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论青霉素类抗生素的发酵生产工艺

论青霉素类抗生素的发酵生产工艺
论青霉素类抗生素的发酵生产工艺

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

无效,并可为金黄色葡萄球菌β-内酰胺酶所分解。常用的有氨苄西林及其酯匹氨西林、阿莫西林等。

(5)抗假单胞菌青霉素由半合成制取。具有氨苄西林的性质,并有抗假单胞属等细菌的作用,如羧苄西林及其酯羧茚苄西林、哌拉西林、替卡西林、呋苄西林、磺苄西林和较新的苯咪唑青霉素、甲苯咪唑青霉素以及阿帕西林(apalcillin)等。

(6)美西林(氮脒青霉素)及其酯匹美西林。(7)甲氧西林类如坦莫西林(羧噻

吩甲氧青霉素)。

四.头孢类抗生素的分类

1.笫一代头孢菌素

第一代头孢菌素是60年代初开始上市的。从抗菌性能来说,对第一代头孢菌素敏感的菌主要有β-溶血性链球菌和其他链球菌,包括肺炎链球菌(但肠球菌耐药),葡萄球菌(包括产酶菌株)、流感嗜血杆菌、大肠杆菌、克雷伯杆菌、奇异变形杆菌、沙门菌、志贺菌等。不同品种的头孢菌素可以有各自的抗菌特点,如头孢噻吩对革兰阳性菌的抗菌作用较优,而头孢唑林则对某些革兰阴性菌有一定作用。但是,第一代头孢菌素对革兰阴性菌的β-内酰胺酶的抵抗力较弱,因此,革兰阴性菌对本代抗生素较易耐药。第一代头孢菌素对吲哚阳性变形杆菌、枸橼酸杆菌、产气杆菌、假单胞菌、沙雷杆菌、拟杆菌、粪链球菌(头孢硫脒除外)等微生物无效。

本代抗生素中常用品种有头孢唑林、头孢氨苄、头孢拉定、头孢羟氨苄、头孢克罗等。其中除头孢唑林只能供注射外,其他的均可用于口服,也称口服头孢。头孢噻吩、头孢噻啶、头孢来星、头孢乙腈、头孢匹林等均已少用或不用。

2.笫二代头孢菌素

第二代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能与第一代相近或较低,而对革兰阴性菌的作用较为优异,表现在:

(l)抗酶性能强一些革兰阴性菌(如大肠杆菌、奇异变形杆菌等)易对第一代头孢菌素耐药。第二代头孢菌素对这些耐药菌株常可有效。

(2)抗菌谱广第二代头孢菌素的抗菌谱较第一代有所扩大,对奈瑟菌、部分吲哚阳性变形杆菌、部分枸橼酸杆菌、部分肠秆菌属均有抗菌作用。

第二代头孢菌素对假单胞属(铜绿假单胞菌)、不动杆菌、沙雷杆菌、粪链球菌等无效。临床应用的第二代头孢菌素主要品种有头孢孟多、头孢西汀(美福仙),头孢呋新(西力欣),头孢克罗等。

3.笫三代头孢菌素

第三代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能普遍低于第一代(个别品种相近),对革兰阴性菌的作用较第二代头孢菌素更为优越。

(1)抗菌谱扩大第三代头孢菌素的抗菌谱比第二代又有所扩大,对铜绿假单胞菌、沙雷杆菌、不动杆菌、消化球菌、以及部分脆弱拟杆菌有效(不同品种药物的抗菌效能不尽相同)。对于粪链球菌、难辨梭状芽胞杆菌等无效。

(2)耐酶性能强对第一代或第二代头孢菌素耐药的一些革兰阴性菌株,第三代头孢菌素常可有效。

常用有:头孢哌酮(先锋必素)、头孢三嗪(罗塞秦、菌必治)、头孢噻肟钠、头孢他啶、头孢唑肟等。

4.笫四代头孢菌素

第三代头孢菌素对革兰阳性菌的作用弱,不能用于控制金黄色葡萄球菌感染。近年来发现一些新品种如头孢匹罗(Cefpirome)等,不仅具有第三代头孢菌素的抗菌性能,还对葡萄球菌有抗菌作用,称为第四代头孢菌素。

关于第一至第四代的划分不仅适用于头孢菌素,其他的一些β-内酰胺抗生素也可按此分

代。常用有拉他头孢、头孢匹罗、氨曲南等。

作用机制

抑制细菌细胞壁的合成(β-内酰胺类、磷霉素、万古霉素。);

抑制细菌蛋白质合成(四环素、大环内酯类、氨基糖苷类、氯霉素类。);

