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
C．放线菌D．酵母菌
2．配料较粗，营养丰富，完全，C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（ C ）的一般特点。
A．选择培养基B．保藏培养基
C．种子培养基D．发酵培养基
3．生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为（ D ）。
A．连续发酵B．半连续发酵
C．补料分批发酵D．分批发酵
4．要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（ A ）。
A．连续发酵B．分批发酵
C．补料分批发酵D．半连续发酵
5．发酵过程中，出现了污染，工人们进行了如下处理：a. 严控发酵液流失; b. 彻底清理生产环境; c. 停产一段时间; d. 调换生产菌种。这是（ A ）污染。
A．噬菌体污染B．细菌污染
C．霉菌污染D．多种微生物污染
6．在通用式发酵罐的结构中为了（ B ）在发酵罐内壁需安装挡板。
A．防止搅拌器运转时液体溢出B．防止搅拌器运转时液体产生漩涡，
C．防止搅拌器运转时液体飞出轴封D．防止搅拌器运转时浆叶不工作
7. 在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（B）
①溶化②调pH ③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量
A ①②⑥⑤③④
B ⑥①②⑤③④
C ⑥①②⑤④③
D ①②⑤④⑥③
8. 固体培养基中需要加入琼脂的目的是（D）
A为菌体提供碳源 B 为菌体提供氮源
C 使培养基保持水分
D 使培养基凝固
9. 在实际生产中，对数期的长短取决于（B）
①培养罐的大小②接种量的大小
③培养基的多少④代谢产物合成的多少
A.②③B．②④C．①②D．①③
10. 实验室常用的培养放线菌的培养基是（ C ）
A 牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基
C高氏一号培养基D麦芽汁培养基
11. 抗生素的合成是在微生物生长的（C）
A 延滞期
B 对数生长期
C 稳定期
D 衰亡期
12. 目前发酵工业常用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质，保证处理液澄清的主要方法为（ A ）
A 离心和过滤
B 离心和萃取
C 蒸馏和萃取
D 离子交换和过滤
13. 下列物质属于生长因子的是（ D ）
A．葡萄糖B．蛋白胨C．NaCl D．维生素
14. 关于灭菌和消毒的不正确的理解是（B ）
A 灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B 消毒和灭菌实质上是相同的
C 接种环用烧灼法灭菌
D 常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法
四、问答题
1.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求
答：发酵生产对菌种选择的要求包括：
1) 能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离。
2) 发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。
3) 菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少；提高设备的利用率。
4) 根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。
5) 抗杂菌、抗噬菌体能力强。
6) 菌种纯粹，遗传性状稳定，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。
7) 菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素和毒素等），以保证安全。
2、发酵过程中pH会不会发生变化为什么？
发酵过程中pH是不断变化的
1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一
2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。
3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。
5）菌体自溶pH上升，发酵后期，pH上升
6）杂菌的污染，pH下降
3、种子扩大培养的一般步骤？
休眠孢子→母斜面活化→摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子→一级种子罐→二级种子罐→发酵罐
4、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？
