抗生素工艺学
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
l 补糖数量：以控制菌体浓度略增或不增为原则，使 产生菌的代谢活动有利于抗生素的合成。
l 补糖方式：连续滴加补入、少量多次间歇补入、大 量少次补入等。
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
l 2、动力学模型控制法： l 根据菌体比生长速率、糖比消耗速率以及抗生
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
第一节 发酵过程的主要控制参数
（一）物理参数 （二）化学参数 （三）生物参数
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
一、发酵过程的主要控制参数
l （一）物理参数
l 1．温度（℃） l 发酵整个过程或不同阶段中所维持的温度。 l 酶反应速率、氧在培养液中的溶解度与传递速
率、菌体生长速率和产物合成速率
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
发酵过程控制
微生物发酵的生产水平取决于：1）生产菌种 本身的特性；2）合适的环境条件，使它的 生产能力充分表达出来。
这些环境条件包括培养基、培养温度、pH、 氧的需求等。
为了掌握菌种在代谢过程中的代谢变化规律， 需要监测一些参数，这些参数包括菌体浓度 、糖、N消耗及产物浓度，培养温度、pH、 溶氧等。
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
l （发酵液的菌体量和单位时间的菌浓、溶氧浓度、 糖浓度、氮浓度和产物浓度等的变化值）
l 计算
（菌体的比生长速率、氧比消耗速率、糖比消耗速 率、氮比消耗速率和产物比生产速率）
（控制产生菌的代谢、决定补料和供氧工艺条件）
研究
发酵动力学
抗生素工艺学第六章发酵过程的控制
第二节、发酵过程中的代谢变化
l 1．菌体生长阶段（菌体生长期或发酵前期 ） l 菌体进行合成代谢：菌浓明显增加、摄氧率不
抗生素概述、分类与发酵生产工艺
对生长中的细胞有效，静止细胞无效。
2、触发细菌自溶酶活性。
抗生素概述、分类和发酵 生产工艺
结构特性
CH CH
O CChemPasteNr
β-lactams
NH2 CH
3.1.2 抗生素的命名原则
（1）根据来源生物的属名定名抗生素，如青霉素。 （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，如正
定霉素、井冈霉素、金霉素、土霉素等。
抗生素概述、分类和发酵 生产工艺
3.1.3、抗生素的分类
一． 根据微生物来源分类 ； 二． 根据抗生素的作用机制分类； 三． 按医疗作用对象分类 ； 四． 按作用性质分类； 五． 按抗生素获得途径分类； 六． 按应用范围分类； 七． 根据生物合成途径分类； 八． 根据化学结构分类 。
S CH
OC N
CH2 CO NH
青核(penam)
S CH CH
ChemOPCastNer
苯乙酸 （侧链Ｒ）
6-氨基青霉烷酸(6-APA) (母核)
S
CH3 C
CH3 CH COOH
NH2 CH2
CH
CH2
CO
N
C CH3
ChemPasteCr
COOH
头核(cepham)
S
CH3 C
CH3 CH COOH来自3.2 β-内酰胺类抗生素
青霉素
抗生素概述、分类和发酵 生产工艺
3.2.1 发展概况
1929年，英国的Fleming——青霉素的发现。 1940年，Florey & Chain, 临床应用青霉素。 1945年，意大利的Brotzu发现一株顶头孢霉
阿莫西林工艺设计步骤
阿莫西林工艺设计步骤阿莫西林是一种广泛应用于医药领域的抗生素，具有广谱的抗菌活性。
在工业生产中，阿莫西林的制备涉及多个复杂的步骤和反应，以下是阿莫西林工艺设计的几个重要步骤，让我们一起来了解。
