抗生素菌渣的综合利用

红霉素渣 1 2
91. 0 30. 1 11. 5 2. 5 25. 8 21. 1 1. 30 1. 12 江苏医药总公司 93. 08 22. 76 11. 1 1. 48 29. 36 28. 4 5. 04 0. 8 辽宁大连饲料所
土霉素渣
3933 91. 75 44. 75 0. 95 4. 95
本文就上述菌渣的理化性质、营养成份、药物 含量、加工工艺和动物试验等方面的国内外情况加 以逐一介绍, 供有关科研、生产人员参考。
表 1 1999 年 1～ 6 月份抗生素发酵部分品种
品 种
青霉素工业钾盐 (折合) 土霉素 四环素 硫酸链霉素 硫酸庆大霉素 乙酸螺旋霉素 麦白霉素 盐酸大观霉素 泰乐菌素 头孢菌素 红霉素 合 计
16. 82 5. 89 0. 28 鲁抗样品山东农业大学测试
麦迪霉素渣 1 2
4155 90. 98 33. 22 11. 36 8. 47 25. 24 13. 67 5. 10 1. 26 鲁抗样品山东农业大学测试 91. 5 39. 5 20. 8 6. 4 20. 2 5. 6 1. 80 1. 12 江苏医药总公司
抗生素大体生产工艺过程如下: 一级斜面种子 培养 二级摇瓶 (茄氏瓶) 一级种子罐 二级种
30
山东畜牧兽医
子罐 三级发酵罐 酸化液 (pH < 5)
板柜过滤
溶媒萃取
膜过滤 滤液 或树脂提取 抗生素产品
鼓氏过滤 pod 机
烘干
滤饼 或自然干燥 干燥菌渣
各级菌种培养过程所用培养基营养丰富, 重金 属、砷盐等均在安全范围内。 发酵液在预处理过程 中大多数品种一方面加入絮凝剂、酸化剂, 沉淀细 小蛋白质, 调节 pH , 沉淀镁离子, 另一方面加入助 滤剂硅藻土、珍珠岩、沸石粉等。因此从上述工艺分 析所加入的物质均为无毒无害物质。从理论上讲不 会对动物造成危害, 适宜微生物生长的培养基一般 均适合动植物生长。
9015 92. 2 92. 3
46. 7 48. 5 50. 0
0. 80 1. 05 1. 10
1. 10
34. 1
7. 8 13. 61 13. 04
3. 14 2. 88 2. 92
0. 43 0. 37 0. 39
江苏医药总公司 宁夏药厂样品 鲁抗样品山东农业大学测试
链霉素渣 1 4495 92. 18 44. 03 0. 69 8. 19 25. 83 13. 44 5. 15 1. 25 鲁抗样品山东农业大学测试
抗生素生产的主产品是抗生素, 属高附加值产 品, 其菌渣是副产物, 决定了其加工工艺必须是低 成本、简单化。 3 抗生素菌渣加工情况
国内抗生素菌渣加工利用开始于 50 年代后 期, 上海第三制药厂 1957 年将四环素晒干渣作饲 料添加剂, 在上海郊区养猪、鸡业中推广应用, 取得 较好效果, 特别对落脚猪 (僵猪) 的生长极为明显, 作为定型产品“畜用四环素”出售, 深受农民欢迎。 直至 80 年代末期, 凡有抗生素生产的地方, 均将菌 渣简单晒晾后, 用作蛋白饲料或添加剂。1988 年, 山 东鲁抗医药集团公司 (原济宁抗生素厂) 开始进行 抗生素菌渣加工工艺探索, 1988 年底, 采用滚筒式 干燥机对土霉素湿菌渣直接烘干, 经过两年改造、 试验, 于 1991 年初, 干燥工艺获得成功。对高水分、 高粘度的物料直接一次干燥, 在当时的中国独此一 家, 开创了中国抗生素菌渣机械化加工的先河。 从 此打破了靠天晾晒菌渣的局面。近二、三年来, 国内 又有驻马店药厂、河北华曙药厂先后采用了滚筒干 燥机进行螺旋霉菌渣、土霉素菌渣的干燥。 1996 年 鲁抗饲料厂又研究出离心机结合流化床干燥青霉 素湿菌渣; 用于青霉素、泰乐菌素渣干燥的气流二 次干燥工艺于 1999 年 10 月刚刚获得成功, 使干燥 成本降低 30% , 产品品质更加稳定, 在国内有极高 的推广价值。 4 抗生素菌渣用作饲料的试验研究
洁霉素
1 1. 26 1. 21 0. 36 0. 80 2. 32 0. 65 0. 22 0. 11 0. 67 0. 44 1. 17 0. 23 1. 43 2 1. 61 1. 47 0. 715 1. 22 2. 06 1. 47 0. 724 — 0. 927 0. 979 1. 34 — 7. 71
土霉素渣 1 1. 58 1. 56 — 0. 864 2. 13 1. 18 0. 782 — 0. 847 0. 721 1. 22 — 5. 10
注: 样品来源按序号与表 1 相同。
表 4 部分抗生素菌渣 (干品) 药物含量分析
名 称
