抗生素生產(chǎn)工藝

抗生素生產(chǎn)工藝第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月菌種來源于自然界，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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jìn)一步用扁瓶在固體培養(yǎng)基上擴(kuò)大培養(yǎng)第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月種子制備

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(jí)放大培養(yǎng)種子培養(yǎng)定時(shí)取樣作無菌試驗(yàn)，觀察菌絲形態(tài)，測(cè)定種子液中發(fā)酵單位和進(jìn)行生化分析種子級(jí)數(shù)第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月培養(yǎng)基的配制碳源氮源無機(jī)鹽類前體第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月碳源供給菌種生命活動(dòng)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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月氮源構(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(jī)氮源無機(jī)氮源第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月無機(jī)鹽和微量元素同其他微生物第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月前體菌體利用其構(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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(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(shí)采樣進(jìn)行生化分析、鏡檢，測(cè)定菌體濃度、殘?zhí)橇?、抗生素含量等?0頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(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(jià)無機(jī)離子和蛋白質(zhì)過濾：去除固形物及菌體第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵液的預(yù)處理草酸及磷酸去除高價(jià)離子鈣、鎂，還能促使蛋白質(zhì)凝固黃血鹽有利于去除鐵離子硫酸鋅有利于凝固蛋白質(zhì)等電點(diǎn)法、加熱法、絮凝法去除蛋白第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵液的過濾板框過濾機(jī)鼓式真空過濾機(jī)自動(dòng)出渣離心機(jī)傾析器第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月抗生素的提取溶媒萃取法離子交換法直接沉淀法第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月抗生素的精制

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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月脫色色素是發(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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月熱原質(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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月青霉素的生產(chǎn)工藝菌種：產(chǎn)黃青霉素（Penchrysogenum）生產(chǎn)能力達(dá)到30000-60000/mL第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月工藝流程冷凍管斜面母瓶大米孢子一級(jí)種子罐二級(jí)種子罐發(fā)酵罐放罐提煉孢子培養(yǎng)25°C,6-7d孢子培養(yǎng)25°C,6-7d發(fā)酵25°C,40-45d1:2VVM25°C,40-45d1:1.5VVM種子培養(yǎng)種子培養(yǎng)22-26°C,6-7d1:1-0.8VVM冷至15°C第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月培養(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(jìn)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(bǔ)加無機(jī)氮源前體：為生物合成含有芐基基團(tuán)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(jī)鹽：硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月青霉素生產(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(gè)別細(xì)胞出現(xiàn)自溶第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月青霉素生產(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(shì)減弱，大量產(chǎn)生青霉素VI期菌絲自溶期第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵工藝控制溫度控制：前期25-26°C，后期23°CpH控制：一般為6.4-6.6，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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(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(bǔ)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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月過濾鼓式真空過濾器第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月提煉

溶媒萃取法：將發(fā)酵濾液酸化至pH2，后加相當(dāng)于發(fā)酵濾液體積1/3的醋酸丁酯，混合后以碟片式離心機(jī)分離；然后以1.3-1.9%NaHCO3在pH6.8-7.1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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月脫色

在提取液中加活性炭150-300g/10億單位，進(jìn)行脫色、過濾第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月共沸蒸餾

將萃取液以0.5mol/LNaOH液萃取，調(diào)pH至6.4-6.8，加3-4倍體積丁醇，在16-26°C，5mmHgG下真空蒸餾，將水與丁醇共沸物蒸出，并隨時(shí)補(bǔ)加丁醇。當(dāng)濃縮到原來水濃縮液體積、蒸出餾分中含水達(dá)2-4%時(shí)，停止蒸餾，青霉素鈉鹽結(jié)晶析出，過濾，洗滌，干燥得成品。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月土霉素生產(chǎn)

菌種:

龜裂鏈霉菌（StreptomycesRimosus）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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)工藝流程砂土管孢子斜面孢子一級(jí)種子二級(jí)種子發(fā)酵提取37oC4-5天32

0.5oC31

0.5oC30-32h24-26h32oC-31

0.5oC-32oC160h第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月砂土管黃沙：土=1：1（沙和土都經(jīng)處理，水洗至中性，烘干，研細(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6-12h，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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月斜面250ml茄子瓶

麩皮4%，麥粉2%，瓊脂2%第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一級(jí)種子

400-500L夾套二級(jí)種子

4m3（攪拌）

第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵15%接種量培養(yǎng)基：碳源：淀粉經(jīng)α-淀粉酶液化氮源：黃豆餅粉，硫銨無機(jī)鹽：KH2PO4，NaCl，CaCO3，CoCl2生長因子：酵母粉，玉米漿第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

采用中間補(bǔ)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(bǔ)糖與補(bǔ)氨，以保證其在分泌期有足夠多而不過多的養(yǎng)料?？偺乔捌?-80h6.5-8%

中期80-120h5-6.5%

后期120-140h4-5%

末期140h后4%放罐殘?zhí)?%以下，放罐前24h不補(bǔ)料第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

補(bǔ)氨同時(shí)為調(diào)pH，pH=6.0-6.3，放罐前8h停止通氨，整個(gè)過程通氨水總量350-400升第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)處理

土霉素能和發(fā)酵液中鈣鹽、鎂鹽，某些有機(jī)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，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月提取工藝

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，攪30′

(26000r/ml)稀釋到7500-8000r/ml加黃血鹽及硫酸鋅

凈化板框過濾濾液（土霉素草酸）濾渣（草酸鈣、蛋白質(zhì)、菌體、鐵絡(luò)合物）第