链霉素的制备工艺
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。
链霉素分离纯化浓缩提纯应用的膜分离技术
链霉素分离纯化浓缩提纯应用的膜
分离技术
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。
硫酸链霉素生产过程为先将发酵液过滤、再通过树脂提取、提纯，然后用活性炭脱色，吸附色素和细菌内毒素，经减压蒸发，在45℃下浓缩，链霉素含量由10%左右浓缩到45%。
但是蒸发过程是溶剂汽化过程，由于溶剂汽化潜热很大，所以蒸发浓缩非常耗能，而且链霉素的蒸发浓缩只是起到单纯的浓缩作用，其中料液中含有的微量杂质并没有得到纯化，但是使用纳滤膜分离技术既能节约生产耗能，又能把料液中的小分子杂质经过膜扩散到水(或缓冲液)中，将小分子与生物大分子分开，达到进一步纯化链霉素的目的。
纳滤膜分离技术是在压力差推动力作用下，盐和小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，而且纳滤膜本身带有电荷性，这就使它在很低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。
纳滤浓缩纯化过程在常温下进行，无相变，无化学反应，不带入其他杂质及造成产品的分解变性，可脱除产品的盐分，减少产品灰分，提高产品纯度，相对于溶剂脱盐，不仅产品品质更好，且收率还能有所提高。
工艺过程收率高，损失少，纳滤膜设备结构简单紧凑，占地面积小，能耗低。
操作简便，可实现自动化作业，稳定性好，维护方便。
《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)2.1本课程设计的性质、目的 (5)2.2本课程任务： (5)2.3基本要求： (5)2.4 基础数据： (5)2.5设计内容： (6)2.6参考数据及公式 (6)3厂址选择 (7)3.1厂址选择主要考虑的几个因素 (7)3.2厂址的最终选择 (7)3.3厂址卫星图 (8)4工厂总平面设计 (8)4.1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)5.1发酵工艺 (8)5.1.1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)5.2.1溶氧的影响及控制 (9)5.2.2 温度 (10)5.2.3 pH值 (11)5.3 提取工艺 (11)5.4工艺流程简图如下： (12)6工艺计算 (13)6.1物料衡算 (13)6.2热量衡算 (14)6.2．1.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)6.2．2.发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算： (15)6.2．3.发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算： (15)6.3耗水量的计算 (16)7发酵车间设备的选型计算 (17)7.1发酵罐的设计 (17)7.1.1发酵罐的选型及尺寸 (17)7.2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)7.2.3搅拌器设计 (18)7.2.4电机设计及轴功率的计算 (19)7.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (20)7.2.6 PH测定 (22)7.2.7消泡 (22)7.2.8观察窗口 (22)7.2.9液面高度显示管安装 (22)7.2.10封头连接方式 (23)7.2.11密封方式 (23)8对本设计的评述 (23)9个人心得 (24)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。
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
26
11
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6.0或高于7.5，对链霉素的生物合成都不利。
12
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。
13
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。
3
1.结构式
4
2.性状：
白色或类白色粉末，无臭或微臭。
3.溶解情况：
易溶于水，微溶于乙醇，不溶于甲醇、氯仿和丙酮
4.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。
5
二 理化性质
链霉素是氨基糖苷类抗生素。链霉素分子 由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L葡萄糖胺组成的 三糖苷，在1，3-位置上带有2个胍基的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。
20
提取精制过程
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
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。
生物工程课程设计链霉素生产工艺设计
课程设计题目：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：化学与生物工程学院班级学号：姓名：指导老师：小组成员：二零年月目录1前言 (3)2设计任务书 (4)2.1项目背景和开发意向 (4)2.2生产菌种及发酵基本原理 (4)2.3基础数据 (5)2..4参考数据 (6)2.5设计内容 (6)2.6设计要求 (6)3工艺流程 (7)3.1发酵工艺 (7)3.2链霉素发酵条件及中间控制 (7)3.3提取工艺 (9)3.4工艺流程简图 (11)4工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.2热量衡算 (13)4.3水用量的计算 (15)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (16)5.1发酵罐的设计 (16)5.1.1发酵罐的选型及尺寸 (16)5.2设备结构的工艺设计 (17)5.2.1 空气分布器 (17)5.2.2 挡板............................................................. . (17)5.2.3电机设计及轴功率的计算 (17)5.2.4搅拌器设计 (19)5.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (19)5.2.6 PH测定 (22)5.2.7消泡 (22)6对本设计的评述 (23)7参考文献 (24)8附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................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。