抑制细菌DNA合成(利福平。);

抑制细菌RNA合成(放线菌素。);

损伤细菌细胞膜(两性霉素B、粘菌素、氨基糖苷类。)。

二、青霉素抗生素产生的背景

青霉素又被称为盘尼西林,它是人类发明的第一种抗生素,也是全球销量最大的抗生素。青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力,带动了抗生素家族的诞生。

1953年,我国第一批青霉素的诞生揭开了我国生产抗生素的历史;到2001年,我国青霉素的产量已经占据了全球的60%的市场份额,目前我国是全球最大的青霉素生产国家。

青霉素的发现

1928年,英国细菌学家Fleming发现污染在培养葡萄球菌的双蝶上的一株霉菌能杀死周围的葡萄球菌。他将此霉菌分离纯化后得到的菌株鉴定为青霉,并将这菌产生的抗生物质命名为青霉素。

1940年,英国Florey和Chain进一步研究此菌,并从培养液中制出了干燥的青霉素制品。经实验和临床试验证明,它毒性很小,并对一些革兰氏阳性菌所引起的许多疾病有卓越疗效。

来源

霉菌属的青霉菌发酵液中提取,天然青霉素有5种G、V、N、K、X、其中PG的活性最高、产量最高。

三、青霉素的理化性质及应用

酸性

一般的羧酸Pka 4-6

PG Pka 2.7

临床用其钠盐、钾盐或普鲁卡因盐,增强水溶性。

粉针剂,有效期2年

临床用粉针剂,现用现配。

不稳定性

β–内酰胺环是青霉素中最不稳定的部分,原因是

1、四元环和五元环稠合,环的张力大

2、两个环不在同一平面,青霉素结构中β-内酰胺环中羰基和氮原子的孤对电子不能共轭,易受到亲核性或亲电性试剂的进攻,使β-内酰胺环破裂。

β-内酰胺环对水、光、热、酸、碱、酶、醇、胺不稳定,β-环开裂、活性降低或消失。对碱或酶(β-内酰胺酶)不稳定,水解;

对稀酸不稳定,发生重排;

对强酸不稳定,发生重排;

应用

溶血性链球菌感染。

肺炎链球菌感染。

不产青霉素酶葡萄球菌感染。

炭疽。

破伤风、气性球疽等梭状芽孢杆菌感

钩端螺旋体病。

青霉素与氨基糖苷灯药物联合用于治疗草绿色链球菌心内膜炎。

流行性脑脊髓膜炎。

放线菌病。

淋病。

除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染。

四、生产工艺过程

菌种→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包装

菌种介绍:青霉是产生青霉素的重要菌种。广泛分布于空气、土壤和各种物上,常生长在腐烂的柑桔皮上呈青绿色。目前已发现几百种,其中产黄青霉(Penicillum chrysogenum)、点青霉(Penicillum nototum)等都能大量产生青霉素

种子制备:种子制备是指孢子接入种子罐后,在罐中繁殖成大量菌丝的过程,其目的是使孢子发芽、繁殖和获得足够数量的菌丝,以便接种到发酵罐当中去。种子制备所使用的培养基及其它工艺条件,都要有利于孢子发芽和菌丝繁殖。

1.发酵准备--菌种选育

人工诱变法:.紫外线、X-线、r-线照射亚硝基胍、亚硝酸、秋水仙素、氮芥等诱变剂处理。基因工程法。

发酵条件下的生长过程

第1期:分生孢子萌发,形成芽管,原生质未分化,具有小泡。

第2期:菌丝繁殖,原生质体具有嗜碱性,类脂肪小颗粒。

第3期:形成脂肪包涵体,机理贮藏物,没有空泡,嗜碱性很强。

第4期:脂肪包涵体形成小滴并减少,中小空泡,原生质体嗜碱性减弱,开始产生抗生素。

第5期:形成大空泡,有中性染色大颗粒,菌丝呈桶状,脂肪包涵体消失,青霉素产量最高。

第6期:出现个别自溶细胞,细胞内无颗粒,仍然桶状。释放游离氨,pH上升。

第7期:菌丝完全自溶,仅有空细胞壁。

1-4期为菌丝生长期,3期的菌体适宜为种子。

4-5期为生产期,生产能力最强,通过工程措施,延长此期,获得高产。

在第六期到来之前结束发酵。

2.发酵中灭菌

青霉素属于β-内酰胺类抗生素,其β-内酰胺环极易破坏而失效,所以不可以高压灭菌了,否则将导致完全失效。

一般制备青霉素是采用无菌操作法、冷冻干燥技术(真空条件下使冰直接升华,得以除去水分)制备的。

3.发酵工艺控制

1).基质浓度

在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制, 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成。所以,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,以维持一定的最适浓度。

