浅析红霉素发酵的工艺控制
红霉素的发酵工艺及提取工艺
注射用红霉素
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谢谢！
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• （5）发酵黏度的控制：发酵液的黏度一定程度上反映 了菌丝生长浓度，并对红霉素A.B.C组分的比例有直接 的影响
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红霉素的提取工艺
在碱性条件下，红霉素一游离碱的形式存在，可容于有 机溶剂中。在碱性的条件下，可与一些酸形成盐。目前， 国内外主要采用有机溶剂萃取或大孔树脂吸附进行提取。
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红霉素的发酵工艺
(3) 培养条件： （1） 温度：红霉素发酵采用31℃恒温培养。温度过 高时，会产生红霉素C，红霉素C与红霉素A结构相似， 但毒性却是红霉素A的两倍， （2）pH：整个发酵过程中pH维持在6.6～7.2，菌丝生 长良好，发酵水平稳定。红色糖多孢菌最适生长pH为 6.7～7.0，而红霉素合成的最适 pH为6.7 ～6.9。
红霉素的发酵工艺及提取工艺
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红霉素的产生菌及育种
• 1950年，Lily研究室首次从菲律宾的一个土样 中筛选到了一株产红霉素的红色链霉素〈现称 为红色糖多胞菌〉。该菌在合成培养基上生长 时，气生菌丝为白色，孢子丝呈不紧密的螺旋 状，3～5圈，孢子呈球状
• 我国20世纪60年代以红色糖多胞菌P32– 103为菌种开始红霉素的工业生产，该菌发酵 效价低，且易染噬菌体。随后，国内学者不断 以该菌为原始菌进行了传统的诱变育种，获得 许多生产性能良好的菌株。
丙酸是红霉内脂〈合成红霉素的三中产物之一〉合成的前体 物质，但丙酸对菌丝生长有抑制作用，所以发酵时以丙醇为发酵 前体物质，丙醇在发酵时对菌丝的毒性作用相对较小，对pH的 影响也较小，代谢稳定，发酵单位和产品质量都较高。此外，正 丙醇除了起前体作用外，还对红色糖多孢菌中乙酰CoA合成的诱 导物。
红霉素的制备工艺
红霉素生产工艺
2013-06-06
抗生素是微生物在其生命活动过程中产生的，对 某些其他病原微生物具有抑制或杀灭作用的一类生理 活性物质。常将其习惯分类为1、β-内酰胺类如青霉素 类、头孢类等。
2、氨基糖苷素等。
4、四环素类如四环素、土霉素类等。
在环境方面可以加强管理，严格按照卫生标准执 行，在设备方面应注重设备升级换代。在生产技术方 面可以采取多种工艺，如采用大孔吸附树脂提取工艺、 离子交换树脂的提取工艺开发新产品。
（一）、红霉素的发酵工艺过程：
沙土孢子
孢子培养 37℃,7~10天
母斜面孢子
孢子培养 37℃,7~10天
子斜面孢子
种子培养 35 ℃.1:1vvm60~70
一级培养液
种子培养 33~35 ℃,1:1.5vvm35~40h
二级培养液
发酵 31 ℃,1:1vvm 150~160h
发酵液
提取与精制
工艺流程：
红霉素是由红色糖多孢菌发酵产生的。该 菌以前称为红霉素链霉菌。生产上一般是将 其孢子悬液接入种子罐，种子扩大培养2次后 移入发酵罐进行发酵，发酵液经过预处理后， 再经溶剂萃取进行分离纯化，最后经浓缩结 晶干燥后的成品。