答：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养液中几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。
（2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。
原因发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（抗生素）或产生很少，抵御杂菌能力弱。
在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。
染菌措施可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。
（3）发酵中期染菌：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液pH 下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。
措施降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4）发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。
发酵染菌后的措施：
染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必须用甲醛蒸汽消毒
5.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？
优点：
①是很多微生物的最适生长环境；
②菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模；
③液体输送方便，易于机械化操作；
④厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定；
⑤产品易于提取、精制等。
方式：
（1）分批发酵：营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。
（2）连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。可以有效地延长分批培养中的对数期。
（3）补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的。
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
课程论文 题目: 抗生素生产工艺以及发展前景 姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 2012 年10 月30 日
抗生素生产工艺以及发展前景 摘要： 抗生素是青霉素、链霉素、红霉素和四环素等一类化学物质的总称，是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。 关键词：抗生素；生产工艺；应用；发展前景 一、抗生素的概述 抗生素是青霉素、链霉素、红霉索等一类化学物质的总称。它是生物，包括微生物、植物和动物，在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。 抗生素的生产目前主要用微生物发酵法进行生物合成。很少数抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化学合成法生产。此外还可将生物合成法制得的抗生素用化学或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物，称半合成抗生素，如氨苄青霉素就是半合成青霉素的一种。 二、抗生素的发展 最初认为,抗生素是微生物在代谢过程中产生,在低浓度下就能抑制它种微生物的生长和活动,甚至杀死它种微生物的化学物质.然而,抗生素的迅速发展很快就突破了这一定义:在来源上,已不局限于微生物,它包括高等动、植物产生的代谢物,也包括用化学方法合成或半合成的化合物;在性能上,从抗菌到抗肿瘤、抗
病毒、抗寄生虫等物质亦属抗生素范畴.纵观抗生素的发展史,抗生素的研究、生产大体可分三个发展阶段: 1.天然抗生素的发展阶段 1928年,英国科学家弗莱明(1881-1955)偶然发现了青霉素.1938年,Chain和Florey等科学家又成功地从点青霉的培养液中分离制得青霉素.40年代初期,随着培养方法的改良,青霉素的生产成本大幅度下降,从而很快开始了大规模的工业化生产,产量迅速增加.由于青霉素的发现,挽救了无数感染性病人的生命,被当时的人们誉为黄色的魔物,科学家Fleming、Florey和Chain因此同时获得了1945年诺贝尔医学生理奖.之后,一系列新抗生素如链霉素、氯霉素、金霉素、新霉素、土霉素、红霉素等相继被发现,对如肠伤寒、斑疹伤寒及赤痢等有特效.