2).温度

青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别, 但一般认为应在25 °C 左右。温度过高将明显降低发酵产率, 同时增加葡萄糖的维持消耗, 降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说, 最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度, 以利于青霉素的合成。

3).培养基成分的控制

A.碳源--发酵中常用乳酸或葡萄糖,也可采用葡萄糖母液、糖蜜等。其中乳糖最为便宜,但因货源较少,很多国家采用葡萄糖代替。但当葡萄糖浓度超过一定限度时,会过分加速菌体的呼吸,以至培养基中的溶解氧不能满足需要,使一些中间代谢物不能完全氧化而积累在菌体或培养基中,导致pH下降,影响某些酶的活性,从而抑制微生物的生长河产物的合成。

B.氮源-主要有机氮源为玉米浆、棉籽饼粉、花生饼粉、酵母粉、蛋白胨等。玉米浆为较理想的氮源,含固体量少,有利于通气及氧的传递,因而利用率较高。固体有机氮源原料一般需粉碎至200目以下的细度。有机氮源还可以提供一部分有机磷,供菌体生长。无机氮如硝酸盐、尿素、硫酸铵等可适量使用。

C.无机盐-碳酸钙用来中和发酵过程中产生的杂酸,并控制发酵液的pH值,为菌体提供营养的无机磷源一般采用磷酸二氢钾。另外加入硫代硫酸钠或硫酸钠以提供青霉素分子中所需的硫。由于现在还有一些工厂采用铁罐发酵,在发酵过程中铁离子便逐渐进入发酵液。发酵时间愈长,则铁离子愈多。铁离子在50μg/ml以上便会影响青霉素的合成。采用铁络合剂以抑制铁离子的影响,但实际对青霉素产量并无改进。所以青霉素的发酵罐采用不锈钢制造为宜,其他重金属离子如铜、汞、锌等能催化青霉素的分解反应。

D.前体-添加苯乙酸或者苯乙酰胺,可以借酰基转移的作用,将苯乙酸转入青霉素分子,提高青霉素G的生产强度,。因此前体的加入成为青霉素发酵的关键问题之一。但苯乙酸对发酵有影响,一般以苯乙酰胺较好。也有人采用苯乙酸月桂醇酯,其优点是在发酵中月桂醇酯水解,苯乙酸结合进青霉素成品。而月桂酸作为细菌营养剂及发酵液消沫剂,且其毒性比苯乙酸小,但价格较贵。前体要在发酵开始20h后加入,并在整个发酵过程中控制在50μg/ml左右。前体用量大于0.1%时,青霉素的生物合成均下降。所以一般发酵液中前体浓度以始终维持在0.1%为宜。

4). pH 值、溶氧

青霉素在合理的pH和溶氧下,生产和发酵才会达到最高效率!在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。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。

5).菌丝浓度等

在葡萄糖限制生长的条件下,青霉素比生产速率与产生菌菌丝的比生长速率之间呈一定关系。而其它的如:菌丝形态等亦会有所影响……

6).泡沫的控制

在发酵过程中产生大量泡沫, 可以用天然油脂, 如豆油、玉米油等或用化学合成消泡剂“泡敌”来消泡, 应当控制其用量并要少量多次加入, 尤其在发酵前期不宜多用, 否则会影响菌体的呼吸代谢。加消沫剂以控制泡沫,必要时还加入酸、碱以调节发酵液的pH。

7).发酵时间

必须控制合理,才能有最大利益!

4染菌处理

染菌是发酵工业长期以来不能彻底解决的问题,因此如何解决染菌问题就成了发酵工业的工作重点之一。要解决染菌问题首要问题就是要能检测出是否染菌。染菌后一般是丝

状菌丝对过滤有影响,以及发酵杂菌产物对提取有影响。因此应对污染过的发酵液作加热预处理,加助滤剂等有利于过滤,对发酵产物中的杂质如蛋白质等,可加入絮凝剂等,使蛋白质凝聚.

