抗生素的发酵生产工艺
盐酸林可霉素发酵生产工艺流程
盐酸林可霉素发酵生产工艺流程盐酸林可霉素又称为盐酸林可霉素，是一种广谱抗生素，对大多数革兰氏阳性菌和阴性菌都有显著的抑制作用。
因其药效广泛，用途广泛，被广泛用于临床治疗。
林可霉素是通过微生物发酵生产的，下面将介绍盐酸林可霉素的发酵生产工艺流程。
一、菌种培养及活化盐酸林可霉素的生产是通过枯草芽孢杆菌进行发酵的，所以首先需要介绍枯草芽孢杆菌的培养及活化的过程。
首先取出冰冻保存的枯草芽孢杆菌菌种，并在无菌条件下接种到含有适量营养成分的琼脂培养基上，将琼脂培养基培养在37℃、180r/min的条件下培养24-48小时，进行悬浮液接种。
二、发酵罐发酵将经过活化的枯草芽孢杆菌接种到发酵罐中，同时加入适量的发酵培养基，使其处于最佳的生长条件。
根据菌株的特性和不同的发酵工艺，可以控制发酵条件，如温度、pH值、通气量、搅拌速度等，一般来说，控制在不同的阶段有不同的参数要求。
发酵时间一般为48-72小时。
三、枯草芽孢杆菌的收获和提取经过一定时间的发酵后，枯草芽孢杆菌代谢产生的林可霉素逐渐积累在发酵液中。
此时需要进行分离和提取工作。
首先需要分离细菌体和发酵液，目的是得到发酵液中的林可霉素。
然后采用萃取、挥发、结晶等步骤对林可霉素进行提取和纯化。
四、产品精制和成品制备通过提取和纯化后，获得的林可霉素是粗品，还需要进行进一步的精制。
精制工艺主要包括结晶、干燥、粉碎等步骤，最终得到符合规范要求的林可霉素成品。
五、产品包装和贮存经过精制和成品制备后的林可霉素需要进行包装和贮存。
一般来说，林可霉素成品需要进行分装并进行氮气充填，以保持其稳定性。
同时，对产品的贮存条件也有严格的要求，例如要求存放在干燥、阴凉、避光的条件下。
综上所述，盐酸林可霉素的发酵生产工艺流程包括菌种培养和活化、发酵罐发酵、枯草芽孢杆菌的收获和提取、产品精制和成品制备、产品包装和贮存。
通过这一系列工艺步骤，可以成功地完成盐酸林可霉素的生产，满足市场上对该产品的需求。
抗生素发酵生产工艺
抗生素发酵生产工艺抗生素发酵生产工艺抗生素是一类具有杀菌或抑菌作用的药物，对人类和动植物疾病的治疗起到至关重要的作用。
抗生素的生产主要依赖于微生物发酵技术。
在抗生素发酵生产工艺中，常用的微生物包括青霉素、链霉素和阿奇霉素等。
抗生素的发酵过程主要分为菌种体系培养、种母液培养和发酵液培养三个步骤。
首先，我们需要培养菌种体系。
菌种培养一般分为筛选和种植两个步骤。
筛选菌种是为了选出具有高产量和优良品质的菌株，种植菌种是为了通过大规模培养来获取足够的菌量。
筛选菌种的方法主要有传统的混合培养方法和现代的分离培养方法。
种植菌种则需要提供适宜的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
菌种体系的培养需要在合适的温度、PH值和搅拌速度下进行，以保证菌株的健康生长。
接下来是种母液培养。
在种母液培养过程中，需要通过喂养和连续培养来提高菌中抗生素的产量。
喂养是指给菌株提供充足的营养物质，通过控制喂养时间和喂养速度来调节菌株的生长速度和抗生素产量。
连续培养是指在一定的培养条件下，通过不断的增加培养基的流速，实现菌株的连续培养和抗生素的连续产量。
种母液培养需要控制好菌株的温度、PH值、搅拌速度和氧气的供应等，以提高抗生素的产量和质量。
最后是发酵液培养。
发酵液培养是将种母液转移到发酵罐中进行大规模培养的过程。
发酵罐除了具备种母液培养的基本要求外，还需要考虑更多的因素，如气体供应、温度控制、搅拌速度和反应器设计等。
发酵液培养的目标是达到最大的菌株数量和抗生素产量。
为了保证抗生素的纯度和稳定性，还需要对发酵液进行适当的提纯和分离。
这样，最终得到的抗生素就可以应用于医药领域，对各种细菌感染进行治疗。
总之，抗生素的发酵生产工艺是一项复杂而关键的过程。
通过合理的菌种培养、种母液培养和发酵液培养，可以获得高产量和优质的抗生素。
随着生物技术的不断发展和进步，抗生素的发酵生产工艺也在不断完善和优化，为人类健康事业做出了重要贡献。