1. 原料准备：工艺设计的第一步是准备所需的原料。
制备阿莫西林的原料主要包括氨苄青霉素（6-APA）、对氨基苯甲酰氯（PAA-Cl）等。
这些原料需要通过严格的质量控制和检验确保其纯度和稳定性。
2. 丙烯酸酯酮化：首先，将氨苄青霉素与醋酸丙烯酯在催化剂的作用下进行酯化反应，生成丙烯酸氨苄酯。
这一步骤是阿莫西林合成过程中的关键步骤之一。
3. 对氨基苯甲酸化：接下来，将酯化产物与对氨基苯甲酰氯进行反应，生成阿莫西林前体化合物。
这个步骤是将氨基苯甲酸基团引入到丙烯酸氨苄酯分子中的关键步骤。
4. 酶促转化：在前体化合物中引入氨基苄青霉素的醛基后，通过酶促转化将其转换为阿莫西林。
这个步骤需要合适的催化剂、适当的温度和反应时间。
5. 结晶分离：阿莫西林合成液中的杂质和溶剂需要通过结晶分离进行分离和提纯。
可以使用冷却结晶、溶剂结晶等方法进行分离，得到高纯度的阿莫西林晶体。
6. 干燥粉碎：将阿莫西林晶体进行干燥，去除水分，使其具有稳定的物理性质。
然后，通过粉碎和筛分等工艺，获得符合规定要求的阿莫西林颗粒。
7. 包装贮存：最后，将阿莫西林颗粒进行包装，以确保产品的质量和安全。
合理的包装方式可以延长产品的保质期，并方便其在医药市场中的存储和销售。
通过以上几个步骤，阿莫西林的工艺设计可以实现高效且持续的生产。
然而，一个成功的工艺设计不仅涉及到这些步骤的选择与操作，还需要考虑环保与安全等方面的因素。
因此，在实际操作过程中，需要严格遵守相关安全操作规程和环境保护标准，以确保产品质量和生产效率的同时，最大程度地减少对环境的影响和安全风险。
值得注意的是，阿莫西林的工艺设计是一个专业和复杂的领域，需要在严密的实验室和工业条件下进行实施。
因此，在实际操作中，应该依靠专业的化学工程师和技术专家来制定和执行工艺设计方案，以确保生产的安全和可靠性。
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。
阿莫西林的生产工艺毕业设计
阿莫西林的生产工艺毕业设计
阿莫西林是一种广泛使用的抗生素，其生产工艺是一个复杂而
又精细的过程。
首先，阿莫西林的生产需要原料，主要原料包括苯
甲醛、氨基苄醇、氢氧化钠、氯乙酸、氰化钠等。
生产过程一般包
括以下几个步骤：
1. 发酵，首先，通过微生物发酵的方法，将原料转化为阿莫西
林的前体物质。
这个过程需要严格控制发酵条件，包括温度、pH值、通气量等。
2. 提取，将发酵产生的混合物中提取出阿莫西林的前体物质。
这个步骤一般采用溶剂提取的方法，需要对溶剂和温度进行精确控制。
3. 结晶，将提取出的阿莫西林前体物质进行结晶，得到粗品。
这个过程需要控制结晶条件，包括温度、搅拌速度等。
4. 精制，对粗品进行进一步的精制，去除杂质，得到纯净的阿
莫西林产品。
这个过程一般包括结晶、洗涤、干燥等步骤。
5. 包装，最后，将得到的阿莫西林产品进行包装，以便储存和运输。
在整个生产过程中，需要严格控制各个环节的参数，确保产品的质量和纯度。
同时，需要注意生产过程中的安全和环保问题，避免对环境造成污染。
此外，生产工艺的优化和改进也是一个重要的课题，可以通过改进反应条件、提高产率、降低能耗等方面来提高生产效率和降低成本。
总的来说，阿莫西林的生产工艺涉及到多个方面的知识，需要综合运用化学工程、生物工程、机械工程等多个学科的知识，是一个复杂而又具有挑战性的课题。
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。
抗生素生产工艺流程教学内容
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 ×0.652
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抗生素生产工艺流程
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预处源自液板框 过滤滤液BA提取
