现代抗生素工业生产过程如下：
菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包装
一、菌种
从来源于自然界土壤等，获得能产生抗生素的微生物，经过分离、选育和纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后，以超低温，即在液氮冰箱(-190℃~-196℃)内保存。所谓冷冻干燥是用脱脂牛奶或葡萄糖液等和孢子混在一起，经真空冷冻、升华干燥后，在真空下保存。如条件不足时，则沿用砂土管在0℃冰箱内保存的老方法，但如需长期保存时不宜用此法。一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化，故必须经常进行菌种选育和纯化以提高其生产能力。
二、孢子制备
生产用的菌株须经纯化和生产能力的检验，若符合规定，才能用来制备种子。制备孢子时，将保藏的处于休眠状态的孢子，通过严格的无菌手续，将其接种到经灭菌过的固体斜面培养基上，在一定温度下培养5-7日或7日以上，这样培养出来的孢子数量还是有限的。为获得更多数量的孢子以供生产需要，必要时可进一步用扁瓶在固体培养基(如小米、大米、玉米粒或麸皮)上扩大培养。
三、种子制备
其目的是使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中，种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养。或直接将孢子接入种子罐后逐级放大培养。种子扩大培养级数的多少，决定于菌种的性质、生产规模的大小和生产工艺的特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养是在锥形瓶内装入一定数量的液体培养基，灭菌后以无菌操作接入孢子，放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时，在接种前有关设备和培养基都必须经过灭菌。接种材料为孢子悬浮液或来自摇瓶的菌丝，以微孔差压法或打开接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定。如用菌丝，接种量一般相当于0.1%—2%(接种量的%，系对种子罐内的培养基而言，下同) 。从一级种子罐接入
二级种子罐接种量一般为5%—20%，培养温度一般在25—30℃。如菌种系细菌，则在32—37℃培养。在罐内培养过程中，需要搅拌和通入无菌空气。控制
罐温、罐压，并定时取样作无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位和进行生化分析等，并观察无杂菌情况。种子质量如合格方可移种到发酵罐中。
四、培养基的配制
在抗生素发酵生产中，由于各菌种的生理生化特性不一样，采用的工艺不同，所需的培养基组成亦各异。即使同一菌种，在种子培养阶段和不同发酵时期，其营养要求也不完全一样。因此需根据其不同要求来选用培养基的成分与配比。其主要成分包括碳源、氮源、无机盐类(包括微量元素)和前体等。
(1)碳源主要用以供给菌种生命活动所需的能量，构成菌体细胞及代谢产物。有的碳源还参与抗生素的生物合成，是培养基中主要组成之一，常用碳源包括淀粉、葡萄糖和油脂类。对有的品种，为节约成本也可用玉米粉作碳源以代淀粉。使用葡萄糖时，在必要时采用流加工艺，以有利于提高产量。油脂类往往还兼用作消沫剂。个别的抗生素发酵中也有用麦芽糖、乳糖或有机酸等作碳源的。
(2)氮源主要用以构成菌体细胞物质(包括氨基酸、蛋白质、核酸)和含氮代谢物，亦包括用以生物合成含氮抗生素。氮源可分成两类：有机氮源和无机氮源。有机氮源中包括黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉(它如果经精制以去除其中的棉酚后称phamamedia)。玉米浆、蛋白胨、尿素、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉和菌丝体等。无机氮源中包括氨水(氨水既作为氮源，也用以调节pH)，硫酸铵、硝
酸盐和磷酸氢二氨等。在含有机氮源的培养基中菌丝生长速度较快，菌丝量也较多。
(3)无机盐和微量元素抗生素产生菌和其他微生物一样，在生长、繁殖和产生生物产品的过程中，需要某些无机盐类和微量元素。如硫、磷、镁、铁、钾、钠、锌、铜、钴、锰等，其浓度与菌种的生理活性有一定影响。因此，应选择合适的配比和浓度。此外，在发酵过程中可加入碳酸钙作为缓冲剂以调节pH。
(4) 前体在抗生素生物合成中，菌体利用它以构成抗生素分子中的一部分而其本身又没有显著改变的物质，称为前体(precursor)。前体除直接参与抗生素生物合成外，在一定条件下还控制菌体合成抗生素的方向并增加抗生素的产量。如苯乙酸成苯乙酰胺可用作为青霉素发酵的前体。丙醇或丙酸可作为红毒素发酵的前体。前体的加入量应当适度。如过量则往往前体有毒性，并增加了生产成本。如不足，则发酵单位降低。
此外，有时还需要加入某种促进剂或抑制剂，如在四环素发酵中加入
M-促进剂和抑制剂溴化钠，以抑制金霉索的生物合成并增加四环素的产量。
(5)培养基的质量培养基的质量应予严格控制，以保证发酵水平，可以通过化学分析，并在必要时作摇瓶试验以控制其质量。培养基的储存条件对培养基质量的影响应予注意。此外，如果在培养基灭菌过程中温度过高、受热时间过长亦能引起培养基成分的降解或变质。培养基在配制时的调节其pH亦要严格按规程执行。
五、发酵（见手机电子书）
发酵过程的目的是使微生物大量分泌抗生素。在发酵开始前，有关设备和培养基也必须先经过灭菌后再接入种子。接种量一般为10%或10%以上，发酵期视抗生素品种和发酵工艺而定，在整个发酵过程中，需不断通无菌空气和搅拌，以维持一定罐压或溶氧，在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。此外，还要加入消沫剂以控制泡沫，必要时还加入酸、碱以调节发酵液的PH。对有的品种在发酵过程中还需加入葡萄糖、铵盐或前体，以促进抗生素的产生。对其中一些主要发酵参数可以用电子计算机进行反馈控制。在发酵期间每隔一定时间应取样进行生化分析、镜检和无菌试验。分析或控制的参数有菌丝形态和浓度、残糖量、氨基氮、抗生素含量、溶解氧、pH、通气量、搅拌转速和液面控制等。其中有些项目可以通过在线控制。(在线即on line，指不需取样而直接在罐内测定，然后予以控制)。
六、发酵液的过滤和预处理
发酵液的过滤和预处理其目的不仅在于分离菌丝，还需将一些杂质除去。尽管对多数抗生素品种在生产过程中，当发酵结束时，抗生素存在于发酵液中，但也有个别品种当发酵结束时抗生素大量残存在菌丝之中，在此情况下，发酵液的预处理应当包括使抗生素从菌丝中析出，使其转入发酵液。
(1)发酵液的预处理发酵液中的杂质如高价无机离子(Ca+2、Mg+2、Fe+3)和蛋白质在离子交换的过程中对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。如用溶媒萃取法提炼时，蛋白质的存在会产出乳化，用溶媒和水相分层困难。对高价离子的去除，可采用草酸或磷酸。如加草酸则它与钙离子生成的草酸钙还能促
使蛋白质凝固以提高发酵滤液的质量。如加磷酸(或磷酸盐)，则既能降低钙离子浓度，也易于去处镁离子。
Na5P3O10+Mg2+=MgNa3P3O10+Na+
如加黄血盐及硫酸锌，则前者有利于去除铁离子，后者有利于凝固蛋白质。此外，这二者还有协同作用。它们所产生的复盐对蛋白质有吸附作用。
2K4Fe(CN)6+3ZnSO4→K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+3K2SO4