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
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。
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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。
硫氰酸红霉素的生产工艺
硫氰酸红霉素的生产工艺
硫氰酸红霉素是一种抗生素，其生产工艺一般包括以下步骤：
1. 霉素发酵：选择合适的霉菌菌株（如链霉菌Streptomyces erythreus），进行发酵培养。
菌株培养在含有碳源（如葡萄糖）、氮源（如酵母粉）、矿物质和适宜pH的培养基中，通
过搅拌和通氧来提供养分和氧气。
2. 霉素提取：待发酵液中霉素积累到一定程度后，进行霉素的提取。
通常使用有机溶剂（如乙酸乙酯）与发酵液进行萃取，然后通过分离和浓缩来获得霉素的提取物。
3. 硫氰酸化：将霉素的提取物与硫氰酸反应生成硫氰酸红霉素。
反应通常在中性或碱性条件下进行，可在加热或非加热条件下进行。
4. 硫氰酸红霉素的提取：将反应产物与溶剂（如乙酸乙酯）进行萃取，然后通过结晶或浓缩来获得硫氰酸红霉素的成品。
5. 硫氰酸红霉素的精制和纯化：对得到的硫氰酸红霉素进行精制和纯化，如结晶、蒸馏、萃取等过程，以获得高纯度和纯净的硫氰酸红霉素。
6. 包装和储存：对纯化的硫氰酸红霉素进行包装和储存，一般使用无菌密闭容器，存放在干燥和阴凉处。
以上是硫氰酸红霉素的常见生产工艺，但具体工艺细节可能会因厂家和生产厂家的要求而有所不同。
抗生素生产工艺流程
4．染菌处理。
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3
转化收率=转化液总量/投料量 结晶总量=结晶重量×1.666 结晶收率=结晶总量/转化液总量 产率计算： 发酵指数=发酵液体积/生产周期×有效体积 生产指数=发酵指数×总收率 设备利用率=生产周期/罐数×24 ×本期生产天数 综合指数=生产指数×设备利用率 产率=综合指数×365 ×24 ×0.6干
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成品
2
培养条件控制
1．加糖控制：碳浓度下降0.6%，pH上升后，开始补加： 0～72hr，控制C下降幅度0.6～0.8％；72hr～放罐， 控制下降0.8～1.0％；每小时以下降0.07～0.15％计。
2．补料及添加前体：（少量多次，或连续滴加）（加入 大苏打Na2S2O3可减少前体毒性）进罐8~12小时液面稳 定后补前料；单位上升到2500U/ml以上时，补前体 （0.05~0.08%）；NH3氮浓度0.01~0.05%。
6.发酵全过程采用控制补料，从60小时带放后每4小时补加一次玉 米浆，每次补入35ml到放罐。
7.发酵单位测定是利用高压液相色谱仪外标法测定。
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1
平板 菌种筛选
无菌空气
二级种子罐
储罐
抗生素生产工艺流程图
种子斜面 摇瓶扩培
5%—20%
一级种子罐
无菌空气
发酵罐
CO2
预处理液
板框 过滤
滤液
BA提取
抗生素生产工艺流程图平板菌种筛选种子斜面摇瓶扩培一级种子罐二级种子罐520发酵罐预处理液板框过滤滤液储罐ba提取脱色过滤ba脱色液结晶无菌空气无菌空气co2烘干成品培养条件控制1
抗生素发酵工艺
一、名词解释1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。
2、补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不加一定物料的培养技术。
3、前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