脱色
过滤
BA脱色液
结晶
烘干
成品
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%。
3．pH、温度、通气搅拌、泡沫（pH>7或pH<6可能是发 酵异常的信号）。
青霉素的工艺流程
青霉素的工艺流程
《青霉素的生产工艺流程》
青霉素是一种重要的抗生素，广泛应用于临床医学和养殖业中。
其生产工艺流程包括以下几个主要步骤：
1. 发酵培养：首先，选取高产菌株，将其接种于含有合适营养物质的发酵培养基中，进行培养和发酵。
在适宜的温度、搅拌和通气条件下，维持菌株的生长和代谢活动，产生大量的青霉素。
2. 分离提纯：将发酵液中的青霉素进行提取、分离和纯化。
通常采用物理法和化学法相结合的方法进行，包括有机溶剂提取、离心、过滤、结晶和柱层析等步骤。
通过这些方法，可将青霉素从其他杂质中分离出来，得到高纯度的青霉素。
3. 结晶干燥：将提纯后的青霉素溶液进行结晶和干燥处理，得到成品的青霉素粉末或结晶体。
这一步是为了提高青霉素的稳定性和保存期限，以便后续的包装、储存和运输。
4. 包装储存：最后，将成品的青霉素进行包装和标识，存放于干燥、阴凉和通风的环境中。
严格控制温湿度等环境条件，以确保青霉素的质量和效力。
总的来说，青霉素的生产工艺流程是一个复杂且精细的过程，需要高度的技术储备和严格的操作管理。
只有通过科学规范的
工艺流程，才能生产出高质量、高效力的青霉素产品，为医疗卫生和养殖业做出贡献。
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干扰核酸 的复制
氨基糖苷类/四环素类 氨基糖苷类 四环素类
作用细菌 细胞膜
多烯类、 多烯类、多粘菌素
利福霉素/博来霉素 利福霉素 博来霉素
4、根据生物合成途径分类
氨基酸、 氨基酸、 肽类衍生物
糖类衍生物
5、根据化学结构分类
β-内酰胺类：青霉素、头孢菌素类 氨基糖苷类：链霉素、庆大霉素 四环素类：四环素、土霉素、金霉素 氯霉素类：氯霉素、甲砜霉素、氟苯尼考等 大环内酯类：红霉素、柱晶白霉素、泰乐菌素 林可胺类：林可霉素、克林霉素 多肽类：杆菌肽、多粘菌素B、多粘菌素E 多肽类：杆菌肽、多粘菌素B、多粘菌素E 多烯类：制霉菌素，两性霉素B 多烯类：制霉菌素，两性霉素B等 聚酶类：莫能菌素、盐霉素等
·2001
教学用书
主要参考书
五、抗生素概述
1、定义：抗生素是某些微生物的代谢产物或合成 、定义： 的类似物， 的类似物，在小剂量的情况下能抑制微生物的生长 和存活，而对宿主不会产生严重的毒性。 和存活，而对宿主不会产生严重的毒性。 2、特点：由生物体产生或人工合成 、特点： 低浓度 有机物质 对他种生物体有抑制作用 3、名称演变：抗生素——抗菌素 、名称演变：抗生素 抗菌素——抗生素 抗生素 抗菌素 60-70年 80年后 年 年后
七、抗生素的分类
1.按微生物来源分 1.按微生物来源分
放线菌产生
真菌产生
细菌产生 动植物产生
2、根据抗生素的作用分类
抗革兰氏阳性菌 抗革兰氏阴性菌 抗真菌类 抗结合分枝杆菌类 抗癌细胞类 抗病毒和噬菌体类 抗原虫类
3、作用机制分类 、
抑制细菌 细胞壁 β-内酰胺类 内酰胺类
干扰蛋白质 合成
作用机制
★ 抗生素在医疗上的应用
青霉素类常用于 咽炎、 咽炎、扁桃体炎等
红霉素可用于治疗 沙眼、 沙眼、结膜炎
庆大霉素用于治疗革兰 阴性需氧杆菌所致严重感染
★ 抗生素在农牧业方面的应用 青霉素、氯霉素、金霉素、 青霉素、氯霉素、金霉素、土霉素 用于农业，如猪的病毒性肺炎。 用于农业，如猪的病毒性肺炎。 饲料中加入少量金霉素、土霉素可 饲料中加入少量金霉素、 使幼猪、 使幼猪、鸡等生长加快 在动物的肝、 在动物的肝、肉、脂肪等 中残留抗生素
（二）抗生素的形成及其生物学意义
随着对抗生素合成机理和微生物遗传学理 论等的深入研究，了解到它是属于次级代 谢产物(Secondary metabolite)。 谢产物(Secondary metabolite)。