某些对热稳定的抗生素发酵液还可用加热法。使蛋白质变性而降低其溶解度。蛋白质从有规律的排列变成不规则结构的过程称为变性。加热还能使发酵液粘度降低、加快滤速。例如在链霉素生产中就可用加入草酸或磷酸将发酵液调至pH 3.0左右，加热至70℃，维持约半小时，用此方法来去除蛋白质，这样滤速可增大10—100倍。滤液粘度可降低至1/6。如抗生素对热不稳定，则不应采用此法。
为了更有效地去除发酵液中的蛋白质，还可以加入絮凝剂。它是一种能溶于水的高分子化合物。含有很多离子化基团，如一NH2 —COOH，—OH等。如上所述，胶体粒子的稳定性和它所带电荷有关。由于同性电荷间的静电斥力而使胶体粒子不发生凝聚。絮凝剂分子中电荷密度很高，它的加入使胶体溶液电荷性质改变从而使溶液中蛋白质絮凝。对絮凝剂的化学结构一般有下列几种要求：1)其分子中必须有相当多的活性基团，能和悬浮颗粒表面相结合。2)必须具有长链线性结构，但其相对分子质量(分子量)不能超过一定限度，以使其有较好的溶解度。
在发酵滤液中多数胶体粒子带负电荷，因而用阳离子絮凝剂功效较高。例如可用含有季胺基团的聚苯乙烯衍生物，分子量在26000—55000范围内。加入絮凝剂后析出的杂质再经过滤除去，以利于以后的提取。
(2)发酵液的过滤发酵液为非牛顿型液体、很难过滤。过滤的难易与发酵培养基和工艺条件，以及是否染菌等因素有关。过滤如用板框压滤则劳动强度大，影响卫生，菌丝流入下水道时还影响污水处理。故以选用鼓式真空过滤机为宜，并在必要时在转鼓表层涂以助滤剂硅藻土。当转数旋转时，以刮刀将助滤剂连同菌体薄薄刮去一层，以使过滤面不断更新。
七、抗生素的提取
提取时目的是在于从发酵液中制取高纯度的符合药典规定的抗生素成品。在发酵滤液中抗生素浓度很低，而杂质的浓度相对地较高。杂质中有无机盐、残糖、
脂肪、各种蛋白质及其降解物、色素、热原质、或有毒性物质等。此外，还可能有一些杂质其性质和抗生素很相似，这就增加了提取和精制的困难。
由于多数抗生素不很稳定，且发酵液易被污染，故整个提取过程要求：1)时间短；2)温度低；3)pH宜选择对抗生素较稳定的范围；4)勤清洗消毒(包括厂房、设备、管路并注意消灭死角)。
常用的抗生素提取方法包括有溶媒萃取法、离子交换法和沉淀法等。今分述如下：
(1)溶媒萃取法这是利用抗生素在不同pH条件下以不同的化学状态(游离酸、碱或成盐)存在时，在水及与水互不相溶的溶媒中其溶解度不同的特性，使抗生素从一种液相(如发酵滤液)转移到另一种液相(如有机溶媒)中去，以达到浓缩和提纯的目的。利用此原理就可藉助于调节pH的办法使抗生素从一个液相中被提取到另一液相中去。所选用的溶媒与水应是互不相溶或仅很小部分互溶，同时所选溶媒在一定的pH下对于抗生素应有较大的溶解度和选择性，方能用较少量的溶媒使提取完全，并在一定程度上分离掉杂质。
目前一些重要的抗生素，如青霉素、红霉素和林可霉素等均采用此法进行提取。
(2)离子交换法这是利用某些抗生素能解离为阳离子或阴离子的特性，使其与离子交换树脂进行交换，将抗生素吸附在树脂上，然后再以适当的条件将抗生素从树脂上洗脱下来，以达到浓缩和提纯的目的。应选用对抗生素有特殊选择性的树脂，使抗生素的纯度超过离子交换有较大的提高。由于此法具有成本低、设备简单、操作方便，已成为提取抗生素的重要方法之一。如链霉菌素、庆大霉素、卡那霉素、多粘菌素等均可采用离子交换法。
此法也有其缺点，如生产周期长，对某些产品质量不够理想。此外，在生产过程中PH变化较大，放不适用于在PH大幅度变化时，稳定性较差的抗生素等。
3．吸附法利用各种吸附剂（如活性炭、大孔树脂等）吸附培养中的活性物质，而后用适宜的有机溶剂（如甲醇、丙酮）或它们的水溶液从吸附剂上洗脱活性物质。必要时可加入稀酸或稀氨水帮助洗脱。
4．直接沉淀法有些活性物质（如四环素）可从培养液中借助pH的调节而沉淀下来；有的也可借加入与水相溶的有机溶剂（如丙酮）而沉淀；还有的可借加入某种离子与活性物质形成复合物而沉淀，例如四环类抗生素与尿素形成的复合物沉淀。该法是提取抗生素的方法中最简单的一种。
5.其他提取方法由于近年来许多抗生素发酵单位已大幅度提高，提取方法亦相应适当简化。如直接沉淀法就是提取抗生素的方法中最简单的一种。例如四环类抗生素的提取即可用此法。发酵液在用草酸酸化后，加黄血盐、硫酸锌，过滤后得滤液，然后以脱色树脂脱色后，直接将其PH调至等电点后使其游离碱折出。必要时将此碱转化成盐酸盐。
八、抗生素的精制
这是抗生素生产最后工序。对产品进行精制、烘干和包装的阶段要符合“药品生产管理规范。(即GMP)的规定。例如其中规定产品质量检验应合格、技术文件应齐全、生产和检验人员应具有一定素质；设备材质不应能与药品起反应、并易清洗，空调应按规定的级别要求，各项原始记录、批报和留样应妥为保存，对注射品应严格按无菌操作的要求等。
下面对抗生素精制中可选用的步骤分述如下：
A 脱色和去热原质
脱色和去热原质是精制注射用抗生素中不可缺少的一步。它关系到成品的色级及热原试验等质量指标。色素往往是在发酵过程中所产生的代谢产物，它与菌种和发酵条件有关。热原质是在生产过程中由于被污染后由杂菌所产生的一种内毒素。各种杂菌所产生的热原反应有所不同。革兰氏阴性菌产生的热原反应一般比革兰氏阳性菌的为强。热原注入体内引起恶寒高热，严重的引起休克。它是多糖磷类脂质和蛋白质的结合体，为大分子有机物质，能溶于水。在280℃加热4h 它能被破坏90%； 180—200℃加热半小时或150℃加热2h能被彻底破坏。它亦能被强酸、强碱、氧化剂(如高锰酸酸钾)等破坏。它能通过一般滤器，但能被活性炭、石棉滤材等所吸附。生产中常用活性炭脱色去除热原，但须注意脱色时pH，温度、炭用量及脱色时间等因素，还应考虑它对抗生素的吸附问题，否则能影此外，也可用脱色树脂去除色素(如酚醛树指，即122树脂)。对某些产品可用
超微过滤办法去除热源，此外还应加强在生产过程中的环境卫生以防止热原。响收率。
B 结品和重结晶抗生素精制常用此法来制得高纯度成品。常用的几种结晶方法如下：
(1)改变温度结晶利用抗生素在溶剂中的溶解度随温度变化而显著变化的这一特性来进行结晶。例如制霉菌素的浓缩液在5℃条件下保持4—6h后即结晶完全。分离掉母液、洗涤、干燥、磨粉后即得到制霉菌素成品。
(2)利用等电点结晶当将某一抗生素溶液的pH调到等电点时,它在水溶液中溶解度最小，则沉淀析出。如6—氨基青霉烷酸(6—APA)水溶液当PH调至等电点(4.3)时，6-APA即从水溶液中沉淀析出。
(3)加成盐剂结晶在抗生素溶液中加成盐剂(酸、碱或盐类)使抗生素以盐的形式从溶液中沉淀结品。例如在青霉素G或头孢菌素C的浓缩浓中加入醋酸钾、即生成钾盐析出。
(4)加入不同溶剂结晶利用抗生素在不同溶剂中溶解度大小的不同，在抗生素某一溶剂的溶液中加入另一溶剂使抗生素析出。如巴龙霉素具有易溶于水而不溶于乙醇的性质。在其浓缩液中加入10—12倍体积的95%乙醇，并调PH至7.2—7.3使其结晶析出。
重结晶是进一步精制以获高纯度抗生素的有效方法．
C 其他精制方法
其他精制方法包括：
(1)共沸蒸馏法如青霉素可用丁醇或醋酸丁酯以共沸蒸馏进行精制。
(2)柱层析法如丝裂霉素A、B、C三种组分可以通过氧化铝层析来分离。
(3)盐析法如在头孢噻吩水溶液中加入氯化钠使其饱和，其粗晶即被析出后进一步精制。
(4)中间盐转移法如四环素碱与尿素能形成复盐沉淀后再将其分解，使四环素碱析出。用此独以除去4-差向四环素等异物，以提高四环素质量和纯度，又如红霉素能与草酸或乳酸盐或复盐沉淀等。
(5)分子筛如青霉素粗品中常含聚合物等高分子杂质，可用葡聚糖凝胶G—25(粒度20—80μm)将杂质分离掉。此法仅用于小试验。