生产步骤一般为：红霉素产生菌的培养、红 霉素的生物合成、发酵、发酵液的预处理和 过滤、红霉素的提取、红霉素的精制。
废渣：主要是培养基中的营养废渣和发酵后产生的菌 渣。
废气：主要指在发酵过程中产生的有异味、有害的气 体。
在早期主要采用“混合稀释，再生化处理”的处理方法，现多采用 “预处理—厌氧—好氧”的处理方法。
用微波干燥法干燥湿料废渣，至干废渣 的含水量为８％～１２％，用复合蛋白酶 （木瓜蛋白酶和中性蛋白酶）酶解得到的干 废渣在７０℃～７５℃温度下进行灭酶１ ０～１５分钟。酶解液加工成多肽和氨基酸 产品或酶解残渣晾晒干制成花卉营养土 。
红霉素发酵工艺研究及进展
红霉素发酵工艺研究及进展09食安4班小组成员：徐萌0938421 陆吉林0938423仇沙磊0938420 周炳楠0938422红霉素发酵工艺研究及进展一、红霉素简介与发酵发展现状红霉素属大环内酯类抗生素，其水溶液呈强碱性,0 .0 66%的红霉素溶液pH为8.0～10 .5 ,8.5 %浓度的乳糖酸盐pH亦达6.0～7.5。
具有广谱抗菌作用，其抗菌谱与青霉素类似，对革兰氏阳性菌尤其敏感，对葡萄球菌，化脓性链球菌，绿色链球菌，肺炎链球菌，白喉杆菌等都有较强的抑制作用。
临床主要用于扁桃体炎，猩红热，白喉，淋病，皮肤组织感染等，对于军团肺炎和支原体肺炎可以作为首选药物。
也可用于上下呼吸道感染。
特别对于不耐青霉素的人也适用。
红霉素被收入中国药典外，还被收入美国，日本，等药典。
近年来，在竞争激烈的抗生素市场上，红霉素及其衍生物产量还在不断增长，销售节节上升，后市拓展仍有广阔空间。
红霉素最早于1952年的J.M.Mcguire等人在菲律宾群岛土样中分离到的红霉素经发酵制得，美国礼莱公司和Abbott公司最先生产并将产品推向市场多年来红霉素生产稳定增长，20世纪80年代全世界产量已达到800吨，占全球抗生素产量的3.2%20世纪90年代以来，国际市场上红霉素畅销，促进了生产，产量有了较大副增长。
1995年产量达到1500吨，1996年达到3200吨，目前为6000吨左右，成为世界抗生素市场上除头孢类和青霉素类以外的第三大抗生素药物。
我国红霉素发酵水平属低水平重复操作，与发达国家相比差距较大。
目前国外发酵单位已达8 000～12 000 g／ml，而国内大多企业红霉素发酵水平却一直在4 000～5 000g／ml 。
由于国外企业的技术封锁，国内红霉素生产的发酵水平一直比较落后。
红霉素发酵水平主要受工作菌种、培养基组成、发酵条件控制以及后期的分离提纯条件等多方面因素的影响，国内很多科技工作者从红霉素发酵相关参数和调控人手，希望提高红霉素发酵水平。
红霉素的发酵及提取工艺
红霉素的发酵工艺
2>培养基 发酵培养基最适合的碳源为蔗糖、其次为葡萄糖、 淀粉、糊精。生产上常用葡萄糖和淀粉为混合碳源，效 果与使用葡萄糖相似。 氮源的代谢对红霉素合成影响很大，当适于菌体生 长的氮源耗尽时，菌体才停止生长并迅速合成红霉素。 红霉素生产中一般都用有机氮源，其中以黄豆饼粉、玉 米浆为最佳。由于黄豆饼粉菌时泡沫较多，故一、二级 种子罐及后期补料用部分花生饼粉代替，但全用花生饼 粉则最终产品会出现带会现象。在发酵培养基中加少量 硫酸铵，可促进菌丝生长。