随着抗生素的广泛应用,细菌对抗生素的耐药性问题也日益引起人们的关注.例如青霉素G开始使用时只有8%葡萄球菌对它有耐药性,而到了1962年,耐药的葡萄球菌增加到70%,呈现逐年上升的趋势.因此,对抗生素的结构改造及其衍生物的研究显得日益重要. 2.半合成抗生素的发展阶段 1958年,发现了青霉素的活性母核———6-氨基青霉烷酸(6-APA),并通过6-APA的酰化反应合成了一系列新的青霉素.随后,对头孢菌素C结构进行改造研究,分离出母核7-氨基头孢霉烷酸(T-ACA).目前,大多数半合成头孢菌素均为母核7-ACA中的7位氨基酸及3位乙酰甲基进行化学改造制得的衍生物.1960年,通过对四环类抗生素、氨基糖甙类抗生素、大环内酰抗生素、利福平类抗生素等相继进行化学改造,获得了大量具有抗菌谱广、抗菌活力强、稳定、毒性小、易吸收等优点的半合成抗生素.目前,半合成青霉素和半合成头孢菌素品种已不下70个,其产量和销售额占据着抗生素的大半壁江山.
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→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
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。
《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。
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。
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
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
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
《抗生素生产工艺学笔记》 绪论 第一章抗生素概述 第一节抗生素是怎样的物质 一、抗生素定义 抗生素是生物在其生命活动过程中所产生的，或经其他方法（生物化学或半合成）衍生的。在低浓度下，具有选择性地抑制或杀灭它种生物机能的一类化学物质。 如青霉素、氯霉素（也可合成）、氨苄青霉素（半合成品）等。 克霉唑：至今还未发现哪种微生物可以合成。所以不能算抗生素，只能算抗菌药。 二、抗生素的形成及其生物学意义 微生物量多，种多，分布广。有共生，有拮抗，有自发突变，有诱发突变。随着抗生素合成机理和微生物遗传学理论的深入研究，目前人们已经了解到抗生素有别于其他（初级）代谢产物。抗生素是次级代谢产物。 次级代谢产物还有生长素（赤霉素），毒素（如黄曲霉素）。这些产物与微生物的生长繁殖无明显的关系，是以基本代谢的中间产物如丙酮酸盐，乙酸盐等作为母体衍生出来的。其结构性质随不同微生物种属而异，因此次级代谢产物很多。 基本代谢产物如蛋白质、脂肪、多糖等物质，直接与微生物的生长繁殖相关。这些物质的构造也因微生物种属不同而异，但产生这些物质的代谢过程基本相似。 在某些放线菌中发现次级代谢产物与染色体外的遗传因子——质粒也有关系。 微生物生产抗生素的原理：控制发酵条件，使抗生素产生菌的代谢向合成抗生素的方向发展，从而有利于抗生素的产生。 三、医用抗生素应具备的条件 1．“差异毒力”大； 2．不易产生耐药性； 3．副作用小（如不产生过敏反应）； 4．具有较好的理化性能，便于提取、精制、贮藏； 5．在人体内应发挥其抗生效能，并不立即遭体内破坏。 6．给药（注射，口服等）后，很快吸收，并分布到被感染的器官或组织。 第二节抗生素发展史 相传2500多年前，我们的祖先就用长在豆腐上的霉菌治疗疥疮等疾病。民间还有地方用发霉的面包，玉蜀黍等来治疗溃疡、肠道感染和化脓性感染等。 1928年Fleming在研究葡萄球菌变异时发现，污染在培养基上的霉菌抑制了细菌的生长。－→点青霉－→青霉素－→难提取－→未引起重视－→1940年代弗洛里（Florey）和钱恩（Chain）重新研究弗来明工作－→1943～45年间，发展成了新的一个工业部门：抗生素发酵工业。 在这期间，1944年Waksman发现了链霉素。随后氯霉素、金霉素、制霉菌素等不断出现。60年代半合成青霉素迅速发展。70年代抗生素品种迅速发展。 50年代各国还致力于农抗的研究，找到了如杀稻瘟素、六瘟素、春日霉素、多氧霉素、有效霉素等。 到现在为止，抗生素品种非常多，有说3万、4万，也有说8万、9万的。但在临床上应用的仅有120～3 50余种。 我国抗生素生产情况。 第三节抗生素的分类 从自然界获得的抗生素已达9000多种，微生物来源就有3000种以上，需进行分类。 一、根据微生物来源分类：
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