现代抗生素工业生产过程如下： 菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包装 一、菌种 从来源于自然界土壤等，获得能产生抗生素的微生物，经过分离、选育和纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后，以超低温，即在液氮冰箱(-190℃~-196℃)内保存。所谓冷冻干燥是用脱脂牛奶或葡萄糖液等和孢子混在一起，经真空冷冻、升华干燥后，在真空下保存。如条件不足时，则沿用砂土管在0℃冰箱内保存的老方法，但如需长期保存时不宜用此法。一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化，故必须经常进行菌种选育和纯化以提高其生产能力。 二、孢子制备 生产用的菌株须经纯化和生产能力的检验，若符合规定，才能用来制备种子。制备孢子时，将保藏的处于休眠状态的孢子，通过严格的无菌手续，将其接种到经灭菌过的固体斜面培养基上，在一定温度下培养5-7日或7日以上，这样培养出来的孢子数量还是有限的。为获得更多数量的孢子以供生产需要，必要时可进一步用扁瓶在固体培养基(如小米、大米、玉米粒或麸皮)上扩大培养。 三、种子制备 其目的是使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中，种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养。或直接将孢子接入种子罐后逐级放大培养。种子扩大培养级数的多少，决定于菌种的性质、生产规模的大小和生产工艺的特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养是在锥形瓶内装入一定数量的液体培养基，灭菌后以无菌操作接入孢子，放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时，在接种前有关设备和培养基都必须经过灭菌。接种材料为孢子悬浮液或来自摇瓶的菌丝，以微孔差压法或打开接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定。如用菌丝，接种量一般相当于0.1%—2%(接种量的%，系对种子罐内的培养基而言，下同) 。从一级种子罐接入 二级种子罐接种量一般为5%—20%，培养温度一般在25—30℃。如菌种系细菌，则在32—37℃培养。在罐内培养过程中，需要搅拌和通入无菌空气。控制
现代抗生素工业生产过程如下： 菌种→抱子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包 装 一、菌种 从来源于自然界土壤等，获得能产生抗生素的微生物，经过分离、选育和纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后，以超低温，即在液氮冰箱（-190 C ~-196 C ）内保存。所谓冷冻干燥是用脱脂牛奶或葡萄糖液等和抱子混在一起，经真空冷冻、升华干燥后，在真空下保存。如条件不足时，则沿用砂土管在0C冰箱内保存的老方法，但如需长期保存时不宜用此法。一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化，故必须经常进行菌种选育和纯化以提高其生产能力。 二、抱子制备 生产用的菌株须经纯化和生产能力的检验，若符合规定，才能用来制备种子。制备抱子时，将保藏的处于休眠状态的抱子，通过严格的无菌手续，将其接种到经灭菌过的固体斜面培养基上，在一定温度下培养5-7日或7日以上，这样培养出来的抱子数量还是有限的。为获得更多数量的抱子以供生产需要，必要时可进一步用扁瓶在固体培养基（如小米、大米、玉米粒或麸皮）上扩大培养。 三、种子制备 其目的是使抱子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中，种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养。或直接将抱子接入种子罐后逐级放大培养。种子扩大培养级数的多少，决定于菌种的性质、生产规模的大小和生产工艺的特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养是在锥形瓶内装入一定数量的液体培养基，灭菌后以无菌操作接入抱子，放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时，在接种前有关设备和培养基都必须经过灭菌。接种材料为抱子悬浮液或来自摇瓶的菌丝，以微孔差压法或打开接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定。如用菌丝，接种量一般相当于0.1%—2%接种量的%系对种子罐内的培养基而言，下同）。从一级种子罐接入 二级种子罐接种量一般为5%-20%培养温度一般在25—30C。如菌种系细菌，则在32—37C培养。在罐内培养过程中，需要搅拌和通入无菌空气。控制罐温、罐压，并定时取样作无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位和进行生化分
放线菌抗生素的发酵及目的产物的提取 一、实验目的 1、熟悉掌握土壤中分离抗生素及培养方法 2、了解和掌握种子制备和摇瓶发酵技术和方法 3、了解抗生素发酵的一般规律和代谢调控理论 4、了解小型发酵罐的基本结构 5、熟悉掌握小型发酵罐的使用方法和保养 6.掌握抗生素生物效价测定的原理和方法； 7. 掌握管碟法测定抗生素生物效价相关的操作方法。 8.掌握放线菌次级代谢物的初步纯化及牛津杯实验的基 本原理和操作技术 二、实验原理 ①发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室使用的小型发酵罐，其容积可从约lL至数百升或稍大些。一般来说，5L以下是用耐压玻璃制作罐体，5L以上用不锈钢板或钢板制作罐体。发酵罐配备有控制器和各种电极，可以自动地调控试验所需要的培养条件，是微生物学、遗传工程、医药工业等科学研究所必需的设备。 ②抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线
菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。现临床常用的抗生素有转基因工程菌培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。 ③放线菌发酵结束后，次级代谢物可能与菌体结合，工业上常采用草酸或磷酸等酸化剂处理，释放与菌体结合的次级代谢物，并采用加热发酵液70 ℃，2 min使蛋白凝固，所得酸性滤液，在经碱处理，进一步去除蛋白。 抗生素的效价常采用微生物学方法测定，它是利用抗生素对特定的微生物具有抗菌活性的原理来测定抗生素效价的方法，如管碟法。管碟法是目前抗生素效价测定的国际通用方法，我国药典也采用此法。管碟法是根据抗生素在琼脂平板培养基中的扩散渗透作用，比较标准品和检品两者对试验菌的抑菌圈大小来测定供试品的效价。管碟法的基本原理是在含有高度敏感性试验菌的琼脂平板上放置小钢管（内径6.0±0.l mm，外径8.0±0.l mm，高10±0. lmm），管内放人标准品和检品的溶液，经16~18小时恒温培养，当抗生素在菌层培养基中扩散时，会形成抗生素浓度由高到低的自然梯度，即扩散中心浓度高而边缘浓度低。因此，当抗生素浓度达到或高于MIC（最低抑制浓度）时，试验菌就被抑制而不能繁殖，从而呈现透明的无菌生长的区域，常呈圆形，称为抑菌圈。根据扩散定律的推导，抗生素总量的对数值与抑菌圈直径的平方成线性关系，比较抗生素标准品与检品的抑菌圈大小，可计算出抗生素的效价。