（三）医用抗生素应具备的条件
1 2 3 4 5 6 差异毒力大 不易产生耐药性 副作用小（如不产生过敏反应） 副作用小（如不产生过敏反应） 理化性能好，便于提取、精制、 理化性能好，便于提取、精制、贮藏 体内应发挥抗生效能， 体内应发挥抗生效能，并不立即遭体内破坏 给药后快吸收， 给药后快吸收，并分布到被感染器官或组织
（二）技能方面
1、熟悉常见抗生素分离培养技术和提取精制 、
的基本程序； 的基本程序； 2、掌握常见抗生素提取精制的基本程序； 、掌握常见抗生素提取精制的基本程序； 3、熟悉常见抗生素的质量评定。 、熟悉常见抗生素的质量评定。
三、学时分配
理论教学 48学时 48学时
实验教学
16学时 学时
四、参考书籍
九、抗生素研究的范畴及趋向
3个重要发展方向: 个重要发展方向: （1）生物学和生物化学方向的研究； （2） 化学方面的研究； 化学方面的研究； （3）生化工程方面的研究 。
1.《抗生素生物技术 《 》王以光主编• 化学 工业出版社• 工业出版社 2008 2. 《发酵工程实验 指导》吴根福主编• 指导》吴根福主编 北京•高等教育出版 北京 高等教育出版 社•2006
1. 《抗生素生产工艺学 》邬行彦主编 • 年 化学 工业出版社• 1982 工业出版社 2. 《抗生素工艺学》俞 抗生素工艺学》 文和、杨纪根主编 • 辽 文和、 宁科技出版社 • 1988 3. 《抗生素》顾觉奋主 编·上海科学技术出版社
六、抗生素的发展史
90年代
三代口服及四代头孢类
70-80年代半合成头孢类、大环内酯类 半合成头孢类、 60年代 40-50年代
半合成抗生素阶段 微生物发酵得到天然抗生素阶段
1929年英国Fleminy 1929年英国Fleminy 发现青霉素 未得到纯品 年英国 1941年英国Florey 1941年英国Florey 提取得到青霉素纯品 年英国 1945年意大利Broton 1945年意大利Broton 撒丁岛海滩土分离出头孢菌素 年意大利 1955年英国Newton 头孢菌素液中分离出头孢菌素C 1955年英国Newton 头孢菌素液中分离出头孢菌素C 年英国 1962年 1962年 半合成头孢菌素的诞生 70-80年代 70-80年代 头孢菌素的发展时期 80年代后 含酶抑制剂复合制剂及三代、 80年代后 含酶抑制剂复合制剂及三代、四代头孢
5、根据化学结构分类
β-内酰胺抗生素 氨基糖甙类抗生素 按抗生素的化学结构 四环素类抗生素 大环内酯类抗生素 氯霉素类
八、抗生素的应用
★ 抗生素剂量表示法 折算重量单位：规定能抑制50ml标准肉汤 折算重量单位：规定能抑制50ml标准肉汤 的葡萄球菌为一个单位。 的葡萄球菌为一个单位。 1u＝0.6ug青霉素G.Na盐； 1u＝0.6ug青霉素 青霉素G.Na盐 1mg青霉素 1mg青霉素G.Na＝1667u 青霉素G.Na＝
抗生素生产工艺学 （Antibiotics Production） ）
第一篇 绪论
一、课程性质、地位和作用 课程性质、 二、基本要求 三、学时分配 四、参考书籍 五、抗生素概述 六、抗生素的发展史 七、抗生素的分类 八、抗生素的应用 九、抗生素研究的范畴及趋向
一、课程性质、地位和作用
定义： 定义：讲述抗生素生产过程各基本工序和 有关工艺过程的基本理论知识的学科， 有关工艺过程的基本理论知识的学科，包 括发酵工艺和提炼工艺两部分。 括发酵工艺和提炼工艺两部分。 地位：属于应用基础课。 地位：属于应用的理论基础等 方面的信息。 方面的信息。 任务：阐明抗生素性质、用途及制备来源、 任务：阐明抗生素性质、用途及制备来源、 生产工艺和质量控制。 生产工艺和质量控制。
二、基本要求
（一）、理论知识 ）、理论知识 1、掌握主要抗生素的性质、用途及制备机理；。 、掌握主要抗生素的性质、用途及制备机理； 2、掌握主要抗生素的生产工艺； 、掌握主要抗生素的生产工艺； 3、能对生产工艺过程从理论上做出解释。 、 对生产工艺过程从理论上做出解释。