接种 发酵菌种接种菌龄必须掌握恰当时机，接种过早或过晚都将不 利于发酵的进行。发酵接入菌种太年轻，前期生长缓慢，产物开 始形成时间推迟，整个发酵周期延长；如果太老，菌量虽多，却 导致生产能力下降，菌体过早自溶。 菌体浓度对发酵的影响及控制 发酵接种量较大且保持在合适的浓度，则缩短细菌生长期，使 产物合成时间提前；但是如果接种量过大，超出适宜值，则生长 过快，物料黏度增加，导致溶氧不足，最终影响产物合成 碳源对发酵的影响及其控制 按菌体利用快慢而言，分为迅速利用 的碳源和缓慢利用的碳源。前者(如葡萄糖)能较迅速地参与代谢、 合成菌体和产生能量，并产生分解代谢产物，因此有利于菌体生 长，但有的分解代谢产物对产物的合成可能产生阻遏作用；后者 (如乳糖)为菌体缓慢利用，有利于延长代谢产物的合成，特别有 利于延长抗生素的生产期，也为许多微生物药物的发酵所采用。
红霉素发酵工艺控制及操作
安全防护措施及注意事项
定期检查设备，确保正常运 转
穿戴防护服和口罩，确保操 作人员安全
严格控制温度和湿度，避免 异常发酵
及时处理异常情况，防止事 故发生
应急处理方案及演练
制定应急处理方案：针对可能出现的异常情况，制定相应的应急处理措施，包括工艺控制、设备 维护、安全防护等方面。
定期进行演练：通过模拟异常情况，定期进行演练，提高操作人员的应对能力和安全意识。
接种：将种子液按 比例接入发酵培养 基中。
发酵：在适宜的温 度、pH和溶氧条 件下进行发酵培养 。
产物提取：发酵结束 后，采用适当的提取 方法将红霉素从发酵 液中分离出来。
提取分离的操作步骤
过滤：将发酵液过滤，去除杂质和 菌体。
结晶：在浓缩液中加入溶剂，使红 霉素结晶析出。
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人工成本。
加强副产物利用： 对副产物进行综 合利用，提高产 品的附加值，降
低生产成本。
环境保护及可持续发展
红霉素发酵工艺的环保要求将更加严格，以减少对环境的负面影响。
红霉素发酵工艺的可持续发展将更加注重资源利用效率和能源消耗，以实现经济、社 会和环境的协调发展。
未来红霉素发酵工艺将更加注重生物技术的研发和应用，以提高生产效率和产品质量， 同时减少对环境的污染。
红霉素发酵的工艺特点
温度控制：通过调节温度来 控制菌体生长和代谢
高密度发酵：红霉素发酵采用 高密度培养基，提高产物浓度
补料控制：通过补料来控制发 酵液中的营养物质浓度，促进
菌体生长和产物合成
溶氧控制：通过控制溶氧水平 来影响菌体代谢途径，提高红
霉素产量
红霉素发酵的工艺参数
温度：维持在30-37℃，以34℃最适宜 压力：维持在0.2-0.3Mpa 湿度：保持相对湿度为70%-80% 搅拌速度：根据发酵规模和设备条件进行适当调整，以保证良好的溶氧水平
红霉素生产工艺
红霉素生产工艺
红霉素是一种重要的广谱抗生素，具有广泛的应用领域，在医药行业中具有重要地位。
下面介绍一种常见的红霉素生产工艺。
红霉素生产的原料主要有发酵基质、齐夏姆素和种子菌。
首先，将红霉素的种子菌通过悬浮液接种到含有高糖量和氮源的发酵培养基中。
随后，在适宜的条件下进行培养和发酵。
一般采用液态发酵，可以提高生产效率和纯度。
在发酵过程中，需要控制温度、pH值、溶氧量和搅拌速度等
因素，以保证菌体的正常生长和代谢。
此外，还需添加适量的齐夏姆素作为抗生素产生启动物。
发酵培养基的配方也影响着红霉素的产量和质量。
常用的发酵基质包括葡萄糖、麦芽糊精、玉米浆等，可以提供菌体所需的碳源和能量。
随着发酵的进行，红霉素会渐渐积累在发酵液中。
当红霉素产生到一定浓度时，需要进行分离和提取。