抗生素发酵生产知识 1、微生物发酵的概念及发展史。 答：1857年巴斯德提出著名发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”。 1929年Flemming爵士发现了青霉素，增加一大类新产品－抗生素。 20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢产物-抗生素为主要特征的抗生素工业成为微生物发酵工业技术的支柱产业。 20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员，实现了对微生物的代谢进行人工调节，这又使微生物技术进了一步。 20世纪60年代，微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。 20世纪70年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白，进行污水处理，能源开发等。 80年代以来，随着重组DNA技术的发展，可以按人类社会的需要，定向培养出有用的菌株，这为微生物发酵技术引入了遗传工程的技术，使微生物技术进入了一个新的阶段。 目前，人们把利用微生物在有氧或无氧状态下通过生命活动来制备微生物菌体或其它代谢产物的过程统称为发酵。 2、发酵产品的生产特点是什么？ 答：发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下： （1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。 （2），发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。 （3）发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。 （4）由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。 （5）发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。 （6）微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。 （7）工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。 基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。 3、从微生物分类学的角度，把菌种分为几大类？ 答：分为：细菌类，如短杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌等；酵母菌类，如啤酒酵母、酒精酵母等；霉菌如黄曲霉、红曲霉、青霉菌和赤霉菌等；放线菌如链霉素、庆大霉素等。 4、作为工业微生物发酵使用的菌种，通常有什么特点？ 答：(1)具有稳定的遗传学特性。(2)微生物生长和产物的合成对于基质没有严格的要求。 (3)生长条件易于满足。(4)具有较高的各种酶活力，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。（5）对于包含体，要求在细胞破碎是不易破碎，而在目的产物的分离提出时，则易破碎。（6）无杂菌污染。
现代抗生素工业生产过程如下: 菌种T孢子制备T种子制备T发酵T发酵液预处理T提取及精制T成品包装 一、菌种 从来源于自然界土壤等，获得能产生抗生素的微生物，经过分离、选育和纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后，以超低温，即在液氮冰箱（-190 C ?-196 C）内保存。所谓冷冻干燥是用脱脂牛奶或葡萄糖液等和孢子混在一起，经真空冷冻、升华干燥后，在真空下保存。如条件不足时，则沿用砂土管在0°C冰箱内 保存的老方法，但如需长期保存时不宜用此法。一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化，故必须经常进行菌种选育和纯化以提高其生产能力。 二、孢子制备 生产用的菌株须经纯化和生产能力的检验，若符合规定，才能用来制备种子。制备孢子时，将保藏的处于休眠状态的孢子，通过严格的无菌手续，将其接种到经灭菌过的固体斜面培养基上，在一定温度下培养5-7日或7日以上，这样培养出来 的孢子数量还是有限的。为获得更多数量的孢子以供生产需要，必要时可进一步用扁瓶在固体培养基（如小米、大米、玉米粒或麸皮）上扩大培养。 三、种子制备 其目的是使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中，种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养。或直接将孢子接入种子罐后逐级放大培养。种子扩大培养级数的多少，决定于菌种的性质、生产规模的大小和生产工艺的特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养是在锥形瓶内装入一定数量的液体培养基，火菌后以无菌操作接入孢子，放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时，在接种前有关设备和培养基都必须经过灭菌。接种材料为孢子悬浮液或来自摇瓶的菌丝，以微孔差压法或打幵接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定。
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。 8、发酵产物整个分离提取路线可分为：预处理、固液分离、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程。 9、发酵过程主要分析项目如下：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。 三、填空题 1．一类单细胞有分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：C A．细菌B．霉菌
现代抗生素工业生产过程如下： 菌种T抱子制备T种子制备T发酵T发酵液预处理T提取及精制T成品包 装 一、菌种 从来源于自然界土壤等，获得能产生抗生素得微生物，经过分离、选育与纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后，以超低温，即在液氮冰箱（- 1 90C?-19 6C ）内保存。所谓冷冻干燥就是用脱脂牛奶或葡萄糖液等与抱子混在一起,经真空冷冻、升华干燥后，在真空下保存。如条件不足时，则沿用砂土管在 0C冰箱内保存得老方法，但如需长期保存时不宜用此法、一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化,故必须经常进行菌种选育与纯化以提高其生产能力。 二、抱子制备 生产用得菌株须经纯化与生产能力得检验，若符合规定，才能用来制备种子。制备抱子时，将保藏得处于休眠状态得抱子，通过严格得无菌手续，将其接种到经灭菌过得固体斜面培养基上，在一定温度下培养5-7日或7日以上,这样培养出来得抱子数量还就是有限得。为获得更多数量得抱子以供生产需要，必要时可进一步用扁瓶在固体培养基（如小米、大米、玉米粒或麸皮）上扩大培养。 三、种子制备 其目得就是使抱子发芽、繁殖以获得足够数量得菌丝，并接种到发酵 罐中,种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养、或直接将抱子接入种子罐后逐级放大培养、种子扩大培养级数得多少，决定于菌种得性质、生产规模得大小与生产工艺得特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养就是在锥形瓶内装入一定数量得液体培养基，灭菌后以无菌操作接入抱子，放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时，在接种前有关设备与培养基都必须经过灭菌。接种材料为抱子悬浮液或来自摇瓶得菌丝，以微孔差压法或打开接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定、如用菌丝,接种量一般相当于0、1% —2% （接种量得%, 系对种子罐内得培养基而言，下同）。从一级种子罐接入 二级种子罐接种量一般为5% -20%,培养温度一般在25- 3 0C。如菌种系细菌,则在32 —37C培养。在罐内培养过程中,需要搅拌与通入无菌空气。控制罐温、罐压,并定时取样作无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位与进行生化分析等，并观察无杂菌情况。种子质量如合格方可移种到发酵罐中。