4、接种量：移入种子的体积接种量＝—————————接种后培养液的体积5、次级代谢产物：是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。
6、实罐灭菌：实罐灭菌（即分批灭菌）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。
7、种子扩大培养：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。
这些纯种培养物称为种子。
8、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。
二、填空题1、微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。
2、发酵过程工艺控制的只要化学参数溶解氧、PH、核酸量等.3、发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。
4、微生物的培养基根据生产用途只要分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。
5、常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌6、发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量等7、染菌原因：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。
抗生素的发酵生产工艺.doc
抗生素的发酵生产工艺.doc抗生素是一类广泛应用于医疗和兽医领域的药物，用于预防或治疗细菌感染。
不同的抗生素有不同的化学结构，生产抗生素的方法也因此各不相同。
本文将重点介绍抗生素的发酵生产工艺。
一、抗生素发酵生产的基本流程1. 培养菌抗生素的生产主要依靠微生物，因此首先需要筛选出具有生产该抗生素能力的微生物。
筛选后的微生物将在培养基上进行大规模培养，以提供充足的细胞质和代谢产物。
2. 发酵过程发酵是抗生素生产的关键步骤。
一般采用批量、半连续和全连续三种发酵方式。
其中，批量发酵是最常用的方式。
批量发酵流程如下：①铺面：将培养基注入发酵罐中，通入空气以增氧。
②接种：将筛选得到的微生物接入发酵罐中。
③培养：培养12-24小时，以形成菌体。
④产生抗生素：开始产生目标抗生素，持续时间一般为3-5天。
⑤收获：收获抗生素后，将生产产物进行提纯和精制，以达到合格的药品标准。
1. 青霉素青霉素是一类广泛使用的β内酰胺类抗生素，由链霉素产生的放线菌筛选出，其发酵生产工艺如下：铺面罐：加入甜菜汁、植物硝酸盐和钙磷酸盐等培养基组分，保持pH值的恒定，通入空气以增氧。
发酵罐：将铺面罐的培养液移入发酵罐中，加入接菌液（含有链霉素菌丝的液态培养基），在恒温、恒湿的条件下进行底层搅拌式发酵，温度控制在18℃左右。
霉素沉积罐：将发酵获得的青霉素经过分离和提取，再通过沉淀、烘干、加工等步骤，得到制剂。
培养基：加入淀粉、麦芽粉、氨基酸等营养物质，以提供菌体生长所需的能量和物质。
分离纯化：通过分离、沉淀、过滤、萃取等多种方法，得到纯净的链霉素制剂。
3. 山梨酸钙山梨酸钙是一种广泛使用的防腐剂和保鲜剂，由发酵的亚铁酸菌（Gluconobacter oxydans）产生，其生产工艺如下：基础培养液：加入铵盐、硫酸铵、硫酸亚铁等组分，以满足微生物的基础营养需求。
预处理：将亚铁酸菌接入培养基中，培养24小时，产生菌体。
发酵罐：将预处理得到的菌体接种发酵罐中，发酵温度控制在30℃左右。
抗生素发酵生产工艺
Nature. 2015, 517(7535):455-9
Nature重大发现： 新型抗生素或可解决细菌耐药性
Teixobactin结构
从能够有效杀死金黄色葡萄球菌的细菌中分离出了1000 种化合物，并进行检测。最终发现了25种潜在的抗生素， 而teixobactin是具吸引力的候选者。
计划共有5个方面:
➢ 减缓耐抗生素的“超级细菌”的出现速度，预 防耐药菌感染的蔓延。具体目标包括，到2020 年把门诊患者的抗生素不当使用数量减少一半， 住院患者的抗生素不当使用数量减少20%;全美 50个州均设立州一级项目，监控当地重要的多
重耐药生物;杜绝将重要的医用抗生素用作家 禽、家畜的生长促进剂等。
(2) 根据化学结构和性质定名抗生素。如:四环素类抗生素 …
(3) 一些习惯性俗名、发现的地名等命名。如：井冈霉素…
➢ 2014年9月，奥巴马曾发布行政命令，要求强化措施 应对耐药细菌威胁。在今年早些时候公布的2016财年 预算中，奥巴马又要求国会把应对这一威胁的拨款在 上一财年的水平上翻一番，增加到12亿美元。
➢ 2015年3月27日，奥巴马向国会要求10亿多美元以应 对抗生素的耐药性问题，特别是畜牧业。根据这一提 议，美国农业部将获得7700万美元研究减少使用抗生 素的牲畜。
制药工艺学
Pharmaceutical Technology
Antibiotics
第11章 抗生素发酵生产工艺
11.1 抗生素概述 11.2 青霉素的发酵生产工艺
中国主要河流抗生素大量存在引关注
抗生素发酵生产工艺
抗生素发酵生产工艺1. 引言抗生素是一类具有抑制或杀死细菌生长的药物，广泛用于医疗领域。
而抗生素的生产则主要通过发酵过程来实现。
本文将介绍抗生素发酵生产的工艺流程及相关要点。
2. 抗生素发酵生产工艺流程抗生素的发酵生产流程一般包括以下几个关键步骤：2.1. 选材与接种抗生素发酵的起点是菌种的选取与接种。
通常选用的是具有产生目标抗生素能力的细菌或真菌菌种。
接种时应注意保持菌种的纯度，并选择合适的培养基进行预培养。
2.2. 发酵罐配置与预处理发酵罐是抗生素生产的核心设备之一，其配置应根据具体抗生素的特性和工艺要求进行选择。
常见的发酵罐包括摇床发酵罐和搅拌发酵罐。
在进一步发酵前，需要进行罐体消毒和培养基的预处理工作。
2.3. 发酵过程控制发酵过程中，需要对发酵罐中的培养基进行控制和调节，以满足微生物的生长和抗生素的产生需求。
常见的控制参数包括pH值、温度、氧气供应和搅拌速度等。
此外，还需监测微生物的生长和抗生素的产量。
2.4. 抗生素提取与纯化发酵结束后，需要进行抗生素的提取与纯化工作。
常见的提取方法包括有机溶剂法和固相萃取法。
提取后的抗生素需经过一系列工艺步骤，如浓缩、结晶和干燥等，以获得高纯度的抗生素产品。
3. 抗生素发酵生产工艺的关键要点3.1. 培养基配方和优化培养基的配方直接影响着菌种的生长和抗生素的产生。
在选择培养基成分时，需根据目标抗生素的特性和菌种的需求进行优化。
常见的成分包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
3.2. 发酵过程参数的控制与调节发酵过程中的参数控制对于抗生素的产量和品质具有重要影响。
pH值、温度、氧气供应和搅拌速度是常见的控制参数，需要根据具体菌种和抗生素的特性进行合理的调节和控制。
3.3. 发酵罐的选择与配置发酵罐的选择与配置应根据抗生素的需求和工艺要求进行。
摇床发酵罐适用于部分产生低分子量抗生素的菌种，而搅拌发酵罐适用于大规模生产。
同时，罐体的材质、内部结构和附件设置也需要考虑。
抗生素发酵生产技术
抗生素发酵生产技术引言抗生素作为一类重要的药物，在医疗领域起到了不可替代的作用。
它们能有效地抑制或杀死病原微生物，帮助人们治疗疾病。
抗生素的发酵生产技术在制药工业中占据重要地位，本文将详细介绍抗生素发酵生产技术的原理、过程和优化方法。
1. 抗生素发酵生产技术的原理抗生素的发酵生产技术是利用微生物代谢产物来合成药物的过程。
一般来说，抗生素是由细菌、真菌或放线菌等微生物通过发酵过程产生的，因此发酵生产技术对于抗生素的制备至关重要。
发酵生产技术的原理基于微生物的代谢特性。
在特定的培养基条件下，微生物可以通过代谢过程合成并分泌抗生素。
这些培养基通常包含碳源、氮源、矿物质和其他必需的营养物质。
通过控制培养基的成分和条件，可以调节微生物的代谢途径，从而提高抗生素的产量和纯度。
