抗生素高效发酵分离技术
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
严格控制环境卫生、定期灭菌、使用一次性塑料薄膜和胶管、种子 培养物严格筛选等。
控制方法
定期取样检查，一旦发现污染，立即采取措施，如加入抗菌素或重 新灭菌。
发酵异常现象及其处理
1 2
异常现象
菌体生长缓慢、产物形成少、发酵液泡沫多、 pH 值异常等。
处理方法
根据具体情况调整培养条件，如温度、湿度、通 风、pH 值、培养基组成和浓度等。
提取
发酵结束后，通过离心、过滤等方法将菌体与发酵液分离， 得到粗制抗生素。
精制
通过重结晶、萃取、吸附等方法进一步纯化抗生素，提高其 纯度和结晶收率。
03
发酵工程中抗生素发酵的工艺 优化
菌种选育与改良
菌种选育
通过自然突变、诱变、基因重组等技 术，筛选具有高产抗生素特性的菌株 ，提高抗生素产量。
菌种改良
特性
具有高度选择性，对不同微生物的作 用效果不同；对细胞的生长和分化具 有调节作用；通常对敏感菌具有杀菌 作用，对耐药菌无效。
抗生素的种类与用途
种类
β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、林可胺类、糖 肽类、噁唑烷酮类、磺胺类等。
用途
治疗各种由细菌引起的感染性疾病，如肺炎、肠道感染、尿路感染等；预防细 菌感染；用于食品和农业中的防腐和保鲜。
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抗生素发酵生产的历史与现状
历史
自20世纪40年代青霉素的发现以来，抗生素的研发和应用经历了60多年的发展历程。目前，抗生素已成为医疗 、食品和农业领域中不可或缺的重要物质。
现状
随着抗生素的广泛应用，耐药菌株的出现和传播已成为全球性的问题。因此，新型抗生素的研发和生产技术不断 改进，以应对日益严重的耐药性问题。同时，各国政府和国际组织也在加强抗生素使用的监管和管理，以减少不 必要的抗生素使用和防止耐药性的传播。
抗生素的提取方法
抗生素的提取方法抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌生长的药物。
这些药物主要通过提取自微生物（如细菌、真菌、放线菌等）来获得。
提取抗生素的方法可以分为传统方法和现代分离技术。
传统的抗生素提取方法主要是基于微生物发酵的原理。
一般来说，通过筛选具有抗菌活性的微生物，然后在适当的发酵条件下培养和繁殖这些微生物，使其合成并分泌出抗生素。
常用的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
液体发酵是将发酵基质和产生抗生素的菌株放入发酵罐中，通过调节适宜的温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等因素，促使菌株进行生长和代谢产物的合成。
在菌株生长的过程中，微生物会合成出抗生素，并通过发酵液进一步分泌出来。
随后抗生素可以通过离心、过滤、提纯等步骤从发酵液中提取出来。
固体发酵是把含有抗生素活性的菌株悬浮在固态基质上进行培养，比如在麦芽糊精、豆粉等基质中，菌株通过代谢活动合成出抗生素。
固体发酵相对来说操作简单，但由于难以控制好发酵条件，因此产量相对较低。
从固态发酵物中提取抗生素可以通过浸提、溶解、过滤等步骤进行。
除了传统的发酵方法，现代分离技术也在抗生素的提取过程中得到广泛应用。
现代分离技术利用了化学、生物、物理等多种方法，以提高抗生素的提取效率和纯度。
常用的分离技术包括悬浮-沉淀、萃取、色谱层析、凝胶过滤等。
悬浮-沉淀是一种将发酵液中的细胞和杂质通过悬浮和沉淀的方式分离出来，其中抗生素溶于悬浮液中，可以通过离心等方式进行分离。
萃取是通过萃取剂与发酵液中的抗生素相亲和性差异进行分离。
常用的萃取剂有有机溶剂如乙酸乙酯、正己烷等。
通过调整萃取剂的性质和条件，可以实现抗生素的富集和分离。
色谱层析是一种基于物质在固定相和流动移动相之间差异的分离技术，常用的色谱层析方法有薄层层析、柱层析、气相色谱等。
