余菌必须灼烧灭菌后才能放下。
（4）斜面置于28℃恒温箱中，培养5～6d观察结果。
实验3 灰色链霉菌的摇瓶种子制备一、实验目的学习制备摇瓶种子培养基的方法以及种子扩大培养技术。
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。
链霉素发酵工艺技术
生物制药工程系毕业实习调研报告姓名：专业：班级：学号:指导老师：完成时间：目录链霉素的发酵工艺过程1、制备流程图 (1)2、链霉素详细过程 (2)3、链霉素制备注意事项 (8)4、参考文献 (8)链霉素的发酵工艺过程发酵工艺流程图：摘要：链霉菌在生产抗生素方面的特殊作用使它成为放线菌中遗传育种的核心，近年来的进展主要在于原生质体融合、脂质体的使用、质粒及其它载体的发现和克隆技术工业应用。
本文综述了链霉素生物合成途径、代谢调节机制、链霉素发酵的代谢调控育种及其进展。
关键词：链霉素；发酵；代谢调控链霉素是1944年从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，我国于1958年以来大量生产，目前已形成了相当大的生产规模与能力。
传统工艺:链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
目前国内外多采用离子交换法提取链霉素，其工艺流程如图: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。
链霉胍是在l，3-位置上带有2个孤基的l，3-去氧青蟹肌醇，去掉2个脒基后称为链霉胺。
链霉糖是带有支链的5’-脱氧五碳糖，在第3碳上有一个醛基。
N-甲基-L-葡萄糖胺是在第2碳上的-NH2被甲基化(-CH3NH)的L-葡萄糖胺。
这三糖连接的糖苷键都是α型的糖苷键。
链霉素发酵工业延续至今已有相当长的历史，和其它抗生素生产过程一样，它的菌体生长，产物形成等所涉及的一系列时刻变化着的生物化学和质量、能量传递过[1]使链霉素发酵表现出相当程度的不确定性。
同时又由于反应机理复杂，无合适的模型用以描述过程，使人们在其发酵操作上依赖经验甚于理论。
这给链霉素生产水平的提高带来了一定的困难，但同时又给基于理论分析提高生产提供了可能。
1 链霉素生物合成的途径及代谢调节机制1.1 链霉素的生物合成途径由D-葡萄糖和NH3合成链霉素的大致途径如图1所示[2]从图l可看出，每生成1个链霉素分子都需消耗3个葡萄糖分子、7个HN3分子、2个CO2分子和l个甲硫氨酸分子。
链霉素发酵提取应用的膜分离工艺
链霉素发酵提取应用的膜分离工艺
链霉素是从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，我国自从大量生产以来，目前已形成了相当大的生产规模与能力。
链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
这些传统工艺总收率不高，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。
膜法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸发工艺，使这一问题得到了很好的解决。
膜分离是一种无相变的纯物理手段，能在任何膜能承受的温度下对料液进行分子水平的分离。
清洁，环保，占地少，另外它的一大优势是运行成本低，去除一吨水的成本比普通的三效蒸发器低，有效地控制产品，提高了产品的质量。
链霉素是一种氨基葡萄糖型抗生素。
链霉素是由土壤放线菌产生的。
能有效的抵抗许多细菌，主要用其治疗结核病，鼠疫，百日咳，细菌性痢疾，泌尿系统感染等其他传染病，链霉素也是一种从灰链霉素的培养液中提取的抗菌素，属于氨基糖甙碱式化合物。
目前多用离子交换树脂法提取链霉素，其优势有需要的原辅料少且易得，可在易于控制的条件下进行，设备条件要求低，收益佳，经济效益好。
使用膜分离技术代替传统分离纯化技术，可简化抗生素生产工艺流程，具有节约有机溶媒、减少提取过程中目的产物的降解、提高产品收率、减轻环境污染等优点。
目前，膜分离技术在链霉素的提炼工艺上主要用于发酵液澄清、产品浓缩和去除内毒素3个方面。
链霉素的生产工艺
ห้องสมุดไป่ตู้
实验室条件，模拟链霉素的工业生产，首先对高产链霉菌进行复壮和筛选然后进行链霉素发酵试验，最后进行提取分离。在链霉素的发酵过程中，我们先通过斜面孢子培养，再通过摇瓶进行种子培养，同时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%。按照确定的培养基，放入7升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。参数分析后得到解决以下结论：（1） 随着链霉素发酵培养中糖的消耗，链霉素的效价也是降低的。说明一次性投料，糖源供应不够。（2） PH值在5.2时，链霉素效价达到最高，将近4500U/ml。由此确定链霉素发酵培养的最适PH值最好控制在这一值上。（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） 生物量与链霉素产物的量是此消彼长的关系。根据参数的变化，我们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从7升到50升发酵罐的扩大设计，结果放大后的转速由300r/min变为228r/min。试验中，我们用阳离子交换法和膜分离两种方法对链霉素发酵液的分离提取进行对比。结果发现用膜分离法进行提取后产物的效价以及产品的纯度远远高于用阳离子交换法的
抗生素的发酵生产—链霉素的发酵生产
2.吸附和解吸
• 目前生产上都用羧酸树脂的钠型来提取链霉素。 其交换吸附和洗脱的反应可用下列方程式表示：
• 生产上常用的树脂 1 弱酸101×4 2 弱酸110×3
3.精制
• 主要杂质：链霉胍、二链霉胍、杂质1号 • 精制方法： 1. 高交联度树脂精制 2. 浓缩和活性炭脱色精制
• 将所得的精制液用硫酸或氢氧化钡调pH值至4.3～5.0 ，并按精制液透光度的不同加入不同量的活性炭， 进行常温脱色，得透光度在95％以上的滤出液。