2. 抗生素发酵生产技术的过程抗生素发酵生产技术一般包括以下几个主要步骤：2.1 微生物的选育和培养首先需要选育和培养产生特定抗生素的微生物菌株。
一般来说，这些菌株需要具备以下特点：能够产生目标抗生素、生长速度快、代谢产物稳定等。
选育好的菌株需要在实验室中进行预培养，并通过稳定的培养条件进行扩大培养。
2.2 培养基的制备培养基的制备是抗生素发酵过程中的关键环节。
常见的培养基包括液体培养基和固体培养基。
液体培养基适用于大规模发酵生产，而固体培养基适用于筛选产生抗生素菌株。
制备培养基时，需要根据微生物的特点和需求选择合适的配方，并进行消毒处理。
2.3 发酵过程控制发酵过程控制是抗生素发酵生产技术的关键步骤之一。
通过调节发酵罐的温度、pH值、通气速率等条件，可以促进微生物的生长和抗生素的产生。
此外，需要对发酵过程进行监测和控制，确保微生物菌株的稳定生长和抗生素的高产。
2.4 分离和提取经过一段时间的发酵，微生物将产生大量抗生素。
分离和提取是将抗生素从发酵液中分离出来的过程。
常用的分离和提取方法包括离心、过滤、萃取等。
分离和提取的目的是提高抗生素的纯度和收率，为后续的药物制备和质量控制提供有力支持。
抗生素的生产工艺
抗生素的生产工艺抗生素是一类用于抵抗细菌感染的药物，其生产工艺通常涉及菌种培养、发酵、提取纯化等多个步骤。
下面将详细介绍抗生素的生产工艺。
首先，抗生素的生产通常从菌种培养开始。
在菌种培养中，选择具有产生目标抗生素能力的菌株，如青霉菌、链霉菌等，并提供适当的培养基来满足其生长和代谢需求。
在培养过程中，保持适宜的温度、pH值和氧气供应是关键。
菌种培养达到一定的细胞密度后，即可进行下一步的发酵过程。
其次，发酵是抗生素生产工艺中的核心环节。
将培养好的菌种移植至大型发酵罐中，加入适量的发酵基质（如葡萄糖、麦芽糊精等）。
发酵过程中，要对罐内的温度、pH值、氧气气流速率等参数进行精确控制，以促进菌种的生长和抗生素的产生。
在发酵过程中，目标抗生素通常是通过微生物代谢产生的次生代谢产物。
这些次生代谢产物通常经过多个酶的催化作用，经过多个步骤的合成才得到最终的抗生素结构。
因此，发酵过程中要监测目标抗生素的产量和纯度，并进行及时的调整和控制。
当发酵完成后，就需要进行下一步的抗生素提取和纯化工艺。
首先，将发酵液经过过滤或离心等方式，将菌体和大部分杂质去除，得到含有目标抗生素的液体。
然后，采用各种技术手段，如溶剂萃取、离子交换、凝胶过滤等，将抗生素从液体中提取出来，并得到较纯的抗生素。
最后，通过进一步的纯化工艺，将抗生素的纯度提高到合适的程度。
这些纯化工艺包括：色谱分离、结晶、洗涤和干燥等。
色谱分离是常用的纯化手段，通过选择性吸附和洗脱，可以去除杂质，得到高纯度的抗生素。
在整个抗生素生产工艺中，要加强质量控制，确保产品符合药典标准，并且要注意环境保护，防止污染和废弃物的产生。
总之，抗生素的生产工艺涉及多个步骤，包括菌种培养、发酵、提取纯化等。
通过科学严谨的操作和质量控制，可以生产出高质量的抗生素产品。
这些抗生素产品在医药领域发挥着重要的作用，帮助人类抵抗细菌感染，保护健康。
抗生素的发酵生产—四环素的发酵生产
金霉菌的培养特征
金霉菌在马铃薯葡萄糖等固体斜面培养基中生长 时，营养菌丝能分泌金黄色色素，但其气生菌丝 却没有颜色。孢子在初形成时是白色的，在28℃ 培养5-7d，孢子从棕灰色转变为灰黑色。 金霉菌形态
孢子形状一般呈圆形或椭圆形，也有方形或长方 形，孢子在气生菌丝上排列成链状。
金色链霉菌沉没培养的生长时期 A 第一期（原生菌丝期）孢子吸水膨胀，发芽，长出分枝，
分枝旺盛而生长成一个菌丝团 B 第二期（次生菌丝期）菌丝团散开，主体菌丝两侧的次生
菌丝延长、交织成网状，菌丝分枝明显 C 第三期（分泌期）菌丝趋短或中长状，菌丝侧枝中有中短
分枝，菌丝中出现空泡，中后期菌丝更短，分枝减少，成 短枝芽状。 D 第四期（自溶期电点析出游离碱。 • 发酵液先用酸酸化，然后加黄血盐、硫酸锌，过滤得滤液。滤