《抗生素发酵工艺学》知识要点 （1）发酵工业的生产水平取决于三个要素，即生产菌种、生产工艺、生产设备。 （2）目前无菌检测的方法主要四种，即镜检法、肉汤培养法、平板划线培养和发酵过程异常现象观察法。 （3）发酵醪中菌体分离一般采用离心分离和过滤分离两种方法。（4）在微生物培养过程中，引起培养基pH值改变的原因主要有营养成份的消耗和代谢物的累积等。 （5）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。 （6）发酵工业中常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌。 （7）常用工业微生物可分为细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。（8）常用菌种保藏方法有斜面保藏法、沙土管保藏法、液体石蜡保藏法和真空冷冻保藏法等 （9）发酵高产菌种选育方法包括自然选育、杂交育种、诱变育种、基因工程育种、原生质体融合 （10）发酵产物整个分离提取路线可分为预处理、固液分离、初步纯化、精细纯化和成品加工等五个主要过程。 （11）工业微生物菌种可以来自自然分离，也可以来自从微生物菌种保藏机构单位获取。 （12）环境无菌的检测方法有显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常观察法等。 （13）发酵罐发酵过程中的物理检测参数有温度、转速、压力、搅拌转速和空气流量）。 （14）前体：是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提高的化合物。
（15）发酵生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。 （16）生理性酸性物质：经微生物代谢等作用后能形成酸性物质使培养基pH值下降的营养物质。 （17）限制性基质：微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系，当底物浓度很小，微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质。 （18）发酵热：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？ 在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水 分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就 叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热 小，温度上升。 （19）染菌率：总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在 内。 （20）连消：连消也叫连续灭菌，就是将将配制好的并经预热（60～75℃）的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔，使其在短时间内达到灭菌温度 （126～132℃），然后进入维持罐（或维持管），使在灭菌温度下维持5～7分钟 后再进入冷却管，使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌（空罐灭菌）的 发酵罐内的培养基灭菌方法。其过程均包括加热、维持和冷却等灭菌操作过程。（21）DE值（葡萄糖值）：表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（所有测定的还原糖都当作葡萄糖来计算）占干物质的百分率。 （22）补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以 发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中采用这种 方法很多。 （23）次级代谢产物：从初级代谢途径中形成分枝代谢途径，并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物，这个过程称次级代谢。
抗生素的发酵生产工艺 镇 专业生物科学专业 年级2012级
1抗生素定义（别名：抗细菌剂） 抗细菌药（英语：antibacterial）也称为“抗细菌剂”，是一类用于抑制细菌生长或杀死细菌的药物。在不引起歧义的情况下，抗细菌药也可简称为“抗菌药”。抗细菌剂与抗生素并不是相同的概念，抗生素实际上仅为抗细菌剂下的一类。抗细菌药除了包括青霉素类、四环素类等抗生素，还包括抗真菌药以及磺胺类、喹诺酮类等药物。 2基本简介 抗生素主要是由细菌、霉菌或其他微生物产生的次级代产物或人工合成的类似物。20世纪90年代以后，科学家们将抗生素的围扩大，统称为生物药物素。主要用于治疗各种细菌感染或致病微生物感染类疾病，一般情况下对其宿主不会产生严重的副作用。2011年10月18日，中国卫生部表示，在中国，患者抗生素的使用率达到70%，是欧美国家的两倍，但真正需要使用的不到20%。预防性使用抗生素是典型的滥用抗生素。 3抗生素的分类 糖的衍生物：主要由氨基己糖的衍生物组成。 多肽类抗生素：主要或全部由氨基酸组成，有多肽或蛋白质的某些特性。 多烯类抗生素：分子结构中有多个双键。 大环酯抗生素：由一个或多个单糖组成并与碳链一起形成一个巨大的芳香酯化合物。 四环类抗生素：都具有四个缩合苯环。
嘌呤类抗生素：都含有嘌呤环。 4抗生素的作用机理 ①阻碍细菌细胞壁的合成，导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡。哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。喹诺酮类抗生素三大不良反 喹诺酮类抗生素三大不良反 ②与细菌细胞膜相互作用，增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，让细菌部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。 ③与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。 ④阻碍细菌DNA的复制和转录，阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。 5抗生素的发酵生产工艺 （1）制备过程 菌种——孢子制备——种子制备——发酵——发酵液预处理——提取及精制——成品包装 （2）具体介绍 ①菌种 来源于自然界，获得能产生抗生素的微生物，经分离、选育和纯化后即称为菌种。 菌种的保藏：冷冻干燥、超低温冷冻、砂土管、液体石蜡、斜面低温保藏。
抗生素发酵生产自动化控制（DCS）工程可行性研究报告