染菌通常通过三个途径发现:无菌试验,发酵液直接镜检,发酵液的生化分析。其中无菌试验是判断染菌的主要依据。

无菌试验的方法有:双碟培养、斜面培养、肉汤培养、镜检。

1)双碟培养的操作要点是:种子罐在培养过程中每8 小时取样一次,取样时在装有9

毫升肉汤的试管内加入2 ~5 毫升试样,然后在无菌室内通过无菌操作在事先铺好琼脂培养基的双碟内画线。剩下的肉汤培养物,在37℃培养6 小时后复画一次,及另画一双碟作比较,发酵罐在发酵过程中每隔8 小时取样一次,用空白试管取样5~15 毫升左右,于37℃培养6 小时后画碟时,双碟放置37 ℃培养.24 小时内的双碟,每隔2~3 小时在灯光下检查一次,观察有无杂菌生长。24 ~48 小时的双碟每天检查一次,以防生长缓慢的杂菌漏检。一般杂菌在37℃,24 小时以内能长出来.此法的优点是比较准确,但反应较慢(因杂菌在双碟上繁殖成菌落要有一定的时间),并且操作也较麻烦。

2)斜面或肉汤培养法,就是直接用酚红肉汤取样培养,或直接用斜面取样培养,但也有

先用空白无菌试管取样,再接种于肉汤或斜面培养基的。也有在中小罐接种前,无菌试验样品先进行镜检。直接取样进行无菌试验的方法比较方便。无菌试验的结果,一般要8~16 小时才能做出判断。为了加速杂菌的生长,特别是对中小罐无菌情况的及时判断,可以加入对氨基苯甲酸等生长促进剂,以促进杂菌的生长。

染菌在发酵过程的每个阶段都可能发生,下面就各个不同的阶段的染菌情况和处理办法一一说明。

1)种子培养期染菌

种子培养主要是生长繁殖菌体。此时菌体浓度低,培养基营养丰富,因此容易染菌。种子培养期染菌,带进发酵罐中的危害极大,应严格控制种子污染。当发现种子受污染后均应灭菌后弃去,并对种子罐、管道进行检查和彻底灭菌。

2)发酵前期染菌

发酵前朗主要是菌体生长繁殖,代谢产物生成很少,染菌后杂菌容易繁殖,与生产菌争夺营养成分和氧分,严重干扰生产菌的生长繁殖和产物的生成,因此要特别注意发酵前期的染菌。当发酵前期染菌时,由于营养成分消耗不多,能耗也不大,从经济性的角度考虑应迅速重新灭菌,补充必要的营养成分,重新接种进行发酵。

3)发酵中期染菌

发酵中期染菌将严重干扰生产菌的代谢,影响产物的生成。如产酸,产泡沫,使菌体自溶,使发酵液变臭等。发酵中期染菌,由于营养成分大量消耗,一般挽救处理困难,危害性大,发酵中期染菌应做到早发现,早处理,通常做法是“倒罐”,即用一罐没有染菌的发酵液与染菌的发酵液混合,使有害菌浓度下降,生产菌浓度提高进而重新成为优势生长菌群。显然,倒罐必然造成物料消耗和操作费用的增加。

4)发酵后期染菌

发酵后期产物积累较多,效价已经很高,营养物质接近耗尽,此时如染菌量不多,可继续进行发酵,如严重污染也可提前放罐,停止发酵,这在经济上往往是合算的。五、青霉素提取及精制

化学提取和精制的目的:从发酵液中制取高纯度的、合乎药典的抗生素成品。

由于发酵液山洪青霉素浓度很低,仅0.1%~4.5%左右,而杂质浓度比青霉素的高几十倍甚至几千倍,并且某些杂质的性质与抗生素的非常相近,因此提取精制是一件十分重

要的工作。

发酵液中常见的杂质有:菌丝、未用完的培养基、易污染杂菌、产生菌的代谢产物、预处理需要加入的杂质灯。

提取

青霉素的提取遵循下面四个原则:⒈时间短,⒉温度低,⒊pH适中,⒋勤清洗消毒。

常用的提取方法有:溶媒萃取法、离子交换法、沉淀法。

溶媒萃取法

这是利用抗生素在不同的pH条件下一不同的化学状态(游离态、碱或盐)存在时,在水及水互不相溶的溶媒中溶解度不同的特性,是抗生素从一种液相(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。利用此原理就可借助于调节pH的方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。

离子交换法

利用离子交换树脂和抗生素之间的化学亲和力,有选择性的将抗生素媳妇上去,然后以较少量的洗脱剂将它洗下来。

沉淀法

是一种分离抗生素简单而经济的方法,浓缩倍数高,因而也是很有效的方法。

精制

抗生素精制常有结晶法来制得高纯度成品。常有的几种结晶方法有:

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。

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。

加成盐剂结晶在抗生素溶液中加成盐剂使抗生素一盐的形式从溶液中能够沉淀结晶。

六、经济性思考

青霉素工业盐国内平均销价在105 元/十亿左右,青霉素钠盐国内平均销价在190~230 元十亿之间,应该说青霉素生产的利润率并不高。在出口方面,我国青霉素的出口,多以工业盐钠盐等初级产品为主,深加工产品基?不出口。1989 年我国青霉素工业盐出口量仅为15 吨,占总产量的1%,进入90 年代我国青霉素工业盐出口量迅速扩大,青霉素工业盐多出口印度、日?台湾等地区和国家。近年来,由于印度扩大了?国青霉素生产量,青霉素由进口变为出口,影响了我国青霉素向印度等国家的出口,出口量有所下降。1997 年上半年,青霉素工业盐出口价格在11~12 美元/十亿之间,价位偏低。

青霉素工业盐,华药出口100 吨,哈药出口210 吨,鲁抗没有出口,基?自我消化,华星制药厂出口了20多吨;张家口制药总厂出口400 吨。青霉素工业盐出口量比上年同期下降41.7%。

参考文献:

1)老师的课件

2)I nternet上的资料

青霉素的生产工艺

青霉素生产工艺 摘要:青霉素是一种重要的抗生素,在目前的制药工业中占有举足轻重的地位,生产规模非常大。通过数十年的完善,青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病,增强了人类治疗传染性疾病的能力。研究和优化其生产工艺对人类健康有重要意义。 关键词;青霉素;生产工艺 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。现在来介绍一下青霉素的生产工艺。 一、青霉素概述 青霉素是抗菌素的一种,是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素,是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。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,而世界青霉素工业发酵水平达100000 U/ml以上。 青霉素应用 临床应用:40多年,主要控制敏感金黄色葡糖球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌、螺旋体等引起感染,对大多数革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)和某些革兰氏阴性细菌及螺旋体有抗菌作用。 二、发酵条件下的生长过程

抗生素发酵的过程

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

青霉素生产工艺 (1)

青霉素生产工艺 摘要:青霉素是人类最早发现的一种极其重要的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效在二战中挽救了众多士兵的生命。它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义。本文将对青霉素的生产工艺及其提取进行深入的讲解。 关键词:青霉素生产工艺发酵提取 一、青霉素的生物学特性 青霉素类抗生素是β-内酰胺类中1种,在分类上属于A类,酶的活性位点 上有丝氨酸,又称活性位点丝氨酸酶,其作用机制是水解β-内酰胺类抗生素 的β-内酰胺环,使抗生素失去活性。由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁, 而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应 外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生 的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。青霉素G有钾 盐、钠盐之分,钾盐不仅不能直接静注,静脉滴注时,也要仔细计算钾离子量,以 免注入人体形成高血钾而抑制心脏功能,造成死亡。 二、青霉素的发酵 青霉素的发酵生产的一般工艺流程: 青霉素生产菌不同,发酵工业也有区别。 丝状菌的青霉素发酵工艺流程:沙土管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~ 7d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,6~7d)→种子罐(种子培养,25℃,

40~45h)→繁殖罐(种子培养,25℃,13~15h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐 球状菌的青霉素发酵工艺流程:冷冻管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~8d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,8~10d)→种子罐(种子培养,28℃,50~60h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐 青霉素的分批发酵分为菌丝生长和产物合成两个阶段,进入合成阶段的必要条件是降低菌丝的生长速率。影响青霉素发酵产率的因素有环境和生理因素两个方面,前者包括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等;后者包括菌体浓度、菌体生长速率、菌丝形态等。 菌体生长和青霉素合成最适温度并不相同,一般前阶段略高于后阶段。因此,在菌体生长阶段可以采取较高温度,以缩短生长时间,而到达产物合成阶段,应适当降低温度,以利于青霉素的合成。青霉素发酵的最适PH一般在左右,由于青霉素在碱性条件下不稳定,容易发生水解,因此应尽量避免PH超过。 三、青霉素发酵过程控制 反复分批式发酵,100m3发酵罐,装料80m3,带放6-10次,间隔24h。带放量10%,发酵时间24h。发酵过程需连续流加补入葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐,补糖率是最关键的控制指标,不同时期分段控制。 在青霉素的生产中,让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长,而在40h后,靠低速连续补加葡萄糖和氮源等,使菌半饥饿,延长青霉素的合成期,大大提高了产量。所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种,使代谢产物积累到最大。 (1)培养基 青霉素发酵中采用补料分批操作法,对葡萄糖、铵、苯乙酸进行缓慢流加,维持一定的最适浓度。葡萄糖的流加,波动范围较窄,浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止,过高则导致呼吸活性下降,甚至引起自溶,葡萄糖浓度调节是根据pH,溶氧或CO2释放率予以调节。 碳源的选择:生产菌能利用多种碳源,乳糖,蔗糖,葡萄糖,阿拉伯糖,甘露糖,淀粉和天然油脂。经济核算问题,生产成本中碳源占12%以上,对工艺影响很大;糖与6-APA结合形成糖基-6-APA,影响青霉素的产量。葡萄糖、乳糖结合能力强,而且随时间延长而增加。通常采用葡萄糖和乳糖。发酵初期,利用快效的葡萄糖进行菌丝生长。