渣以草酸溶液洗涤，滤液和洗涤液合并，控制滤液单位在 7000U/ml左右，送去结晶。 • 从四环素精碱制造盐酸盐，系利用其盐酸盐在有机溶剂中、在 不同温度下有不同的结晶速度的性质。将四环素精碱悬浮在丁 醇中，加入化学纯浓盐酸，温度不超过18℃，迅速过滤掉不溶 解杂质，然后加热，即有盐酸盐析出。析出的盐酸盐用无水丙 酮洗涤，干燥，得四环素盐酸盐成品。
等），抑制四环素的生物合成; 培养基中的CaCO3能与菌体合成的四环素结合成四环素钙
盐（水中溶解度很低），从而降低了水中可溶性四环素的 浓度，促进菌丝体进一步分泌四环素。 消沫剂:植物油、动物油
抑氯剂
抑氯剂的作用是抑制氯原子进入四环素分子结构 ，抑制金霉素的合成，增加四环素的产量。
生产中加入的溴化钠主要是让溴和氯竞争，来抑 制氯的活性。但抑氯效果不高，通常还要加入促 进剂M（2-巯基苯并噻唑），溴化钠一起作用，抑 制氯进入四环素分子，使金霉素的产量低于5%。 此外，还有2，5-巯基-1，3，4-噻二唑等有效抑 氯剂。
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。
青霉素发酵生产工艺
氧气控制：优化氧气浓度， 提高青霉素产量
营养控制：优化营养成分， 提高青霉素产量
发酵时间控制：优化发酵 时间，提高青霉素产量
菌种优化：优化菌种，提 高青霉素产量
发酵设备优化：优化发酵 设备，提高青霉素产量
青霉素提取与精制的优化与改进
提取工艺优化：采用先进的提取技术，提高提取效率和纯度 精制工艺优化：采用先进的精制技术，提高精制效率和纯度 工艺参数优化：优化工艺参数，提高生产效率和稳定性 设备优化：采用先进的设备，提高生产效率和稳定性 质量控制优化：采用先进的质量控制技术，提高产品质量和稳定性
发酵过程控制
温度控制：保持 恒定温度，防止 温度波动影响发 酵效果
酸碱度控制：维 持适当的酸碱度， 保证发酵顺利进 行
氧气浓度控制： 保持适当的氧气 浓度，促进青霉 素合成
时间控制：根据 青霉素合成速度， 控制发酵时间， 保证产量和质量
青霉素提取与精制
提取方法：采用溶剂萃取法， 如乙酸乙酯、丙酮等
青霉素发酵生产工艺的重要性
发酵生产工艺是青霉素生产 的关键环节，直接影响产品 质量和产量
青霉素是重要的抗生素，广 泛应用于临床治疗
发酵生产工艺的优化可以提 高生产效率，降低生产成本
发酵生产工艺的创新可以提 高青霉素的疗效和适用范围，
满足市场需求
青霉素发酵生产工艺的发展历程
• 1928年，英国科学家弗莱明发现青霉素 • 1939年，英国科学家钱恩和弗洛里成功分离出青霉素 • 1943年，美国科学家瓦克斯曼成功实现青霉素的工业化生产 • 1950年代，青霉素生产工艺得到进一步改进，提高了产量和质量 • 1960年代，青霉素生产工艺开始采用基因工程和生物技术，提高了生产效率 • 1970年代，青霉素生产工艺开始采用连续发酵技术，提高了生产效率和环保性 • 1980年代，青霉素生产工艺开始采用酶工程和生物反应器技术，提高了生产效率和质量 • 1990年代，青霉素生产工艺开始采用生物技术，提高了生产效率和质量 • 2000年代，青霉素生产工艺开始采用生物技术，提高了生产效率和质量，并实现了绿色
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抗生素的发酵生产工艺
镇
专业生物科学专业
年级2012级
1抗生素定义（别名：抗细菌剂）
抗细菌药（英语：antibacterial）也称为“抗细菌剂”，是一类用于抑制细菌生长或杀死细菌的药物。
在不引起歧义的情况下，抗细菌药也可简称为“抗菌药”。
抗细菌剂与抗生素并不是相同的概念，抗生素实际上仅为抗细菌剂下的一类。
抗细菌药除了包括青霉素类、四环素类等抗生素，还包括抗真菌药以及磺胺类、喹诺酮类等药物。
2基本简介
抗生素主要是由细菌、霉菌或其他微生物产生的次级代产物或人工合成的类似物。
20世纪90年代以后，科学家们将抗生素的围扩大，统称为生物药物素。
主要用于治疗各种细菌感染或致病微生物感染类疾病，一般情况下对其宿主不会产生严重的副作用。