抗生素生产工艺（以青霉素生产为例） 参考文件 抗生素在目前的制药工业中仍占有举足轻重的地位，尤其是下游半合成抗生素的发展，进一步刺激了上游的工业发酵。一些抗生素的工业生产规模非常大，如β-内酰胺类的青霉素、头孢菌素C，大环内酯类的红霉素、利福霉素，氨基环醇类的链霉素、庆大霉素。其它的一些抗生素，如林可霉素、四环素、金霉素、万古霉素等，单个发酵罐容积越来越大，100 m3的发酵罐被普遍采用，200 m3甚至更大容积的发酵罐经常可见报道。 抗生素的工业生产包括发酵和提取两部分。工艺流程大致如下：菌种的保藏、孢子制备、种子制备、发酵、提取和精制。种子和发酵培养基的常用碳源有：葡萄糖、淀粉、蔗糖、油脂、有机酸等，主要为菌体生长代谢提供能源，为合成菌体细胞和目的产物提供碳元素。有机氮源多用玉米浆、黄豆饼粉、麸质粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉等，硫酸铵、尿素、氨水、硝酸钠、硝酸铵则是常用的无机氮源。另外，培养基中还得添加无机盐、微量元素以及消沫剂，部分抗生素还得加入特殊前体，如青霉素的前体是苯乙酸，大环内酯类抗生素的前体是丙酸盐。发酵过程普遍补加一种碳源、氮源物质，如葡萄糖和硫酸铵。pH值通过流加氨水进行调节，很多抗生素在发酵中后期流加前体，对提高产量非常有益。抗生素发酵绝大多数为好氧培养，必须连续通入大量无菌空气，全过程大功率搅拌。发酵液的预处理，一般加絮凝剂沉淀蛋白，过滤去除菌丝体，发酵滤液的提取常用溶媒萃取法、离子交换树脂法、沉淀法、吸附法等提纯浓缩，然后结晶干燥得纯品。 10.1 青霉素概述 10.1.1 青霉素的研究 最初青霉素的生产菌是音符型青霉菌，生产能力只有几十个单位，不能满足工业需要。随后找到了适合于深层培养的橄榄型青霉菌，即产黄青霉（P. chrosogenum），生产能力为100U/ml。经过X、紫外线诱变，生产能力达到1000－1500U/ml。随后经过诱变，得到不产生色素的变种，目前生产能力可达66000－70000U/ml。青霉素是抗生素工业的首要产品。 中国为青霉素（penicillin）生产大国，国内生产的青霉素，已占世界产量的近70%，国内较大规模的生产企业有华药、哈医药、石药、鲁抗，单个发酵罐规模均在100 m3以上，发酵单位在70000 U/ml左右，
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。
《制药工艺学》试卷 班级：学号：姓名：得分： 一、单选题。（每题2分，共30分） 1.GMP是（）。 A.药品生产质量管理规范 B.药品经营质量管理规范 C.新药审批办法 D.标准操作规程 2.药品是特殊商品，特殊性在于（）。 A.按等次定价 B.根据质量分为一、二、三等 C.只有合格品和不合格品 D.清仓在甩卖 3.终点控制方法不包括（）。 A.显色法 B. 计算收率法 C.比重法 D. 沉淀法 4.温度对催化剂活性的影响是（）。 A.温度升高，活性增大 B.温度升高，活性降低 C.温度降低，活性增大 D.开始温度升高，活性增大，到最高速度后，温度升高，活性降低 5.中试一般比小试放大的位数是（）倍。 A.5~10 B.10~30 C.30~50 D.50~100 6.利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过的性质，借以达到分离的一种方法是（）。 A.透析法 B.盐析法 C.离心法 D.萃取法 7.液体在一个大气压下进行的浓缩称为（） A. 高压浓缩 B.减压浓缩 C. 常压浓缩 D.真空浓缩 8.下列不属于氨基酸类药物的是（） A.天冬氨酸 B.多肽 C.半胱氨酸 D.赖氨酸 9.下列不属于多肽、蛋白质含量测定方法的是（） A.抽提法 B.凯氏定氮法 C.紫外分光光度法 D.福林-酚试剂法 10.下列属于脂类药物的是（）。 A.多肽 B. 胆酸类 C.胰脂酶 D 亮氨酸11.（）抗生素的急性毒性很低，但副作用较多，另外，对胎儿有致畸作用。 A.四环素类 B.大环内酯类 C.氨基糖苷类 D. β-内酰胺类 12.生产抗生素类药物发酵条件不包括（）。 A.培养基及种子 B.培养温度及时间 C.PH及通气量 D.萃取及过滤 13.下列不属于动物细胞培养方法的是（）。 A.贴壁培养 B.悬浮培养 C.直接培养 D.固定化培养 14.抗生素类药物生产菌种的主要来源是（）。 A.细菌 B.放线菌 C.霉菌 D.酵母菌 15.将霉菌或放线菌接种到灭菌后的大米或小米颗粒上，恒温培养一定时间后产生的分生孢子称为（）。 A. 米孢子 B.种子罐 C.发酵 D. 试管斜面 二、多选题（每题3分，共45分） 1.世界化学制药工业发展趋向为（） A.高技术 B.高投入和高效率 C.高产量 D.高质量 E.高速度 2.下列属于化学制药生产工艺路线改革的有（） A.原料的改革 B.寻找反应薄弱环节 C.反应后处理方法的影响 D.新技术的应用 3.下列哪些是搅拌的作用（） A.加速传质 B.加速传热 C.加速反应速度 D.增加副反应 4.中试放大的基本方法包括（） A.经验放大法 B.相似放大法 C.数学模拟法 D.理论计算法 5.化学灭菌法有（）灭菌法。 A.环氧乙烷 B.湿热 C.表面 D.热空气 6.常用的分离方法有（）。 A.离心法 B.沉淀法 C.回流法 D.过滤法 7.生物药物的主要来源有（） A.动物脏器和植物 B.血液、分泌物和其他代谢产物 C.海洋生物 D.微生物