一般采用脂质萃取法。
即将发酵液与有机溶剂相接触，通过摇床或搅拌等方式，使红霉素从水相转移到有机相中。
得到红霉素的有机相后，需要经过一系列的分离和纯化步骤。
首先，将有机溶剂蒸发，得到红霉素的粗品。
然后，通过结晶、过滤、洗涤和干燥等过程，得到纯净的红霉素颗粒。
最后经过筛分和包装，即可成为成品红霉素。
红霉素的生产工艺的优化，可以通过改变发酵条件、配方和提取过程等来提高产量和纯度。
同时，红霉素的质量控制也是非常重要的，需要进行严格的检验和分析。
红霉素生产工艺需要严格的操作和控制，以确保生产过程的安全和高效。
同时，红霉素是一种抗生素，其使用也需要遵循医学和药学的相关规范和指导。
红霉素的生产工艺
红霉素的生产工艺红霉素（Erythromycin，简称EM）是一种广谱抗生素，可广泛用于临床治疗感染性疾病。
红霉素的生产工艺主要包括菌种培养、发酵、提取纯化等步骤。
下面将详细介绍红霉素的生产工艺。
首先是菌种培养。
红霉素的生产常用菌株为Streptomyces erythreus（简称SE），通过悬浮培养进行菌株的扩大。
菌种保存通常采用冻干保存或低温保存。
其次是发酵过程。
将所选的菌株接种到培养基中，利用合适的发酵罐进行发酵。
发酵过程通常需要控制温度、酸碱度、通气等条件。
培养基的配方一般包括碳源、氮源、矿物质等成分。
碳源可以选择葡萄糖、麦芽糖等；氮源可以选择酵母浸出物、大豆蛋白等；矿物质可以选择磷酸、硫酸、钠氯化物等。
在发酵过程中，还可以添加一些辅料，如发酵活性调节剂、表面活性剂、抗泡剂等，以提高发酵效果。
发酵过程一般分为两个阶段：生长阶段和产物积累阶段。
在生长阶段，菌株快速繁殖并合成一些前体物质；在产物积累阶段，菌株进入稳定生长期，产生红霉素。
然后是红霉素的提取和纯化。
经发酵后的培养液中含有大量的菌体、杂质和一部分红霉素。
首先，通过离心等方法将菌体和培养液分离，得到菌体酱，其中含有红霉素。
接下来，采用有机溶剂提取法，如乙醇、丙酮等，将红霉素从菌体酱中提取出来。
然后，再通过一系列的分离、洗涤、结晶等工艺步骤，对红霉素进行纯化。
其中的分离步骤通常包括覆盖层法、溶剂萃取、蒸发结晶等。
最后，经过提取和纯化后得到纯度较高的红霉素。
为了达到不同的药物形式要求，还可以对红霉素进行进一步的加工。
如通过微胶囊化、包衣等工艺对红霉素进行包装，以便于制剂制备和使用。
制得的红霉素最终可以应用于药物制剂的生产，如口服片剂、胶囊、注射剂等。
总结起来，红霉素的生产工艺主要包括菌种培养、发酵、提取纯化等步骤。
通过对菌株的培养和发酵，得到发酵液，再通过提取和纯化步骤得到纯度较高的红霉素。
红霉素的生产工艺对于药物的质量和产量都具有重要影响，需要严格控制各个环节的条件和操作。
浅析红霉素发酵的工艺控制
浅析红霉素发酵的工艺控制
张睿祯
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2014(000)022
【摘要】红霉素是日常生活中最常用的抗生素之一，它作为我公司重要的原料药，为我公司做出了巨大贡献。
文章主要介绍了红霉素发酵过程中几个重要的控制参数和它们对发酵过程的作用及影响。
【总页数】1页(P2-2)
【作者】张睿祯
【作者单位】西安利君制药有限责任公司，陕西西安 710077
【正文语种】中文
【相关文献】
1.红霉素高产突变菌株发酵工艺优化
2.红霉素发酵液中污染细菌的分离与鉴定及其对红霉素发酵的影响
3.树脂吸附法从发酵液中提取红霉素的工艺研究