2011年10月18日，中国卫生部表示，在中国，患者抗生素的使用率达到70%，是欧美国家的两倍，但真正需要使用的不到20%。
预防性使用抗生素是典型的滥用抗生素。
3抗生素的分类
糖的衍生物：主要由氨基己糖的衍生物组成。
多肽类抗生素：主要或全部由氨基酸组成，有多肽或蛋白质的某些特性。
多烯类抗生素：分子结构中有多个双键。
大环酯抗生素：由一个或多个单糖组成并与碳链一起形成一个巨大的芳香酯化合物。
四环类抗生素：都具有四个缩合苯环。
嘌呤类抗生素：都含有嘌呤环。
4抗生素的作用机理
①阻碍细菌细胞壁的合成，导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡。
哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。
喹诺酮类抗生素三大不良反
喹诺酮类抗生素三大不良反
②与细菌细胞膜相互作用，增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，让细菌部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。
③与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。
④阻碍细菌DNA的复制和转录，阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。
5抗生素的发酵生产工艺
（1）制备过程
菌种——孢子制备——种子制备——发酵——发酵液预处理——提取及精制——成品包装
（2）具体介绍
①菌种
来源于自然界，获得能产生抗生素的微生物，经分离、选育和纯化后即称为菌种。
菌种的保藏：冷冻干燥、超低温冷冻、砂土管、液体石蜡、斜面低温保藏。
②孢子制备
将保藏的处于休眠状态的孢子，接种至固体斜面培养基，在一定温度下培养5-7或7日以上。
进一步用扁瓶在固体培养基上扩大培养。
③种子制备
目的使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中。
摇瓶或直接将孢子接入种子罐逐级放大培养。
种子培养定时取样做无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位和进行生化分析。
种子级数
④培养基的制备
碳源
供给菌种生命活动所需能量，构成菌体细胞及代产物
参与抗生素的生物合成
常用碳源：淀粉、葡萄糖及油脂
氮源
构成菌体细胞物质和含氮代物
参与含氮抗生素合成
有机氮源
无机氮源
前体
菌体利用其构成抗生素分子的一部分而其本身没有显著改变的物质
一定条件下控制菌体合成抗生素的方向并增加抗生素的产量
发酵
目的是使微生物大量分泌抗生素
接种10%——通气——搅拌——控制罐温——消泡——控制pH
定时采样进行抗生素生化分析、镜检，测定菌体浓度、残糖量、抗生素含量等
发酵液的过滤和预处理
分离菌丝、去除杂质
预处理：去除高阶无机离子和蛋白质
过滤：去除固体物及菌体
发酵液的预处理
草酸及磷酸去除高价离子钙、镁，还能促使蛋白质凝固
黄血盐有利于去除镁离子
硫酸锌有利于凝固蛋白质
等电点法、加热法、絮凝法去除蛋白
发酵液的过滤
板框过滤机：本机为不锈钢多层板框式压滤机，适用于浓度50%以下粘度较低，含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯，灭菌、澄清等精滤、半精滤的要求，直接选用微孔滤膜，可不经微孔薄膜过滤器过滤可达到无菌过滤之目的）。
本机过滤面积大，流量大，适用围大，所以在制药、化工、食品等行业有广泛用途，应用在制药厂针剂药液之过滤，效果甚佳。
结构特点: 本机除配用电机外，其它机件均采用1Cr18Ni9Ti或316L优质耐腐蚀不锈钢材料制成，适用于过滤各
种PH值酸碱溶液，本机应用加压密闭过滤，滤液损耗少，过滤质量好，效率高。