一、概述 1．项目概况 1．1 项目名称：抗生素发酵生产自动化控制（DCS）工程 1．2 项目承担单位：岳阳中湘XX药业集团有限公司 1．3 项目负责人：xx 1．4 项目起止时间：2001年元月—2002年6月 1．5 项目主管部门：湖南省信息产业厅 1．6 项目简要内容及实施目标：利用计算机集散控制技术实现公司主要抗生素生产车间（包括六、九、十车间共计1495T红霉素发酵体积）的发酵自动化控制。 2．企业概况 2．1 企业简介 2．1．1 企业名称：岳阳中湘XX药业集团有限公司 2．1．2 法定代表人：xx 2．1．3 所有制性质：国有独资 2．1．4 隶属关系：中国医药集团总公司下属中国医药工业公司的全 资子公司 2．1．5 企业地址：湖南省岳阳市xx山一号 2．1．6 电话：0730—8XX0411 2．1．7 邮政编码：414000 2．2 人员情况 2．2．1 职工总数：2053人 2．2．2 工程技术人员：605人 其中高级职称：11人 中级职称：175 人 初级职称：419 人 2．2．3 计算机、自控及相关专业人数：28人 2．3 企业资产信用状况 2．3．1 资产总额：42386 万元 2．3．2 固定资产原值：29248 万元 2．3．3 固定资产净值：22368 万元 2．3．4 流动资产：17405 万元 2．3．5 负债总额：31726 万元 2．3．6 流动负债：12584 万元 2．3．7 所有者权益总额：10659 万元
2．3．8 收入总额：25628 万元 2．3．9 主要营业收入：25628 万元 2．3．10 税后利润总额：1605 万元 2．3．11 银行借款总额：19628 万元 2．3．12 银行信用等级：A级 2．3．13 税务局情况记录：纳税先进单位 2．4 企业生产经营情况 岳阳中湘XX药业集团是以生产抗生素原料药为主，同时生产制剂、中成药的大型医药企业，现有六条抗生素原料生产线（其发酵规模名列全国同行业厂家第四位）、三条合成药生产线、一个制剂分厂、一个药物研究所，下辖五个子公司和一个合资公司。1999年完成工业总产值43557 万元，销售收入22794 万元，上交利税1463 万元，实现利润1129 万元；2000年完成工业总产值49821 万元，销售收入24848 万元，上交利税1554 万元，实现利润1325万元。公司有自营进出口权，产品畅销全国各地，远销东南亚、意大利、西班牙、东欧等国家，国家级新药阿瑞被列为国家高新技术产业化规划。 二、项目开发的必要性 1．项目提出的背景 中湘XX的前身为岳阳市制药一厂，多年来一直主要生产红霉素、螺旋霉素等抗生素原料系列产品。由于产品结构单一、融资渠道不畅、设备装备水平较低、营销网络不够健全、信息收集手段落后等多方面因素的影响，中湘XX的整体竞争能力比较差，特别是在90年代末期表现得尤为突出。1996至1998年，企业连续三年亏损，生产经营举步维艰。1999年，公司决策层实施战略结构调整，提出原料药、制剂药和中成药三分天下、齐头并进的发展思路，并通过实施兼并重组、技术创新、设备改造、健全营销网络等诸多强有力措施，一举扭转了生产经营的被动局面，当年实现了扭亏为盈的目标。但日趋激烈的市场竞争态势迫使我们必须更加冷静地面对现实，中国加入世界贸易组织既给我们带来了发展的机遇，又使我们面临着更大的挑战。2000年，国内市场上随着系列红霉素衍生物的不断开发问世，红霉素原料药的市场需求量相应地得到了增长，但红霉素原料药的生产厂家也在不断地增多，红霉素原料市场总的趋势是供大于求，一场没有硝烟的价格大战已经打响；国际市场方面则表现为欧洲发达国家有大量进口中国红霉素原料药的迹象，但进口的门槛较高，对产品的质量提出了更高的要求。作为红霉素老牌生产厂家，
抗生素发酵生产自动化控制(DCS)工程可行性研究报告 抗生素发酵生产自动化控制(DCS)工程 可行性研究报告 、概述
1 ．项目概况 1.1项目名称：抗生素发酵生产自动化控制（DCS ）工程 1．2 项目承担单位：岳阳中湘 XX 药业集团有限公司 1 . 3 项目负责人： xx 1. 4 项目起止时间： 2001年元月 —2002年6月 1 . 5 项目主管部门：湖南省信息产业厅 1 . 6 项目简要内容及实施目标：利用计算机集散控制技术实现公司 主要抗生素生产车间（包括六、九、十车间共计1495T 红霉素发酵体积） 的发酵自动化控制。 2 .企业概况 2. 1 企业简介 2. 1. 1 企业名称：岳阳中湘 XX 药业集团有限公司 2. 1 . 2 法定代表人： xx 2. 1 . 3 所有制性质：国有独资 2. 1 . 4 隶属关系：中国医药集团总公司下属中国医药工业公司的全 资子公 司 2. 1. 5企业地址：湖南省岳阳市xx 山一号 2．3．10 税后利润总额： 1605 万元 2. 2 人员情况 2. 2. 1 职工总数： 2053人 2. 2. 2 工程技术人员： 605人 其中 高级职称： 11人 中级职称： 175 人 初级职称： 419 人 2. 2. 3 计算机、自控及相关专业人数： 2. 3 企业资产信用状况 2. 3. 1 资产总额： 42386 万元 2. 3. 2 固定资产原值： 29248 万元 2. 3. 3 固定资产净值： 22368 万元 2. 3. 4 流动资产： 17405 万元 2. 3. 5 负债总额： 31726 万元 2. 3. 6 流动负债： 12584 万元 2. 3. 7 所有者权益总额： 10659 万元 2. 3. 8 收入总额： 25628 万元 2. 3. 9 主要营业收入： 25628 万元 28人
现代抗生素工业生产过程如下: 菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包装 一、菌种 从来源于自然界土壤等,获得能产生抗生素得微生物,经过分离、选育与纯化后即称为菌种。菌种可用冷冻干燥法制备后,以超低温,即在液氮冰箱(-１90℃～-19６℃)内保存。所谓冷冻干燥就是用脱脂牛奶或葡萄糖液等与孢子混在一起,经真空冷冻、升华干燥后,在真空下保存。如条件不足时,则沿用砂土管在0℃冰箱内保存得老方法,但如需长期保存时不宜用此法、一般生产用菌株经多次移植往往会发生变异而退化,故必须经常进行菌种选育与纯化以提高其生产能力。 二、孢子制备 生产用得菌株须经纯化与生产能力得检验,若符合规定,才能用来制备种子。制备孢子时,将保藏得处于休眠状态得孢子,通过严格得无菌手续,将其接种到经灭菌过得固体斜面培养基上,在一定温度下培养5－7日或7日以上,这样培养出来得孢子数量还就是有限得。为获得更多数量得孢子以供生产需要,必要时可进一步用扁瓶在固体培养基(如小米、大米、玉米粒或麸皮)上扩大培养。 三、种子制备 其目得就是使孢子发芽、繁殖以获得足够数量得菌丝,并接种到发酵罐中,种子制备可用摇瓶培养后再接入种子罐进逐级扩大培养、或直接将孢子接入种子罐后逐级放大培养、种子扩大培养级数得多少,决定于菌种得性质、生产规模得大小与生产工艺得特点。扩大培养级数通常为二级。摇瓶培养就是在锥形瓶内装入一定数量得液体培养基,灭菌后以无菌操作接入孢子,放在摇床上恒温培养。在种子罐中培养时,在接种前有关设备与培养基都必须经过灭菌。接种材料为孢子悬浮液或来自摇瓶得菌丝,以微孔差压法或打开接种口在火焰保护下按种。接种量视需要而定、如用菌丝,接种量一般相当于0、1％—2％(接种量得%,系对种子罐内得培养基而言,下同) 。从一级种子罐接入 二级种子罐接种量一般为5％-20%,培养温度一般在25-３0℃。如菌种系细菌,则在3２—37℃培养。在罐内培养过程中,需要搅拌与通入无菌空气。控制罐
文献综述 抗生素发酵研究进展 专业年级13生物工程学院环资学院学生姓名王先府学号2013125142 指导教师常海军日期2016.4.30
