抗生素生產(chǎn)工藝

1、抗生素生產(chǎn)工藝第1頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三菌 種來源于自然界，獲得能產(chǎn)生抗生素的微生物，經(jīng)分離、選育和純化后即稱為菌種菌種的保藏：冷凍干燥、超低溫冷凍、砂土管、液體石蠟、斜面低溫保藏第2頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三孢子制備將保藏的處于休眠狀態(tài)的孢子，接種至固體斜面培養(yǎng)基，在一定溫度下培養(yǎng)5-7或7日以上進一步用扁瓶在固體培養(yǎng)基上擴大培養(yǎng)第3頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三種子制備 目的使孢子發(fā)芽、繁殖以獲得足夠數(shù)量的菌絲，并接種到發(fā)酵罐中搖瓶或直接將孢子接入種子罐逐級放大培養(yǎng)種子培養(yǎng)定時取樣作無菌試驗，觀

2、察菌絲形態(tài)，測定種子液中發(fā)酵單位和進行生化分析種子級數(shù)第4頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三培養(yǎng)基的配制碳源氮源無機鹽類前體第5頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三碳 源供給菌種生命活動所需能量，構(gòu)成菌體細(xì)胞及代謝產(chǎn)物參與抗生素的生物合成常用碳源：淀粉、葡萄糖及油脂第6頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三氮 源構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)和含氮代謝物參與含氮抗生素合成有機氮源無機氮源第7頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三無機鹽和微量元素同其他微生物第8頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三前 體

3、菌體利用其構(gòu)成抗生素分子中的一部分而其本身沒有顯著改變的物質(zhì)一定條件下控制菌體合成抗生素的方向并增加抗生素的產(chǎn)量第9頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā) 酵 目的是使微生物大量分泌抗生素接種10%通氣攪拌控制罐溫消泡控制pH定時采樣進行生化分析、鏡檢，測定菌體濃度、殘?zhí)橇?、抗生素含量等?0頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā)酵液的過濾和預(yù)處理分離菌絲、去除雜質(zhì)預(yù)處理：去除高價無機離子和蛋白質(zhì)過濾：去除固形物及菌體第11頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā)酵液的預(yù)處理草酸及磷酸去除高價離子鈣、鎂，還能促使蛋白質(zhì)凝固黃血鹽有

4、利于去除鐵離子硫酸鋅有利于凝固蛋白質(zhì)等電點法、加熱法、絮凝法去除蛋白第12頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā)酵液的過濾板框過濾機鼓式真空過濾機自動出渣離心機傾析器第13頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三抗生素的提取溶媒萃取法離子交換法直接沉淀法第14頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三抗生素的精制 藥品生產(chǎn)符合GMP規(guī)定脫色及去除熱原質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶第15頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三脫 色色素是發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，與菌種及發(fā)酵條件有關(guān)活性炭脫色第16頁，共40頁，2022年，5月20日，1

5、3點40分，星期三熱原質(zhì)在生產(chǎn)過程中由于被污染后由雜菌所產(chǎn)生的一種內(nèi)毒素，G-產(chǎn)生的熱原反應(yīng)高于G+，是多糖磷類脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的結(jié)合體，引起惡寒高熱，甚至休克活性炭吸附超濾去除第17頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三進一步精制結(jié)晶與重結(jié)晶共沸蒸餾法柱層析法中間鹽轉(zhuǎn)移法分子篩第18頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三青霉素的生產(chǎn)工藝菌種：產(chǎn)黃青霉素（Pen chrysogenum）生產(chǎn)能力達到30000-60000/mL第19頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三工藝流程冷凍管 斜面母瓶 大米孢子 一級種子罐 二級種子罐 發(fā)酵罐 放

6、罐 提煉孢子培養(yǎng)25C,6-7d孢子培養(yǎng)25C,6-7d發(fā) 酵25C,40-45d 1:2VVM25C,40-45d 1:1.5VVM種子培養(yǎng)種子培養(yǎng) 22-26C,6-7d 1:1-0.8VVM冷至15 C第20頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三培養(yǎng)基碳源：利用多種碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。普遍采用淀粉經(jīng)酶水解的葡萄糖糖化液進行流加氮源：可選用玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅粉或麩質(zhì)粉，并補加無機氮源前體：為生物合成含有芐基基團的青霉素G，在發(fā)酵中加入前體如苯乙酸或苯乙酰胺，加入量不能大于0.1%，采用多次加入方式無機鹽：硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類第21頁，共40頁，20