过滤部分由十层滤板组成，过滤面积大，流通量大；且可根据被滤溶液之不同生产工艺（初滤、半精滤、精滤）要求，更换不同滤膜、及根据用户生产流量之大小可适当减少或增加滤板层数，使之适合生产之需要，因此本机具有一机多用适用围广之特点；滤板采用平面螺纹网状形，结构先进，不变形，容易清洗，能有效地增长各种滤膜的使用寿命，从而降低和节约生产成本，本机配备之不锈钢输液泵，其配用电机小，耗电省。
机座下装有胶轮，操作方便，移动灵活，可供移动使用。
鼓式真空过滤机：转鼓真空过滤机，英文：rotary vacuum disk -fiter 。
连续式过滤机的一种。
构造与转筒真空过滤机相似，操作原理也相同。
以负压作过滤推动力，过滤面在圆柱形转鼓表面的连续过滤机。
这种过滤机最初用于制碱和采矿工业，后来应用扩展到化工、煤炭和污泥脱水等部门。
自动出渣离心机
倾析器：是实现倾析操作的装置。
利用重力进行倾析操作的倾析器称为沉降槽；利用离心力进行倾析操作的倾析器称为离心沉降机。
倾析器分间歇操作和连续操作两种型式，有时只将连续式离心沉降机称为倾析器。
抗生素的提取
溶媒萃取法：又名液-液萃取法，是利用互不相混的两液相间物质的分配，从而达到分离精制所需物质的方法。
离子交换剂：能与溶液中的离子进行等当量交换反应的物质，常指用于离子交换操作的一类不溶、不熔的细粒固体。
还可用作溶液中非电解质溶质的吸附剂和某些有机化学反应的催化剂。
它的干品还用作有机液体的脱水剂。
直接沉淀法：是制备超细微粒广泛采用的一种方法，其原理是在金属盐溶液中加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀析出，沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。
不同的沉淀剂可以得到不同的沉淀产物，常见的沉淀剂为：NH3H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等
抗生素的精制
药品生产符合GMP规定
脱色及去除热原质
脱色：是发酵过程中产生的代产物，与菌种及发酵条件有关
活性炭脱色
热原质：在生产过程中由于被污染后由杂菌所产生的一种毒素，G-产生的热原质反应高于G+，是多糖磷类脂质和蛋白质的结合体，引起恶寒高热，甚至休克活性炭吸附
超滤去除
结晶和重结晶
进一步精制
结晶与重结晶：在无机物的制备或有机物的合成中，为了获得所需的产品，反应结束之后，通常采用蒸发（浓缩）、结晶的方法，将化合物从混合溶液中分离出来。
蒸发浓缩一般在蒸发皿中进行，对热稳定的溶液可用直火加热，否则要用水浴等间接加热，当溶液浓缩到一定浓度后，冷却就会有溶质的晶体析出，如果结晶所得的物质纯度不符合要求，需要重新加入一定溶剂进行溶解、蒸发和再结晶，这个过程称为重结晶。
共沸蒸馏法：指蒸馏中破坏共沸组成进行蒸馏或分馏的一系列技术。
在化学
工程中，共沸蒸馏通常指的是某种加入一种组分以产生一种新的，非均相低沸点共沸点物的技术，(例如产生两种不能互溶的液体相)，如在水和乙醇中加入苯。
这一加入一种能导致分相的共沸剂的操作即是工业上的共沸蒸馏操作方法中的一部分，或是与其的结合。
在某种意义上,加入一种共沸剂与萃取蒸馏是类似的。
柱层析法：吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相，以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。
其原理是利用吸附剂对混合试样各组分的吸附力不同而使各组分分离。
当采用溶剂洗脱时，发生一系列吸附→解吸→再吸附→再解吸的过程，吸附力较强的组分，移动的距离小，后出柱；吸附力较弱的组分，移动的距离大，先出柱。
中间盐转移法
分子筛：分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。
参考文献：
《微生物工程》军卫马辉文著，科学2002.8
《发酵工程》冬学仁著，高等教育2007.4
《现代生物制药工艺学》辛秀兰著，化学工业2006.6
《生物化学》在清夏涛著，科学技术文献2006.7
《抗生素（消炎药）的使用》2012.3。