等杂质分开，可用于提纯精制链霉素。
3.链霉素的抗菌作用和应用范围
• 链霉素的抗菌范围较广，抗菌效果不是很强，但 对结核杆菌具有很强的敏感性，因此现在仍然是 临床上治疗结核杆菌感染的首选药物。
• 链霉素对革兰阴性菌的抗菌作用，可以补充青霉 素对革兰阴性菌作用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ明显的缺点。链霉素和青 霉素在临床上联合使用，呈现协同现象，能增加 对方的抗菌效果。
（二）种子制备
2.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。摇瓶种子（母瓶）可以直接接种子罐 ，也可以先扩大培养，用培养所得的子瓶接种。
• 摇瓶培养基的成分为黄豆饼粉，葡萄糖，硫酸铵， 碳酸钙等
• 种子质量检查指标：菌丝阶段特征，发酵单位，菌 丝粘度或浓度，糖氮代谢，种子液色泽和无杂菌检 查。
1.直接还原法：以活性镍铅合金或氧化镉为催化剂，在高压下
通入氢气，对硫酸链霉素进行氢化，即可制得双氢链霉素。
2.电解还原法：将链霉素溶液放在电解阴极槽中，通入适
量电流，就可达到还原作用。
； 3.化学还原法 即利用某些能生成活性氢的化合物，将链霉素
还原成双氢链霉素。工业上常采用钾硼氢（KBH4）或钠硼氢（NaBH4）作为还 原剂。
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。
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过滤或离心分离。过滤后，所得酸性滤液也可进行碱性处
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
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、γ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。
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。
产品质量
目前国内所有链霉素生产企业都能达到出口标准，一般认
为华北制药与上海第四制药厂的质量相对较好。链霉素质量方
面的共性间题是:成品色级达不到新优级品标准，异常毒性偏
高，生物效价偏低，澄明度不符合标准等。
国内外技术水平比较
我国链霉素生产量居世界前列。生产技术指标中，
发酵水平与英、美公司比略显落后 (英国葛兰素公司
链霉素产品存在的问题
由于链霉素的耳毒性较严重，世界各国的产量 和使用量呈逐年下降趋势。如原苏联1976年链霉素 的产量达1415吨，1987年降为600吨，1989年为800 吨左右。美国施贵宝公司和匈牙利的诺因工厂先后 于1977年和1980年停产。目前国外链霉素的主要生 产企业是美国的辉瑞公司和法国的罗纳·普朗克公 司。目前全世界链霉素产量估计在2500吨至3000吨 左右。
(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。 （4)中间补料控制：为了延长发酵周期，提高产量， 链霉素发酵采用中间补碳、氮源，通常补加葡萄糖、 硫酸铵和氮水，这样还能调节发酵的pH。根据耗糖 速率，确定补糖次数和．补糖量。
链霉素的发酵工艺
链霉素结构的图片
1、概 述
链霉素（ streptomycin ）是一种氨基葡萄糖型抗生素， 分子式C21H39N7O12。 1943 年美国 S.A. 瓦克斯曼从链霉菌中分离得到，是 继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核 杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。从此，结 核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。
其中主要的公司有美国的默克 (Merck)公司、辉瑞(Pfizer)公
司、施贵宝 (Squibb)公司，英国的格兰素 (Glaso)公司、比彻 姆 (Beecham) 公 司 ， 德 国 的 赫 斯 (Hoechst) 公 司 ， 法 国 的 罗 纳·普朗克 (Rhone Poulenc) 公司，丹麦的挪佛 (Novo) 公司， 日本的协和(Kyowa)发酵株式会社等等。此外还有原苏联、荷
双氢链霉素
链霉素
硫酸链霉素
5-(2,4-diguanidino-3,5,6-trihydroxy-cyclohexoxy)- 4-[4,5dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-3-methylamino-tetrahydropyran-2-yl] oxy-3-hydroxy-2-methyl-tetrahydrofuran-3-carbaldehyde
兰、印度、保加利亚、西班牙等国家的一些公司。
国内链霉素相关情况
链霉素是我国较早投入生产的抗生素之一。生产企业曾有
十几家，包括杭州药厂、扬州制药厂等。近几年仅剩华北制药
厂等五家药厂生产。近十年来，我国链霉素的年产量一直维持 在1000吨以上，国内产量最大的是华北制药厂，年产量在650 吨左右，其次是大连制药厂和山东济宁坑生素厂，年产量均在 200-250吨左右。
发酵单位 30000-40000 a/ml, 但发酵周期比我国长 1
倍);提炼效率高于葛兰素公司，我国处于领先氧菌对该品耐药。链霉
素主要与细菌核糖体30S亚单位结合，抑制细菌蛋白质的合成。 细菌与链霉素接触后极易产生耐药性。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 也用于 结核病的二线治疗，多与其它抗结核药合用。
链霉素研究现状
链霉素(Streptomycin)是1944年发现的第一个氨基糖贰类
良好，得到合格的种子。
(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.