7、22年，5月20日，13點40分，星期三青霉素生產(chǎn)菌生長發(fā)育階段I期 分生孢子發(fā)芽II期 菌絲繁殖III期 形成脂肪粒，積累貯藏物IV期 脂肪粒減少，形成中、小空泡V期 形成大空泡，脂肪粒消失VI期 細(xì)胞內(nèi)看不到顆粒，個別細(xì)胞出現(xiàn)自溶第22頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三青霉素生產(chǎn)菌生長發(fā)育階段I-IV期為菌絲生長期，產(chǎn)青霉素較少，菌絲濃度增加很多III期適于作種子IV-V期青霉素分泌期，菌絲生長趨勢減弱，大量產(chǎn)生青霉素VI期菌絲自溶期第23頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā)酵工藝控制溫度控制：前期25-26C，后期23 CpH控制：一般為，

8、加酸加堿及加葡萄糖控制通氣：一般為1：0.8VVM攪拌：要求發(fā)酵液中溶解氧量不低于30%。泡沫與消沫：少量多次加入消沫劑，在發(fā)酵前期不宜多用第24頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā)酵工藝控制加糖控制：根據(jù)殘?zhí)橇颗c發(fā)酵過程中的pH來控制，也可根據(jù)排氣中CO2與O2量來控制補氮：發(fā)酵液氨氮控制在0.01-0.05%加前體：殘余苯乙酰胺濃度控制在0.05-0.08%第25頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三過 濾鼓式真空過濾器第26頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三提 煉 溶媒萃取法：將發(fā)酵濾液酸化至pH2，后加相當(dāng)于發(fā)酵濾液體

9、積1/3的醋酸丁酯，混合后以碟片式離心機分離；然后以1.3-1.9%NaHCO3在條件下將青霉素提取到緩沖液中，再調(diào)pH2，將青霉素從緩沖液轉(zhuǎn)入到醋酸丁酯溶液中第27頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三脫 色 在提取液中加活性炭150-300g/10億單位，進行脫 色、過濾第28頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三共沸蒸餾 將萃取液以0.5mol/LNaOH液萃取，調(diào)pH至，加3-4倍體積丁醇，在16-26C，5mmHgG下真空蒸餾，將水與丁醇共沸物蒸出，并隨時補加丁醇。當(dāng)濃縮到原來水濃縮液體積、蒸出餾分中含水達2-4%時，停止蒸餾，青霉素鈉鹽結(jié)晶析

10、出，過濾，洗滌，干燥得成品。第29頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三土霉素生產(chǎn) 菌種: 龜裂鏈霉菌 （Streptomyces Rimosus） 菌落灰白色，后期生皺褶，呈龜裂狀。菌絲呈樹枝狀分枝，白色，孢子灰白色、柱形 第30頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三生產(chǎn)工藝流程砂土管孢子 斜面孢子 一級種子 二級種子發(fā)酵 提取37C4-5天320.5C310.5C30-32h24-26h32C-310.5C- 32C160h第31頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三砂土管黃沙：土 = 1：1（沙和土都經(jīng)處理，水洗至中性，烘干，研

11、細(xì)，過篩）每管裝一定量的砂土，塞好棉塞包好，121高壓蒸汽滅菌后再用160 干熱滅菌2h每支砂土管加0.3mL孢子懸浮液，包好，放入裝有干燥劑的真空干燥劑內(nèi)抽干6-12 h，輕輕敲打使其均勻。完后，放入裝有干燥劑的密閉瓶內(nèi)，0-4貯藏第32頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三斜面250 ml茄子瓶 麩皮4%，麥粉2%，瓊脂2% 第33頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三一級種子 400-500L夾套二級種子 4m3（攪拌） 第34頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三發(fā) 酵15%接種量培養(yǎng)基：碳源：淀粉 經(jīng)-淀粉酶液化氮源：黃豆餅

12、粉，硫銨無機鹽：KH2PO4，NaCl ，CaCO3，CoCl2生長因子：酵母粉，玉米漿第35頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三 采用中間補料，延長抗生素分泌期，是提高抗生素產(chǎn)量的重要方法。土毒素生產(chǎn)過程采用補糖與補氨，以保證其在分泌期有足夠多而不過多的養(yǎng)料。總糖 前期 0-80 h 6.5-8% 中期 80-120 h 5-6.5 % 后期120-140 h 4-5 % 末期 140 h后 4% 放罐殘?zhí)?%以下，放罐前24 h不補料第36頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三 補氨同時為調(diào)pH，放罐前8 h停止通氨，整個過程通氨水總量350-400升第37頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三預(yù)處理 土霉素能和發(fā)酵液中鈣鹽、鎂鹽 ，某些有機胺、蛋白質(zhì)形成不溶性化合物，積聚在體內(nèi)。 預(yù)處理目的為： 1）使部分土霉素溶液解出來 2）蛋白質(zhì)（菌絲）沉淀 3）Fe3+沉淀第38頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期三提取工藝 發(fā)酵液 酸化液+低單位套液 稀釋液 凈化液 加草酸及鹽酸酸化pH1.7 并加適量黃血鹽，