色谱层析可以根据抗生素的性质来选择合适的分离方法，如极性柱层析适用于亲水性抗生素的富集和纯化。
凝胶过滤是一种利用分子的大小和形状差异进行分离的技术，通过将发酵液通过特定的孔径大小的过滤膜来分离抗生素。
抗生素发酵生产技术
② “工程菌”制造法
第一次由“工程菌”制造的全新抗生素—麦迪紫 第一次由“工程菌”制造的全新抗生素— 红素A 是美国报道的。 红素A，是美国报道的。他们将产放线紫红素的部分 基因插入产麦迪霉素的放线菌中，构建的“工程菌” 基因插入产麦迪霉素的放线菌中，构建的“工程菌” 产生了全新的抗生素。 产生了全新的抗生素。 我国新构建的生产丁胺卡那霉素 我国新构建的生产丁胺卡那霉素的“工程菌”， 丁胺卡那霉素的 工程菌” 就是把酰化酶基因克隆到卡那霉素产生菌中获得的。 就是把酰化酶基因克隆到卡那霉素产生菌中获得的。 新的“工程菌” 生产的新抗生素毒副作用小，对耐卡 新的“工程菌” 生产的新抗生素毒副作用小， 那霉素、庆大霉素致病菌临床疗效显著。 那霉素、庆大霉素致病菌临床疗效显著。
抗生素发酵生产技术
（Antibiotics Fermentation Production）
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 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。 2、特点：由生物体产生或人工合成 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——抗生素 60-70年 80年后
4 根据抗生素的作用机制分类
此种分类的优点：便于进行理论研究， 此种分类的优点：便于进行理论研究，有助于了解抗 生素影响病原体新陈代谢的哪些环节，从而找出治疗的规 生素影响病原体新陈代谢的哪些环节， 使抗生素的使用更为合理。 律，使抗生素的使用更为合理。 （1）抑制细胞壁合成的抗生素：如青霉素。 抑制细胞壁合成的抗生素：如青霉素。 的抗生素 （2）影响细胞膜功能的抗生素：多烯类抗生素。 影响细胞膜功能的抗生素：多烯类抗生素。 细胞膜功能的抗生素 （3）抑制病原菌蛋白质合成的抗生素：四环素。 抑制病原菌蛋白质合成的抗生素：四环素。 蛋白质合成的抗生素 （4）抑制核酸合成的抗生素：如影响DNA结构和功能的丝 抑制核酸合成的抗生素：如影响DNA结构和功能的丝 的抗生素 DNA 裂霉素C 裂霉素C。 生物能作用的抗生素 （5）抑制生物能作用的抗生素：如抑制电子转移的抗霉 ）抑制生物能作用的抗生素： 素。
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
发酵工程抗生素发酵生产技术概述
发酵工程抗生素发酵生产技术概述发酵工程是一种利用微生物、酶和发酵介质（常见的如糖）来生产有用化合物的技术。
在这个过程中，微生物通过代谢物质的转化来生成目标产品。
抗生素发酵生产技术是发酵工程的一个重要应用领域，在制药、医疗等领域中起到重要作用。
本文将就抗生素发酵生产技术进行一些概述。
抗生素是一类能够抑制或杀死细菌或其他微生物的药物，广泛应用于医疗、养殖和农业等领域。
然而，抗生素的生产过程并不容易。
抗生素分子具有复杂的结构，不同的抗生素有不同的生产方式和工艺。
一般来说，抗生素的生产过程可以分为以下几个步骤：获得产生抗生素的微生物菌种；培养产生抗生素的微生物菌种；提取和纯化抗生素产物；加工和包装抗生素产物。
在抗生素发酵生产技术中，首先需要获得产生抗生素的微生物菌种。
这些微生物可以从自然环境或已知产生抗生素的菌株中分离得到，也可以通过基因工程技术进行修改得到。
随后，需要对这些微生物进行培养。
培养条件的选择对于微生物的生长和抗生素产量有重要的影响。
常见的培养条件包括培养基的组成、温度、pH值、氧气供应等。
通过调节这些条件，可以提高菌株的生长速度和产生抗生素的能力。
在培养过程中，需要不断监测微生物菌种的生长情况和抗生素产量。