斜面孢子(代1)
摇瓶种子 小罐种子
小罐种子培养36±0.5℃，24-30h转速60-300rpm， 搅拌功率5.5kw通气量2m3/min,罐压0.03Mpa 中罐种子培养36±0.5℃，25h转速60-240rpm接种 量15%通气量1.5VVM罐压0.03Mpa搅拌功率22kw 大罐发酵36±0.5℃，136h转速60-130rpm接种量 15%通气量0.75VVM罐压0.04Mpa搅拌功率115kw
理，进一步除去蛋白质，或者直接用 NaOH 凋 pH 值至 6.7— 7.2。
原滤液的质量标准一般是：①外观澄明；②pH＝6.7—7.2；③
温度在10℃以下；④高价离子含量很少；⑤链霉素浓度为5000U／ml
左右。 根据链霉素的稳定性、解离度和树脂的离解度，选择原滤液 pH 值为中性附近，即pH＝7左右，既可保证链霉素不受破坏，又能使链 霉素和钠型羧基树脂全部解离，有利于离子交换。为防止链霉素破坏， 温度应适当降低，维持在10℃左右,原液中高价离子(Ca2+，Mg2+)对离 子交换吸附影响很大，因此必须在发酵液预处理时将这些离子除掉。 草酸能将Ca2+去除掉。一些配合剂如三聚磷酸钠 (Na5P3O10)，能和Mg2+ 形成络合物，减少树脂对Mg2+的吸附。
(2)氮源
有机氮源包括黄豆饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、酵母粉和麸
质水，其中以黄豆饼粉为最佳。无机氮源以硫酸铵和尿素
为最常用，氨水可作无机氮源使用，又可调节发酵 pH 。采 用黄豆饼粉浸液(pH6.0，38—40℃处理2h)作为氮源，其发 酵单位高峰出现比未处理者为早，这说明可溶性氮比不溶 性氮易于利用，对缩短周期有好处。
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。
作用范围： 硫酸链霉素为一种氨基糖苷类抗生素。 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 分枝杆菌对该品大多耐药。
链霉素对许多革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、肠杆菌属、 沙门菌属等也具抗菌作用；脑膜炎奈瑟菌和淋病奈瑟菌亦对 该品敏感。链霉素对葡萄球菌属及其他革兰阳性球菌的作用
2.吸附与解吸附
链霉素在中性溶液中呈三价的阳离子，可以用 阳离子交换树脂吸附。试验表明，磺酸型树脂虽能吸 附链霉素，但二者的亲和力太强，不易用酸洗脱下来。 羧酸型树脂吸附链霉素后，很容易洗脱。因此，目前 生产上都用羧酸树脂的钠型来提取链霉素。其交换吸 附和洗脱的反应可用下列方程式表示：
3.精制
高交联度树脂精制
链霉素的提取和精制
1.发酵液的过滤及预处理 2.吸附与解吸附
3.精制
链霉素的提取和精制过程
吸附 洗脱
发酵液
洗脱液
过滤 脱色 中和 精制
原液
脱色
饱和树脂
精制液
浓 缩 成品浓缩液
水针剂
粉针剂
1．发酵液的过滤及预处理
发酵终了时，所产生的链霉素，有一部分是与菌丝体相
结合的。用酸、碱或盐作短时间处理以后，与菌丝体相结
(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。
(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，又是生物合成维生素B12的前体，通 常需加入极微量， K+有促进生长的作用，Na+ 与维持细胞渗 透压有关，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