青霉素菌渣 红霉素 土霉素 麦白霉素 庆大霉素 链霉素 螺旋霉素 盐霉素 泰乐霉素 大观霉素 青霉素
以上大量数据表明: 抗生素菌渣普遍具有高蛋 白、高能量的特点, 个别品种 CP 为 40% 以上, 而能 量比豆粕高出 10% 以上。 同一品种, 不同生产厂家 由于配方、发酵工艺及菌渣加工工艺不同, 其营养 成分差别较大, 给使用造成不可比性。 氨基酸构成 比例不如豆粕平衡。 药物残留量差异较大, 这是作 为蛋白饲料还是以药物为主加以应用的前提。
28
山东畜牧兽医
抗生素菌渣的综合利用
李月海 刘冬玲 (山东鲁抗医药集团有限公司饲料厂 济宁 272100) 谢幼梅 (山东农业大学)
我国医药工业近年来呈高速发展, 特别是化学 原料增幅较大, 据中国医药公司统计: 1998 年我国 有化学药厂 1 711 家, 生产品种 1 400 种, 34 个剂 型, 4 500 余个产品, 实现工业总产值 901 亿元, 化 学原料药产量 2214 万 t。1999 年 1～ 6 月份, 部分抗 生素发酵中间体、原料药见表 1。
我国是抗生素生产大国, 上述 11 个品种年产 量达 3 万余 t, 其副产品菌渣达 13 万余 t, 其蛋白质 含量平均在 40% , 在配合饲料中可部分代替豆粕。 大豆产量按 150 kg 亩计, 出粕率 85% , 抗生素副产 品菌渣相当于 10 万亩良田的豆粕产量, 因此, 开发 利用其作为蛋白饲料原料具有巨大的经济、社会效 益。
红霉素渣
1 1. 92 1. 56 0. 66 1. 28 2. 30 0. 93 0. 38 0. 17 1. 08 0. 78 1. 31 0. 43 3. 03 2 0. 75 1. 28 0. 46 0. 77 1. 65 0. 64 0. 25 0. 18 0. 95 0. 67 0. 44 0. 26 2. 22
链霉素渣
1 2. 28 2. 48 0. 594 0. 889 2. 81 0. 976 0. 574 — 1. 19 1. 07 1. 68 — 9. 54 2 3. 67 2. 94 1. 09 1. 80 4. 20 1. 55 0. 67 0. 28 1. 81 1. 46 2. 31 0. 49 4. 72
近年来, 国内有数家单位开展了抗生素菌渣用 作高蛋白饲料原料及药物性添加剂的研究, 均获得 了较为满意的效果。
国内抗生素菌渣作药物添加剂始于 1957 年的
上海第三制药厂, 由于当时我国缺医少药, 因此, 三 厂将四环素菌渣经晒晾粉碎, 生产出了“畜用四环 素”上市出售, 促进了上海郊区的畜牧业发展。1985 年大连水产所用青霉素湿菌渣、豆粕等作原料制成 膨化饲料饲养仔虾, 可提高仔虾成活率的幅度达 617%～ 40% , 体长增长幅度为 5%。用青霉素菌渣、 链霉素菌渣、红霉素菌渣制成成虾料用于养成期, 同对照组内的成活率、体长、体重相比均无差异, 说 明了上述菌渣可安全用于对虾养殖。叶元土用四环 菌渣饲养鲤鱼, 按 113% 添加, 同对照组比较, 每尾 增重率 (7015% ) 比对照组 (5219% ) 高达 33127% , 而饲料系数试验组 (2132∶1) 比对照组 (2197∶1) 低达 22105% , 成活率无显著差异, 说明四环素渣能 促进鲤鱼对饲料的利用率, 并显著促进鲤鱼生长速 度。 1988 年, 鲁抗医药集团公司同上海农科院畜牧 兽医研究所签定了《土霉素菌渣开发利用研究》技 术协作合同, 利用鲁抗公司土霉素菌渣饲喂猪, 1988 年 11 月 8 日～ 1989 年 1 月 18 日在济宁市南 阳湖农场养猪场进行了上述试验证明, 土霉素菌渣 代替部分豆粕喂猪, 能提高饲料报酬, 试验组料肉 比 4108∶1, 对照组为 4189∶1, 饲料报酬提高率为 19185% , 上市时间可缩短约 1 周。本试验设置停用 菌渣期限 5 d, 经对猪的胴体、心、肝、肺屠宰检验, 无药残无病变, 肉品质同对照组无差异、说明土霉 素菌渣无论是作为蛋白原料, 还是作为药物添加 剂, 都是安全有效的。 1998 年 4～ 6 月, 山东鲁抗饲 料厂同中国水产学会水产营养研究会在山西长治 漳泽电厂养殖公司用鲁抗牌青霉素菌丝蛋白 8% 代 替鱼粉 1% , 豆粕 3% , 棉粕 2% , 菜粕 2% (试验组) 进行网箱养殖实验, 对照组采用天津大邱庄饲料公 司生产鲤鱼成鱼 1 号料。 各网箱均饲养鲤鱼, 鱼种 入箱时间为 4 月中下旬, 规格为 50 g 左右, 各网箱 鱼类入箱时间、规格、数量、总重量见表 5。