4.红霉素发
酵液过滤工艺设备5.红霉素发酵废水处理工艺研究
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浅析红霉素发酵的工艺控制
红霉素是日常生活中最常用的抗生素之一，它作为我公司重要的原料药，为我公司做出了巨大贡献。
文章主要介绍了红霉素发酵过程中几个重要的控制参数和它们对发酵过程的作用及影响。
标签：培养基；温度；PH；溶氧；发酵
红霉素是大环内酯类抗生素，由链霉素在无菌状态下纯种发酵所产生。
它的发酵工艺有4个特殊要求：（1）种子质量要求高；（2）发酵过程要求严格的无菌操作；（3）需要不间断的通气搅拌；（4）发酵过程的分阶段控制。
发酵罐内部的代谢变化（含菌丝形态、菌浓、糖、氮含量、PH值、溶氧浓度和产物浓度等）比较复杂，受许多因素控制。
各因素既相互影响，又相互制约。
发酵的好坏会直接影响到产物的产量和质量。
因此，要使发酵达到预期效果，就需要各方面严密配合、严格操作。
文章主要谈谈影响红霉素发酵工艺的几个参数。
1 培养基的成分与作用
培养基的原材料有碳源、氮源、无机盐和水等。
（1）碳源。
碳源是构成微生物细胞和代谢产物的物质基础，是红霉素发酵中使用的主要原料之一。
生产中使用的碳源有碳水化合物（各种糖类），脂肪，有机酸等，公司日常生产中使用的主要有葡萄糖和淀粉。
（2）氮源。
氮源是构成微生物细胞和代谢产物的营养物质，也是红霉素发酵中使用的主要原料之一。
生产中常用的氮源包括有机氮源和无机氮源两种，有机氮源有黄豆饼粉、玉米浆、蛋白胨等；无机氮源有氨水、硫酸铵等。
（3）无机盐和微量元素。
金属离子在低浓度时对微生物生理活性呈现刺激作用，在高浓度时表现出抑制作用，这要依据菌种的生理特性和发酵工艺条件来确定。
（4）水。
水是培养基的主要组成部分，它既是构成菌体细胞的主要成分，也是营养物质传递的介质。
水的质量对菌体生长繁殖和产物合成有着很重要的作用。
2 温度的影响及控制
红霉素发酵所用的菌种是中温菌，它的最适发酵温度，随菌种、培养基成分、培养条件和菌体生产阶段而改变。
温度的变化对红霉素发酵有两方面的影响：（1）影响各种酶的反应速率和蛋
白质的性质；（2）影响发酵液的物理性质。
在生长阶段选择最适生长温度，在产物分泌阶段选择最适生产温度，我公司在红霉素生产中前期培养温度控制在35℃，中后期培养温度控制在32℃，以获得较为理想的产物。
3 PH的影响及控制
PH值对发酵的影响主要有三个方面：一是影响酶的活性；二是影响基质或中间产物的解离状态，从而影响其透入细胞或参与反应的能力；三是影响产物的稳定性。
红霉素产生菌的生长最适PH是6.6～7.0，而红霉素生物合成的最适PH 为6.7～7.9，在此范围内红霉素菌丝生长良好，不自溶，发酵单位稳定。
当PH 低于6.5时，对红霉素生物合成不利；当PH高于7.2时，菌丝易自溶，且会导致红霉素A组分的比例降低，影响产品质量。
因次，发酵培养基中应含有代谢产酸和产碱的物质以及缓冲剂（如CaCO3）等成分，使PH的变化在合适的范围内，特别是CaCO3 能与酮酸等反应，起缓冲作用，用量十分重要。
4 溶氧的影响及控制
溶氧是红霉素发酵控制的重要参数之一，其大小直接影响红霉素菌体的生长和产物的质量。
因此，选择一个最适溶氧浓度，才有利于菌体生长和产物合成。
在红霉素的发酵过程中，常见有溶氧明显下降的异常变化，原因有以下几种：（1）污染了好气性杂菌；（2）菌体代谢发生异常，需氧要求增加；（3）某些设备和工艺控制发生故障或变化。