抗生素发酵研究进展 王先府 （重庆工商大学环资学院2013级生物班2013125142） 摘要：抗生素是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或 其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质，由于其在自然条件下不易获得，现可 利用发酵来生产抗生素，本文对抗生素发酵研究过程多方面进行综述。 关键词：抗生素；菌渣；过程优化 Advances in antibiotic fermentation Jeff （College of environment and resources, Industrial and Commercial University Of Chongqing,2013125142）Abstract：Antibiotics are by microorganisms,(including bacteria, fungi, actinomycetes spp.) or higher plants and animals produced in the process of life with resistance to pathogens or other activity of a class of secondary metabolites, can interfere with other living cells development function of chemical substances, due to its under natural conditions is not easy to get, is now available by fermentation to produce antibiotic, against the students ferment process research are reviewed. Key words：antibiotics; mushroom residue; process optimization 采用发酵工程技术生产医药产品是制药工程的重要部分,其中抗生素是我国医药生产的大宗产品,随着基因工程技术的进展,基因工程药的比例逐渐增大,但抗生素在国计民生中所起的作用是不能完全替代的,特别是西方国家出于能源和环保的考虑,转产生产高附加值的药物,留出了抗生素的市场空间,为我国的抗生素生产发展提供了机遇,作为一个发展中的国家,可以说在相当长时间内, 我国抗生素生产在整个医药产品中仍占很大的比例。 1全发酵研发情况 中国最早生产的全发酵抗生素品种为饲用土霉素钙。世纪年代内蒙古金河生物科技公司等4家抗生素发酵企业开始生产全发酵金霉素产品，并以内蒙古金河生物科技公司的国内国际的市场占有量最大。目前国内有25家抗生素发酵生产企业生产全发酵抗生素产品，产品主要有黄霉素预混剂、饲用金霉素、那西肽预混剂、硫酸黏菌素预混剂、恩拉霉素预混剂、杆菌肽锌预混剂、亚甲基双水杨酸杆菌肽预混剂等由于含量规格不同，目前在我国共获得70多个产品批准文号。这些产品对我国的动物养殖发挥了重要作用主要体现在：①治疗某些动物疾病；②预防某些动物疾病尤其是对那些传染性疾病的预防，保证畜禽的健康生长；③促生长作用使畜禽生长速度加快，可使某些饲养动物缩短喂养周期；④提高饲料转化率也即饲料利用率，使之利用较少的饲料达到相同饲喂效果从而节省饲料提高生产效益⑤提高动物产品质量这其中主要是可提高肉蛋奶的产品质量⑥提高动物机能的抵抗力从而增强动物应付外界不良环境的能力。 近多年来，我国养殖业迅猛发展养殖模式从散养逐步转变集约化养殖，同时我国全发酵抗生素企业的生产技术和研发水平也逐步与国际接轨。因此，我国企业生产的全发酵抗生素产品在国内和国际占有相当的市场。例如，浙江海正药业股份有限公司生产的恩拉霉素预混剂一个品种一年的销
抗生素的发酵生产工艺 姓名魏镇 专业生物科学专业 年级 2012级
1抗生素定义（别名：抗细菌剂） 抗细菌药（英语：antibacterial）也称为“抗细菌剂”，是一类用于抑制细菌生长或杀死细菌的药物。在不引起歧义的情况下，抗细菌药也可简称为“抗菌药”。抗细菌剂与抗生素并不是相同的概念，抗生素实际上仅为抗细菌剂下的一类。抗细菌药除了包括青霉素类、四环素类等抗生素，还包括抗真菌药以及磺胺类、喹诺酮类等药物。 2基本简介 抗生素主要是由细菌、霉菌或其他微生物产生的次级代谢产物或人工合成的类似物。20世纪90年代以后，科学家们将抗生素的范围扩大，统称为生物药物素。主要用于治疗各种细菌感染或致病微生物感染类疾病，一般情况下对其宿主不会产生严重的副作用。2011年10月18日，中国卫生部表示，在中国，患者抗生素的使用率达到70%，是欧美国家的两倍，但真正需要使用的不到20%。预防性使用抗生素是典型的滥用抗生素。 3抗生素的分类 糖的衍生物：主要由氨基己糖的衍生物组成。 多肽类抗生素：主要或全部由氨基酸组成，有多肽或蛋白质的某些特性。 多烯类抗生素：分子结构中有多个双键。 大环内酯抗生素：由一个或多个单糖组成并与碳链一起形成一个巨大的芳香内酯化合物。 四环类抗生素：都具有四个缩合苯环。 嘌呤类抗生素：都含有嘌呤环。 4抗生素的作用机理 ①阻碍细菌细胞壁的合成，导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡。哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。喹诺酮类抗生素三大不良反 喹诺酮类抗生素三大不良反 ②与细菌细胞膜相互作用，增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，
让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。 ③与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。 ④阻碍细菌DNA的复制和转录，阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。 5抗生素的发酵生产工艺 （1）制备过程 菌种——孢子制备——种子制备——发酵——发酵液预处理——提取及精制——成品包装 （2）具体介绍 ①菌种 来源于自然界，获得能产生抗生素的微生物，经分离、选育和纯化后即称为菌种。 菌种的保藏：冷冻干燥、超低温冷冻、砂土管、液体石蜡、斜面低温保藏。 ②孢子制备 将保藏的处于休眠状态的孢子，接种至固体斜面培养基，在一定温度下培养5-7或7日以上。 进一步用扁瓶在固体培养基上扩大培养。 ③种子制备 目的使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中。 摇瓶或直接将孢子接入种子罐逐级放大培养。 种子培养定时取样做无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位和进行生化分析。 种子级数 ④培养基的制备 碳源 供给菌种生命活动所需能量，构成菌体细胞及代谢产物 参与抗生素的生物合成