产黄青霉生产青霉素的流程及原理

产黄青霉生产青霉素的流程及原理 青霉素的基本结构是6-氨基青霉酸,青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁,而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。 菌种 青霉素生产菌株一般为产黄青霉,根据深层培养中菌丝体的形态,分为球状菌和丝状菌。在发酵过程中,产黄青霉的生长发育可分为六个阶段。 1. 分生孢子的I期; 2. 菌丝繁殖,原生质嗜碱性很强,有类脂肪小颗粒产生为II期; 3. 原生质嗜碱性仍很强,形成脂肪粒,积累贮藏物为III期; 4. 原生质嗜碱性很弱,脂肪粒减少,形成中、小空泡为IV期; 5. 脂肪粒消失,形成大空泡为V期; 6. 细胞内看不到颗粒,并有个别自溶细胞出现为VI期; 工艺流程 1.丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25°C,孢子培养,7天)——大米孢子(26°C,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27°C,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。 2.球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,6~8天)——亲米(25°C,孢子培养,8~10天)——生产米(28°C,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液(26~25-24°C,发酵,7天,1:0.8vvm)——发酵液。 培养基 1. 碳源产黄青霉菌可利用的碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等。目前生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液(DE 值50% 以上) 进行流加。 2. 氮源氮源常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮,并补加无机氮源(硫酸氨、氨水或尿素)。 3. 前体生物合成含有苄基基团的青霉素G, 需在发酵液中加人前体。前体可用苯乙酸、苯乙酰胺, 一次加入量不大于0.1%, 并采用多次加入, 以防止前体对青霉素的毒害。 4. 无机盐加人的无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等, 且用量要适度。另外, 由于铁离子对青霉菌有毒害作用, 必须严格控制铁离子的浓度, 一般控制在30 μg/ml 。 发酵条件的控制 1.基质浓度在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制, 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成, 为了避免这一现象, 在青霉素发酵中通常采 用补料分批操作法, 即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加, 因为即使是超出最适浓度范围较小的波动, 都将引起严重的阻遏或限制, 使生物合成速度减慢或停止。目前, 糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制, 而是间接根据pH 值、溶氧或C02 释放率予以调节。 2.温度青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别, 但一般认为应在25 °C 左右。温度过高将明显降低发酵产率, 同时增加葡萄糖的维持消耗, 降低葡萄糖至青霉素

(完整版)青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 (1)丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管(25℃,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25℃,孢子培养,7天)——大米孢子(26℃,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27℃,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26℃,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。 (2)球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管(25℃,孢子培养,6~8天)——亲米(25℃,孢子培养,8~10天)——生产米(28℃,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液(26~25-24℃,发酵,7天,1:0.8vvm)——发酵液。 2、工艺控制 (1)影响发酵产率的因素 基质浓度:在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制),而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加,因为即使是超出最适浓度范围较小的波动,都将引起严重的阻遏或限制,使生物合成速度减慢或停止。目前,糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖 释放率予以调节。的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C0 2 (2)温度:青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别,但一般认为应在25℃左右。温度过高将明显降低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消耗,降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说,最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度,以利于青霉素的合成。(3)pH值:青霉素发酵的最适pH值一般认为在6.5左右,有时也可以略高或略低一些,但应尽量避免pH值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中, pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。 (4)溶氧:对于好氧的青霉素发酵来说,溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10%饱

(新)放线菌抗生素的发酵及目的产物的提取实验报告

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。

青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 (1)丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管(25℃,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25℃,孢子培养,7天)——大米孢子(26℃,种子培养56h,1:)——一级种子培养液(27℃,种子培养,24h,1:)——二级种子培养液(27~26℃,发酵,7天,1:)——发酵液。 (2)球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管(25℃,孢子培养,6~8天)——亲米(25℃,孢子培养,8~10天)——生产米(28℃,孢子培养,56~60h,1:)——种子培养液(26~25-24℃,发酵,7天,1:)——发酵液。 2、工艺控制 (1)影响发酵产率的因素 基质浓度:在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制),而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加,因为即使是超出最适浓度范围较小的波动,都将引起严重的阻遏或限制,使生物合成速度减慢或停止。目前,糖浓度的检测尚难在线进