因此，从发酵液中的溶氧浓度的变化，就可以了解微生物生长代谢是否正常，工艺控制是否合理，设备供氧能力是否充足等。
氧在水中的溶解度很小，所以控制溶氧主要靠调节空气流量和搅拌速度，还可以控制补料速率、调节温度、液化培养基、中间补水、添加表面活性剂等工艺措施来控制溶氧水平。
5 补糖、补料的作用及控制
糖类不仅是菌体生长所需能量的主要来源，也是菌体细胞及代谢产物的碳源物质。
补糖的依据有：（1）糖的消耗；（2）PH的高低；（3）染菌情况；（4）搅拌的开启；（5）发酵液的粘度（粘度稠时可多补）；（6）体积的大小；（7）罐温等综合因素来考虑。
补料的作用是补充氮源物质。
一是供给菌体生长繁殖所需要的营养物质；二是作为抗生素合成的前体物质或氮素来源。
补料的依据有：（1）氨基氮的高低，如氨基氮过高，则可少补或不补；（2）体积的大小；（3）搅拌开启情况；（4）PH 值；（5）罐温等因素综合考虑。
作为前体的正丙醇有促进红霉素合成的作用，如忘加或少加，会影响红霉素的合成，如过量则会影响发酵正常进行，造成浪费。
我公司的红霉素发酵过程中，均采用补料分批培养的方法进行补糖、补料和补正丙醇。
这种方法的优点是：（1）可以降低底物抑制、产物反馈抑制和分解产物阻遏；（2）可以避免在分批发酵中因一次投料过多造成细胞大量生产所引起的
一切影响，改善发酵液流变学的性质；（3）可用作控制细胞质量的手段，以提高发芽孢子的比例；（4）可作为理论研究的手段，为自动控制和最优控制提供实验基础。
它的作用有：（1）可以控制抑制底物的浓度；（2）可以解除和减弱分解产物阻遏；（3）可以使发酵过程最优化。
6 泡沫的影响及控制
在大多数微生物发酵过程中，由于培养基中有蛋白类表面活性剂存在，在通气条件下，培养基中易形成泡沫。
泡沫的类型有两种：一是发酵液液面上的泡沫，另一种是发酵液中的泡沫，相对稳定。
泡沫会造成发酵罐的装料系数减小，氧传递系数减小等不利影响。
如泡沫过多，还会造成大量发酵液从排气管路或轴封处逃出，加大染菌机会。
所以，控制泡沫是保证正常发酵的基本条件。
控制泡沫可采取两种途径：（1）调整培养基的成分或改变发酵工艺，以减少泡沫形成的机会；（2）采用机械消沫或消沫剂消沫两大类方法来消除泡沫。
常用的消沫剂有天然油脂类和聚醚类。
7 发酵终点的判定
在红霉素发酵末期，菌体分泌能力的下降，导致产物的生产能力下降或停止，这就要进行发酵终点的判定，即合理放罐时间。
放罐时间的确定要考虑以下几个因素：（1）经济因素。
发酵产物的生产能力是实际发酵时间和发酵准备时间的综合反应，实际发酵时间，需要考虑经济因素，也就是要以最低的成本来获得最大生产能力的时间为最适发酵时间，所以要从经济学角度出发，确定一个合理时间；（2）产品质量因素。
发酵时间长短对后续工艺和产品质量有很大影响，发酵时间过短，发酵液中残留过多未代谢的营养物质，对后处理的溶媒萃取或树脂交换等工序不利；发酵时间过长，菌体自溶，释放出菌体蛋白或酶，会显著改变发酵液的性质，增加过滤难度；（3）特殊因素。
确定放罐的指标有：产物的产量，过滤速度，氨基氮的含量，菌丝形态，PH值，发酵液的外观，粘度，染菌的程度等。
以上的七个方面，在红霉素的发酵过程中都有着很重要的作用，只有将这些因素严格控制好，发酵生产才能顺利进行，保证高质高产，才能为企业带来良好的经济效益。
参考文献
[1]熊宗贵.发酵工艺原理[M].北京：中国医药科技出版社，1995：126-146.。