论青霉素类抗生素的发酵生产工艺 摘要：青霉素作为当下最普遍、效果较好的抗生素类药物，广泛被大家所接受。我们就抗生素的整体概述，青霉素的生产工艺及其发酵过程中可能出现的问题的解决方法还有宏观的经济考虑向大家进行介绍。让大家能更多一层地了解青霉素——这个为大家广泛所知而又知之胜少的抗生素。 关键词：抗生素，青霉素，发酵工艺。 一、抗生素的概述 抗生素是某些细菌、放线菌、真菌等微生物的次级代谢产物，或用化学方法合成的相同化合物或结构类似物，在低浓度下对各种病原性微生物或肿瘤细胞有强力杀灭作用或有其他药理作用的药物。名称演变：抗生素—抗菌素—抗生素。 作用 它的作用大致有五点：抗细菌感染、治疗肿瘤、抗病原虫、免疫抑制剂、刺激植物生长。 来源 生物合成（发酵）、化学合成（全合成和半合成）降低毒性、减少耐药性、改善生物利用度、扩大抗菌谱、提高治疗效果。 分类 以其化学结构分类：1青霉素类2.头孢菌素类3.磷霉素类4.万古霉素类5.利福霉素类 6.多粘菌素类 7.氨基糖甙类 8.四环素类 9.大环內酯类10.氯胺苯醇类11.林可霉素类 根据抗生素化学结构及作用机理可分为以下几类：1）β-内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有β-内酰胺环。近年来又有较大发展，如硫酶素类、单内酰环类，β-内酰酶抑制剂、甲氧青霉素类等。 2.）氨基糖甙类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉 素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。 3）四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。 4）氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。 5）大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等。 6）作用于G+细菌的其它抗生素：如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等。 7）作用于G-菌的其它抗生素：如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。 8）抗真菌抗生素：如灰黄霉素。 9）抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。 10）具有免疫抑制作用的抗生素：如环孢霉素。 三.青霉素类 青霉素类是一类重要的β-内酰胺抗生素。它们可由发酵液提取或半合成制造而得。 （1）青霉素（青霉素G）由发酵液提取。应用其不同的盐，如钠盐、钾盐、普鲁卡因青霉素、苄星青霉素等。 （2）青霉素V 由发酵液提取。 （3）抗葡萄球菌青霉素曾名耐酶青霉素或新青霉素，由半合成制取。具有耐抗金黄色葡萄球菌β-内酰胺酶的能力。常用的有苯唑西林、氯唑西林。尚有双氯西林、氟氯西林等，萘夫西林和甲氧西林（meticillin），即新青霉素Ⅰ号，国内已停产不用。 （4）氨苄西林类由半合成制取。具有抑制某些革兰阴性杆菌的作用，但对假单胞属
宁夏工商职业技术学院 毕业论文 题目: 抗生素的生产工艺 作者: 学号: 系别: 化工工程系 专业: 应用化工技术专业 指导教师: 专业技术职务: 3月 宁夏银川 目录 一、抗生素 1、抗生素的定义 (3) 2、抗生素的发展 (4)
3、抗生素的应用 (4) 4、抗生素的生产工艺 (5) 二、青霉素 1、青霉素的定义 (5) 2、青霉素菌种 (6) 3、青霉素培养基 (6) 4、青霉素发酵件控制 (7) 5、青霉素的分离和纯化 (7) 6、青霉素工艺控制要点 (8) 讨论 (8) 结论 (9) 致谢 (11) 参考文献 (12) 抗生素的生产工艺 摘要: 发酵工程药物中最主要的就是抗生素, 抗生素是临床上日常应用量最大的抗感染药物、它是生物, 包括微生物、植物和动物在内, 在其生命活动过程中所产生的, 能在低微浓度下有选择地抑制或影响她种生物功能的有机物质。 【关键词】抗生素, 青霉素, 生产工艺 引入 : 抗生素是生物体在生命活动中产生的一种次级代谢产物。当前人们在生物体内发现的6000 多种抗生素中, 约60%来自放线菌, 抗生素主要用微生物发酵法生产, 少数抗生素也可用化学方法合成, 人们还对天然得到的
抗生素进行生化或化学方法改造, 使其具有更优越的性能。抗生素不但广泛用于临床医疗, 而且已经用于农业、畜牧及环保等领域中。青霉素是最早发现并用于临床的一种抗生素, 1928 年为英国人弗莱明发现, 40 年代投入工业生 产, 在 二战期间马上大显身手, 它能有效控制伤口的细菌感染, 挽救了数百万战争中受伤者的性命。 一、抗生素 ( 一) 抗生素的定义 抗生素又称抗菌素, 指某些微生物在代谢过程中所产生的, 对于其它微生物具有抑制生长或杀灭作用的化学物质, 是制药工业中一类重要原料药。某些抗生素对一部分较大的滤过性病毒也有抑制作用; 或有刺激动植物生长的作用; 或具有抗恶性肿瘤、抗辐射等作用。有些天然抗生素, 经用化学方法进行分子结构改造后, 可得到疗效更高的半合成抗生素。少数天然抗生素可用化学方法进行大量生产, 成为合成抗生素。 ( 二) 抗生素的发展 最早具有临床实用价值的抗生素是 1928 年英国细菌学家 A.弗莱明发现的青霉素, 是由点青霉菌或产黄青霉菌产生。1944 年, 俄国出生的S.A.瓦克斯曼发现了由灰色链霉菌产生的链霉素。1946～1956 年先后从土壤中寻找到由放线菌产生的氯霉素、金霉素、土霉素、制霉菌素、红霉素及丝裂霉素 C 等。60～70 年代,半合成抗生素迅速发展,获得了具有显著疗效的新型抗生素,如半合成青霉素和头孢菌素类, 具有耐青霉素酶、耐酸和抗菌谱广等特点, 为抗生素的临床应用开辟了新的领域。
硫酸双氢链霉素工艺设计 生命科学学院生物工程二班 梁力1109030202 关键词：链霉素生产技术水平发展趋势发酵分离提纯条件控制硫酸双氢链霉素 第 1 章国内外链霉素生产的研究概况 1.1 国外生产及技术水平概况 国外生产链霉素的有近二十个国家的约三十家制药公司。 1.2国内生产及技术水平概况 链霉素是我国较早投入生产的抗生素之一。生产企业曾有十几家，包括杭州药厂，扬州制药厂等。近几年仅剩华北制药厂等五家药厂生产。凭借不断的创新进步和“质量文化”的传承，目前，华北制药厂链霉素年产年产 1200 吨，占亚洲总产量 75%、世界 60%的绝对优势，华胜公司成为目前世界最大的链霉素生产企业，产量居世界第一。 1.2.1 产量及出口量 近十年来，我国链霉素的年产量一直维持在 1000 吨以上，在 1993 年以前国内产量最大的是华北制药厂，年产量在 650 吨左右，其次是大连制药厂和山东济宁抗生素厂，年产量均在 200~250 吨左右。 1.2.2 生产技术水平 国内链霉素生产水平近十年来提高不快。以发酵单位为例，1982 年在 19000~21000u/ml 之间，而 1991 年全国平均水平也仅为 21715u/ml。国内水平最高的是大连制药厂，1991 年发酵单位 22990u/m l，生产指数 0.6982 总收率最高的是华北制药厂，1991 年达 79.55% 1.2.3 产品质量 目前国内所有链霉素生产企业都能达到出口标准，一般认为华北制药广与上海第四制药厂的质量相对较好。链霉素质最方面的共性问题是：成品色级达不到新优级品标准，异常毒性偏高一生物效价偏低、澄明度不符合标准等。 1.3国内外技术水平比较和展望 我国链霉素生产最居世界前列。生产技术指标中，发酵水平与英、美公司比略显落后(英国葛兰素公司发酵单位 30000~40000u/ml，但发酵周期比我国长 1 倍，提炼收率高于葛兰素公司，我国处于领先水平。近几年链霉素工艺技术方面的研究主要有下列几方面： 1.3.1 菌种研究 主要有链霉素产生菌(Streptom—yces grlseus)之质粒研究[17]。已经证明质粒与链霉素的生物合成有关，并提出了该菌株质粒 DNA 复制的初步棋式。另外还有原生质融合，质粒 DNA 转化、DNA 重组的研究等。 1.3.2 发酵工艺研究 链霉素 B(甘露糖链霉素)的抑制，据报道链霉素 B 的生物恬性仅为链霉素的五分之一。一般用培养基中加入氯化钙，天门冬酰胺或者各氨酰胺抑制链霉素 B 的形成。另外也有报道在培养基中加入赖氨酸阻提高链霉素的发酵单位发酵过程的微机控制研究一除对罐温，罐压、pH，糖，氮，溶氧、二氧化碳进行在线数据控制外，有的企业还进行连续脉冲补料的应用研究。 1.3.3 提炼工艺研究 自七十年代至今研究报道甚少。前苏联和东欧国家有一些离子交换动力学等研究文章，如氯化钙复盐一离子交换工艺。我国的工艺比英国葛兰素公司的更为简便，曾有印度公司对我国工艺有兴趣。国内有些厂家在进行高压反渗透膜分离技术应用的研究，据悉可提高提炼总收率 0.95％～1.33％[18]。内压中空纤维膜在链霉素发酵液除菌中的应用也显示了其优