行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C02释放率予以调节。 (2)温度:青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别,但一般认为应在25℃左右。温度过高将明显降低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消耗,降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说,最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度,以利于青霉素的合成。 (3)pH值:青霉素发酵的最适pH值一般认为在左右,有时也可以略高或略低一些,但应尽量避免pH值超过, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中, pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。 (4)溶氧:对于好氧的青霉素发酵来说,溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10%饱和度时, 则造成不可逆的损害。溶氧浓度过高,说明菌丝生长不良或加糖率过低,造成呼吸强度下降, 同样影响生产能力的发挥。溶氧浓度是氧传递和氧消耗的一个动态平衡点, 而氧消耗与碳能源消耗成正比, 故溶氧浓度也可作为葡萄糖流加控制的一个参考指标。 (5)菌丝浓度:发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。青霉素发酵的临界菌体浓

青霉素工艺流程

青霉素生产工艺 班级:生工(2)姓名:学号:0802012040 【摘要】:青霉素是指分子中含有青霉烷,能破坏细菌的细胞壁并在细菌细 胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。青霉素对溶血性链球菌等链球菌属,肺炎链球菌和不产青霉素酶的葡萄球菌具有良好抗菌作用。对肠球菌有中等度抗菌作用,淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、白喉棒状杆菌、炭疽芽孢杆菌、牛型放线菌、念珠状链杆菌、李斯特菌、钩端螺旋体和梅毒螺旋体对本品敏感。本品对流感嗜血杆菌和百日咳鲍特氏菌亦具一定抗菌活性,其他革兰阴性需氧或兼性厌氧菌对本品敏感性差.本品对梭状芽孢杆菌属、消化链球菌厌氧菌以及产黑色素拟杆菌等具良好抗菌作用,对脆弱拟杆菌的抗菌作用差。青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽则链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用。对革兰阳性菌有效,由于革兰阴性菌缺乏五肽交连桥而青霉素对其作用不大。 【关键词】:青霉素;生产工艺 【正文】: 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。 一、青霉素概述 青霉素是抗菌素的一种,是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素,是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。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。

抗生素发酵生产知识1-10

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。

青霉素发酵工艺

青霉素的发酵工艺 青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 (1)丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25°C,孢子培养,7天)——大米孢子(26°C,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27°C,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。 (2)球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,6~8天)——亲米(25°C,孢子培养,8~10天)——生产米(28°C,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液(26~25-24°C,发酵,7天,1:0.8vvm)——发酵液。 2、工艺控制 (1)影响发酵产率的因素 基质浓度在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制, 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成, 为了避免这一现象, 在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法, 即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加,

因为即使是超出最适浓度范围较小的波动, 都将引起严重的阻遏或限制, 使生物合成速度减慢或停止。目前, 糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制, 而是间接根据pH 值、溶氧或C02 释放率予以调节。 (2)温度青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别 , 但一般认为应在25 °C 左右。温度过高将明显降低发酵产率 ,同时增加葡萄糖的维持消耗 , 降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说 , 最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度 , 以利于青霉素的合成。(3) pH 值青霉素发酵的最适 pH 值一般认为在 6. 5 左右 , 有时也可以略高或略低一些 , 但应尽量避免 pH 值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中, pH 值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使 pH 值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起 pH 值上升。 (4)溶氧对于好氧的青霉素发酵来说 , 溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到 30% 饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于 10% 饱和度时, 则造成不可逆的损害。溶氧浓度过高 , 说明菌丝生长不良或加糖率过低, 造成呼吸强度下降, 同

抗生素发酵工艺学知识要点

《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。 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

青霉素的发酵工艺

青霉素的发酵工艺 作者:佚名文章来源:本站原创点击数:392 更新时间:2009-6-22 12:36:27 青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 (1)丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25°C,孢子培养,7天)——大米孢子(26°C,种子培养 56h,1:)——一级种子培养液(27°C,种子培养,24h,1:)——二级种子培养液(27~26°C,发酵,7 天,1:)——发酵液。 (2)球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管(25°C,孢子培养,6~8天)——亲米(25°C,孢子培养,8~10天)——生产米(28°C,孢子培养,56~60h,1:)——种子培养液(26~25-24°C,发酵,7天,1:)——发酵液。 2、工艺控制 (1)影响发酵产率的因素 基质浓度在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制 , 苯乙酸的生长抑制), 而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成 , 为了避免这一现象 , 在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法 , 即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加 , 因为即使是超出最适浓度范围较小的波动 , 都将引起严重的阻遏或限制 , 使生物合成速度减慢或停止。目前 , 糖浓度的检测尚难在线进行 , 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制 , 而是间接根据pH 值、溶氧或 C02 释放率予以调节。 (2)温度青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别 , 但一般认为应在25 °C 左右。温度过高将明显降低发酵产率 , 同时增加葡萄糖的维持消耗 , 降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说 , 最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度 , 以利于青霉素的合成。 (3) pH 值青霉素发酵的最适 pH 值一般认为在 6. 5 左右 , 有时也可以略高或略低一些 , 但应尽量避免 pH 值超过, 因为青霉素在碱性条件下不稳