常用的监测方法包括测定菌株密度、测定发酵液的抗生素浓度等。
通过监测，可以对微生物的生长状态进行控制和调节，以及对抗生素产量进行评估和优化。
当培养达到一定程度后，需要对发酵液进行产品的提取和纯化。
传统的提取方法包括萃取、蒸馏、结晶等。
这些方法可以将抗生素从发酵液中分离出来，并去除其他杂质。
随后，抗生素产品需要经过纯化过程，获得高纯度的抗生素。
纯化方法包括过滤、层析、电泳等。
这些方法可以去除抗生素中的杂质，提高纯度。
最后，经过提取和纯化的抗生素产品需要进行加工和包装，以便后续的药物制剂或应用。
加工包括液体制剂的调整和固体制剂的制备。
包装过程需要严格控制产品的质量和卫生条件，以确保最终产品的安全性和稳定性。
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。
年产300吨庆大霉素发酵车间的工艺设计
引言：庆大霉素是一种广谱抗生素，其生产通常采用发酵工艺。
为实现年产300吨庆大霉素的目标，需要对发酵车间的工艺进行设计。
本文将就发酵车间的流程、设备选型、工艺参数、控制系统等方面进行详细阐述。
一、工艺流程：庆大霉素的发酵工艺一般分为两个主要阶段：液体培养和固体培养。
液体培养用于菌种扩大和提供发酵基质，固体培养则是庆大霉素产生阶段。
具体工艺流程如下：1.菌种扩大：从冷冻保存的庆大霉素菌种中挑取适量菌株，经预培养后转入大容量的发酵罐中进行扩大培养。
2.发酵罐液流转：经过一定时间的菌种扩大，将发酵罐液与发酵基质流转至固定的发酵罐中，以提供充分的发酵条件。
3.固态发酵：将经过液体培养的菌种与固态发酵基质混合，装入发酵罐内，保持适宜的温度和湿度条件进行发酵。
4.发酵液分离：固态发酵产生的发酵液通过离心、过滤等方式分离得到。
5.提取纯化：对分离得到的发酵液进行提取纯化，获取庆大霉素原料药。
以上为发酵车间工艺的基本流程，具体可根据实际情况进行调整。
二、设备选型：1.发酵罐：根据年产300吨的需求，可选择多台容积适中的不锈钢发酵罐，以满足大规模发酵的需求。
2.流程设备：发酵车间需要配备液体流转设备、固态发酵装置，如输送带、混合机、发酵罐等。
3.分离设备：发酵液分离可以采用离心机、过滤机等设备，以高效分离发酵液。
4.提取纯化设备：根据庆大霉素的提取纯化工艺，需要选择合适的提取设备，如溶剂萃取设备、蒸馏设备等。
三、工艺参数：1.培养基配方：根据庆大霉素产菌的特性，设计合理的培养基配方，包括发酵碳源、氮源、矿物质等。
2.发酵温度：根据菌株的适宜生长温度确定发酵温度，通常在28℃左右。
3.发酵pH值：庆大霉素产菌的适宜pH范围一般在6.5-7.5之间，可根据菌株要求进行调整。
4.发酵时间：根据庆大霉素产菌的生长速率和产量，确定适宜的发酵时间。
5.固态发酵基质配方：固态发酵基质的配方要充分考虑庆大霉素产菌的营养需求和产量。
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。
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精品整理
抗生素高效发酵分离技术
一、技术简介
用发酵法生产青霉素的发酵液成份非常复杂，除目标产物外，还含有金属离子、菌体分泌的多种蛋白质以及胞内物质，用溶媒萃取法提取时会产生乳化现象，给提取过程带来较大困难，并影响产品透光率。
通过对发酵液进行絮凝和破乳处理后，结合过滤除去大部分杂质，可大幅提高青霉素提取效率。
二、工艺流程
;
三、关键技术
（1）通过新型生物质絮凝剂开发及纯化分离效果和成本对比，选取壳聚糖絮凝剂用于青霉素发酵液提取工艺；
（2）进行化学破乳剂和生物破乳剂的复配优化，开发出生物破乳剂xy-1和化学破乳剂PCI-1复合破乳剂；
（3）开发膜过滤工艺截留青霉素发酵液中的杂质和菌丝。
四、技术优势
制药原料液经预处理后，去除部分有害杂质，进行生物发酵，发酵液中含多种金属离子、蛋白和胞内物质，通过破乳和絮凝后去除大部分杂质，可有效提高效价分离效率，提高产品收率，降低生产成本。
五、适用范围
抗生素行业废水。