L YS 1. 12 0. 57
M ET 0. 75 0. 32
CYS —
0. 41
PH E 1. 04 1. 55
T YR 0. 866 1. 26
TRR 1. 51 1. 04
TR P —
0. 24
VAL 6. 37 2. 04
四环素渣 1 3. 76 2. 63 1. 25 1. 82 4. 87 1. 63 0. 70 0. 28 5. 08 1. 50 2. 67 0. 73 3. 25
2 抗生素菌渣工艺生产过程 抗生素菌渣是将抗生素产生菌如青霉菌、链霉
菌、放线菌等接种在固体或液体培养基上经多级纯 种培养, 尔后经一系列物理、化学过程, 将抗生素提 取后的固体物, 经脱水处理而得到的干燥物, 其主 要成分为: 抗生素产生菌丝体、未利用完的培养基 ( 鱼粉、豆饼粕、玉米浆、花生饼粉、葡萄糖等) 、以及 发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解物、未 知生长因子 (发酵产物均含有生长因子) ; 在提取药 物过程中加入的絮凝剂、酸化剂、细小蛋白沉淀剂、 助滤剂、残留溶剂如草酸钙、草酸镁、黄血盐、珍珠 岩、硅藻土、醋酸丁酯、稻壳粉、聚丙酰胺等。
2
90. 74 48. 05 0. 71 2. 57 26. 83 12. 58 5. 04 0. 08 辽宁大连饲料所
洁霉素渣 1 4019 96. 3 24. 7 12. 4 1. 0 47. 7 10. 5 4. 46 0. 43 江苏医药总公司
2
80. 70 46. 13 1. 78 4. 45
600 1 100
14 603 32 700 122 150
1 抗生素菌渣成分 笔者从事抗生素菌渣开发利用工作 10 余年,
积累了不少经验, 现将有关数据及摘录数据列如表 2。
品名
表 2 部分抗生素菌渣 (干品) 营养分析表
项目
能量
干物质
粗蛋白
粗脂肪
粗纤维
无氮浸 出物
粗灰分
钙
磷
资料来源
青霉素渣
1 442319 93120 40159 0148
15. 78 5. 70 0. 25 鲁抗样品山东农业大学测试
山东省饲料资源开发利用专集
29
表 3 部分抗生素菌渣 (干品) 氨基酸分析
样品 项目 A R G 青霉素渣 1 1. 51
2 0. 43
GL Y 1. 91 1. 38
H IS — 0. 29
IL E 1. 09 1. 30
L EU 2. 61 1. 81
2
87127 29126 617
3
94121 45190 1129
8158 1187 0100
33121 31176 32160
10134 17168 6110
1133 6154 01030
1157 0177 1109
鲁抗样品山东农业大学测试 辽宁大连饲料研究所 国家饲料监督检查中心测试
四环素渣 1 2 3
麦迪霉素渣 1 1. 36 1. 33 — 0. 929 1. 85 1. 29 0. 296 — 0. 774 0. 619 1. 07 — 5. 88 2 1. 56 2. 11 0. 70 2. 16 3. 57 1. 75 0. 55 0. 22 1. 41 1. 24 1. 86 0. 37 2. 74
样品来源
鲁抗医药集团 鲁抗医药集团 鲁抗医药集团 鲁抗医药集团 鲁抗医药集团 鲁抗医药集团
化验单位
鲁抗集团各生产车间化验室 鲁抗集团各生产车间化验室
源自文库
纯品效价 U mg 1534 870 910 850 590 724 1000 880 932 670 1534
样品含量
U mg 4
114 615 6 40 U m l 3～ 6 2～ 3 20～ 40 2～ 3 未测出
1～ 6 月 产量 (t)
6 343 5 040 1 600 550 329 484 152
5 100
预计年 产量 (t)
15 000 11 000 3 200 1 200
750 1 000 320
10 220
年副产品 菌渣量 (t)
26 250 45 000 13 000 5 000 3 200 20 000 8 000
0
备 注
湿品 连续取样平均 连续取样平均
由表 4 看出, 青霉素属热敏性物质, 菌渣通过 烘干后, 其含量很微, 大观霉素含药量已小到测不 出, 因此只能利用其蛋白及高能量; 盐霉素渣含盐 霉素 2%～ 4% , 而盐霉素中毒量在 150 m g kg, 因 此可以利用其药物成分作为抗球虫促生长剂; 泰乐 菌素渣含 1‰～ 3‰泰乐菌素, 蛋白质含量在 30% 以上, 既可利用药物成分, 又可作为蛋白饲料原料 应用。