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)。
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。
链霉素发酵提取工艺
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
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。
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。
离子交换法提取链霉素
链霉素提取工艺的优化
离子交换法 膜法工艺
取代
薄膜浓缩
投资较大 在任何膜能承受的温度下分离 容易堵塞 清洁、环保、占地少 不适于高粘度液体 运行成分低 无变相的纯物理手段
离子交换法优点
• 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
链霉素经过离子交换树脂处理后，体积缩小十分 之一，得以浓缩，而且纯度有所提高。
• 发酵液经酸化、过滤，除去菌丝及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体物， 然后中和，通过弱酸型阳离子交换树脂进 行离子交换，再用稀硫酸洗脱,收集高浓度 洗脱液──链霉素硫酸盐液。洗脱液再经磺 酸型离子交换树脂脱盐，此时溶液呈酸性， 用阴离子树脂中和后，再经活性炭脱色得 到精制液。精制液经薄膜浓缩成浓缩液， 再经喷雾干燥得到无菌粉状产品，或者将 浓缩液直接做成水针剂。
1、膜分离法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸 发工艺，使这链霉素收率低的问题得到了 很好的解决。 2、Flow-Cel超滤技术代替传统的板框压滤/鼓 式真空过滤方法。 3、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。
• 链霉素是高价离子，配制较稀的溶液有利于链霉素 的吸附而不利于杂质的吸附，从而得到某种程度的 提纯。羧酸型树脂对氢离子的亲和力大，用酸洗脱 能是链霉素洗脱完全链霉素离子交换吸附和洗脱可 用下列方程式表示：
3 吸附： 3ROONa St 3 （RCOO） Str 3Na 3 洗脱：（RCOO） Str 3H 3RCOOH Str 3
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。
19
(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
2
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。
22
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
链霉素
链霉素理化性质
1.物理性质 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。
2.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 70 o C 加热半小时 ， 对活性无明显影响。 100 o C 加热 10min ， 活性约损失一半。最 稳定的 pH 是 4.0~4.5 。
传统工艺合成链霉素
• 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。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。
链霉素的制备工艺
化学式：
目
• 链霉素概述
• 链霉素的合成工艺 • 三废处理
录
链霉素简介
• 链霉素（streptomycin）是一种氨基葡 萄糖型抗生素，分子式C H N O 分子 量： 581.59 。 1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉素中 析离得到，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。
国外合成链霉素法
离子交换法
D-葡 萄 糖 和 N H 3合成链霉素
• 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。其中，有3个NH3分子是通过转氨基反应，分别把 氨基供体—谷氨酰氨、丙氨酸和谷氨酸的氨基结合到链 霉胍上和L-葡萄糖胺的氨基上，另外4个NH3分子是通 过鸟氨酸环供给的，其中2个分子又由氨甲酰磷酸酯， 另外2分子由天冬氨酸引入，最后转变为精氨酸的脒基， 再转移到链霉胺衍生物上。2个CO2也是通过鸟氨酸循 环固定的。 • 在灰色链霉素的发酵过程中，与链霉素同时产生的还有 甘露糖链霉素(链霉素B)，其化学结构为N-甲基-L-葡萄 糖胺的C4与D-甘露糖的C4以D-糖苷键相连接的糖苷， 经过甘露糖苷酶作用，可水解为链霉素和甘露糖。
• 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。
3.溶解度
由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺 基），故很容易容易水，而很难溶于有机溶剂中。 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。
链霉素硫酸盐的溶解度（28oC）
工 艺 合 成
• 传统工艺
• 国外工艺 • 离子交换法 •
D- 葡 萄 糖 和 N H
3
合成
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。
三废处理
• 链霉素生产废水是一类含硫酸盐的高浓 度有机废水，水质情况见表１，ＣＯＤ ／ＳＯ２－比值一般为５～７，碳氮比 偏低，ＢＯＤ５／Ｎ在４左右，同时废 水中含有较多生化抑制物质，如甲醛、 草酸、链霉素单位及其降解物等。较高 浓度硫酸盐的存在对正常的厌氧消化可 能会造成严重影响。
U A SB 是升流式厌氧污泥 床反应器的简称, 是由荷兰 W agen ingen 农业大学教 授L ettinga 等人于 1972~1978 年间开发研制 的一项厌氧生物处理技术, 国内对U A SB 反应器的研 究是从20 世纪80 年代开始 的. 由于U A 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, U A SB 反应器是目前研究最多, 应 用日趋广泛的新型污水厌氧 处理工艺
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
• 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
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。