抗生素的发酵生产工艺

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 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

青霉素发酵的代谢控制 内容摘要

青霉素发酵的代谢控制内容摘要:内容摘要:在青霉素发酵过程中,通常通过筛选优良菌株种类,调节菌体的代谢发育和生长等生物过程,给予最适PH、温度、以及发酵液中的碳源和氮源,是生物产量达到最大值。这些控制条件以及各种生物、理化和工程环境因素对这些过程的影响很大,因此研究菌体的培养规律,外界控制因素和达到最佳效果等问题就成为发酵工程的重要任务。关键字:关键字:青霉素、菌株、代谢、发酵控制一、概述发酵工艺过程不同于化学反应过程。它既涉及生物细胞的生长、生理和繁殖的生命过程,又涉及微生物细胞分泌的各种酶所催化的生化反应及其影响因素的多酶反应过程,所以发酵是微生物、化学和工程等学科的理论和技术的综合利用,由于发酵过程的复杂性,控制其过程是比较复杂的。尤其是控制青霉素等次级代谢产物的发酵。二、青霉素的用途及主要生产流程青霉素是抗菌素的一种,是从青霉菌培养液中提制的药物,是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素作为杀菌药,主要作用于大多数革兰阳性菌、革兰阴性球菌、螺旋体和放线菌。青霉素阻抑粘肽合成,造成细胞壁缺损。由于敏感菌菌体内渗透压高,使水分不断内渗,以致菌体膨胀,促使细菌裂解、死亡。青霉素的杀菌作用特点为:①对革兰阳性菌作用强,对革兰阴性菌作用弱;②对繁殖期细菌有作用对静止期细菌无作用;③因为哺乳类动物和真菌细胞无细胞壁,故青霉素对人毒性小,对真菌无效。生产流程:冷冻干孢子→琼脂斜面→米孢子→种子罐→发酵罐→过滤→醋酸丁酯提取→脱水脱色→结晶→洗涤晶体→工业盐→菌丝体→综合利用在发酵过程中添加碳源、氮源和前体、消泡剂三、

青霉素产生菌的选育1、出发菌株的选择青霉素产生菌主要是产黄青霉51-20 和点青霉。以产黄青霉51-20 的菌株为亲株,经不断诱变,目前已获得产青霉素为30000u/ml 以上的高产菌株。青霉菌在固定培养基上具有一定形态特征。开始生长时,孢子先胀大,长出芽管并急速伸长,形成隔膜,繁殖成菌丝,然后产生复杂的分支,交织成网状而形成菌落。菌落外观有的平坦有的褶皱很多。在营养分布均匀的培养基中,菌落一般都是圆形的,其边缘或整齐或呈锯齿状或呈扇状。在发育过程中跟中从气生菌丝大梗和小梗,于小梗上着生分生孢子,排列成链状,形状似毛笔,称为青霉穗。分生孢子成黄绿色、绿色或蓝色,老了以后变成黄棕色、红棕色和灰色等。分生孢子有椭圆形、圆柱形、圆形,每种菌种的孢子菌具有一定的形态,多次传代后也不变。在沉默培养是一般不产生分生孢子。2、切断支路代谢途径当菌种的初级代谢和次级代谢处于分路途经事,初级代谢产物的营养缺陷型菌株常可使相应的次级代谢产物增产。有人采用了诱变的方式获得了亮氨酸营养缺陷型菌株结果是青霉素的产量提高了四倍。青霉素的生物合成受赖氨酸的反馈抑制,这是由于赖氨酸可使高柠檬酸合成受到抑制或阻遏,因侧悬于赖氨酸缺陷突变菌株,通过在培养基中添加赖氨酸,可使青霉素产量明显提高。3、解除菌体自身的反馈调节选育结构类似物抗性突变株(1)筛选自身耐受性突变株不同活性的菌株,其自身耐受性不同,高产菌株能耐受高浓度的自产抗生素。为此,可以用自产抗生素来选育高产菌株。如有人选遇到能耐100000u/ml 青霉素V 的突变菌株,是青霉素的发酵单位提高到约40000u/ml。这种自身耐

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